吳福琳

（中交第一公路勘察設計研究院有限公司，陜西西安 710000）

0 引言

我國橋梁工程的建設及時滿足了社會交通需求，為交通運輸提供了諸多便利。為了提高橋梁工程的建設質(zhì)量，保證工程的安全性和可控性，需要加強對預應力混凝土橋梁檢測及加固的重視，把握好工程建設中的重點環(huán)節(jié)和薄弱環(huán)節(jié)，增強橋梁的使用性能。

1 預應力混凝土橋梁檢測及加固技術(shù)的相關(guān)概述

1.1 預應力混凝土橋梁檢測及加固的重要意義

對于橋梁工程而言，橋梁檢測工作是至關(guān)重要的。在開展橋梁檢測的過程中，需要對施工質(zhì)量、結(jié)構(gòu)性能以及整體承載力等進行分析與評定，確保橋梁工程的建設質(zhì)量符合相關(guān)要求和標準[1]。同時，預應力混凝土橋梁檢測工作能夠為工程建設提供專業(yè)化的參考依據(jù)，并為橋梁后續(xù)安全運行提供重要保障。

首先，在對橋梁部位進行檢測的過程中，及時發(fā)現(xiàn)橋梁建設問題，如橋梁沉降、裂縫等，會對橋梁整體結(jié)構(gòu)質(zhì)量造成非常負面的影響。預應力混凝土橋梁檢測能夠為維修養(yǎng)護工作的開展提供基礎。

其次，隨著橋梁工程建設數(shù)量的增加，需要通過專業(yè)的技術(shù)手段，確保橋梁荷載等級滿足當前交通運輸?shù)膶嶋H需求，減少安全事故隱患問題。因此，預應力混凝土橋梁檢測及加固，對于橋梁工程的建設與發(fā)展具有非常深遠的意義。

1.2 預應力混凝土橋梁檢測及加固的必要性分析

現(xiàn)階段，橋梁建設項目逐漸增多，施工要求也愈發(fā)嚴苛。在橋梁工程施工過程中，有效應用現(xiàn)代化施工技術(shù)，全面提高橋梁工程的建設質(zhì)量。目前，預應力混凝土結(jié)構(gòu)是橋梁工程施工中較為常用的結(jié)構(gòu)，在提升橋梁穩(wěn)定性和可靠性方面，預應力混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)揮了關(guān)鍵的作用。

同時，在橋梁工程的施工過程中，為了能增加橋梁的使用年限，需要從橋梁的穩(wěn)定性和安全性著手，并對橋梁病害問題加以重視和處理。預應力混凝土橋梁檢測及加固可以增強橋梁的安全性，并延長橋梁的使用年限。

首先，通過預應力混凝土橋梁檢測及加固，可以為橋梁工程質(zhì)量評定以及工程事故鑒定提供數(shù)據(jù)支持。在實際的檢測過程中，會產(chǎn)生很多專業(yè)的數(shù)據(jù)信息，通過對其分析和研究，能夠準確地判斷橋梁質(zhì)量是否存在缺陷問題，為降低安全事故提供基礎支持。

其次，預應力混凝土橋梁檢測及加固是混凝土橋梁損傷程度評估的重要環(huán)節(jié)。檢測人員可以針對預應力混凝土試驗以及數(shù)據(jù)分析等，及時明確橋梁的損傷程度，并找出造成橋梁損傷的原因，結(jié)合評估的結(jié)果，制定出對應的工作方案[2]。

再次，社會的進步與發(fā)展使得車輛通行量不斷增加，對橋梁承載力的要求不斷提高。但是，車輛荷載過大會對橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性造成一定的影響，并降低橋梁的使用年限。通過預應力混凝土橋梁檢測及加固技術(shù)可以及時發(fā)現(xiàn)問題并處理問題，確保安全出行。

最后，專業(yè)的預應力混凝土橋梁檢測及加固技術(shù)能夠在一定程度上提高橋梁工程建設的經(jīng)濟效益和社會效益。

2 預應力混凝土橋梁檢測技術(shù)

2.1 局部破損檢測

在進行預應力混凝土橋梁檢測的過程中，局部破損檢測技術(shù)是非常重要的。通常情況下，破損檢測主要是通過特定的設備以及工具等對需要檢測的橋梁混凝土構(gòu)件進行局部破壞，將其內(nèi)部情況直觀地展現(xiàn)出來，便于質(zhì)量評估與分析工作的開展。

現(xiàn)階段，較為常用的局部破損檢測有預應力筋直接檢測和應力釋放兩種方式。在預應力筋直接檢測的過程中，需要結(jié)合橋梁工程的實際情況，合理選擇橋梁上應力集中的位置，并通過鉆機從其外部表面進行鉆孔處理，將混凝土包裹的預應力筋展示出來。使用專業(yè)化的預應力檢測設備，將帶有傳感器的夾子夾置在預應力筋上，獲取所需的參數(shù)信息。獲取數(shù)據(jù)信息之后，將實際的檢測數(shù)據(jù)與標準的數(shù)據(jù)進行比對分析[3]。如果檢測數(shù)據(jù)與標準數(shù)據(jù)之間的差距較大，表示預應力筋在使用后的整體性能有所降低。目前，在開展預應力混凝土橋梁檢測工作的過程中，靈敏性更強的光柵傳感器應用較為廣泛，并且能夠在很大程度上提高檢測數(shù)據(jù)的精準度。對于應力釋放法來說，明確待檢測的橋梁位置后，使用切割機對橋梁混凝土構(gòu)件進行切割處理。同時，通過物理方式，破壞橋梁混凝土構(gòu)件的結(jié)構(gòu)。在此過程中，混凝土構(gòu)件的缺口位置會出現(xiàn)應力釋放效應，通過專業(yè)的檢測儀器可以將切割過程中預應力的變化情況進行量化。

一般來說，在橋梁工程中，混凝土構(gòu)件荷載分布相對較為均勻，切割之后，對應的預應力不會發(fā)生明顯變化。如果在切割過程中，出現(xiàn)了明顯的預應力突發(fā)釋放的情況，那么當前的荷載相對集中。所以說，在對橋梁進行檢測的時候，可以通過切割對比預應力值變化，判斷所檢測結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2.2 無損檢測

在現(xiàn)代化技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新的基礎上，新型技術(shù)和儀器廣泛應用于橋梁工程檢測過程中。目前，無損檢測技術(shù)逐漸成為橋梁構(gòu)件質(zhì)量檢測的主要手段。應用無損檢測技術(shù)，可以在不破壞橋梁工程的前提下，通過超聲波、電磁波等及時獲取橋梁檢測所需的信息及數(shù)據(jù)。

首先，超聲波檢測是預應力混凝土橋梁檢測中較為常用的技術(shù)手段，是當前橋梁工程混凝土構(gòu)件質(zhì)量檢測中的重要技術(shù)。超聲波檢測是通過超聲波發(fā)射裝置，發(fā)射超聲波，穿過需要檢測的混凝土構(gòu)件。在此過程中，在待檢測的混凝土構(gòu)件另外一端合理放置接收裝置，并及時捕獲混凝土構(gòu)件中反射后的超聲波。而后，通過專業(yè)的計算機技術(shù)，將發(fā)射端與接收端的超聲波情況進行對比分析。根據(jù)實際的對比結(jié)果，對橋梁工程中混凝土構(gòu)件質(zhì)量進行判斷，并及時了解當前混凝土構(gòu)件中是否存在裂縫問題，并找到裂縫位置。實際上，通過超聲波檢測技術(shù)，不僅可以避免對橋梁混凝土結(jié)構(gòu)的破壞，還能夠提升檢測效率。

其次，電磁效應檢測也是較為常用的檢測技術(shù)。對于橋梁混凝土中預應力筋來說，可以通過電磁效應檢測技術(shù)判斷其是否存在裂縫等問題，并對橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性進行判斷。在實際的應用過程中，可以根據(jù)檢測原理將電磁效應檢測技術(shù)分為渦流檢測、磁粉檢測等等。對于橋梁工程來說，磁通量檢測的精準度較高。在應用磁通量檢測技術(shù)的時候，需要在待檢測預應力筋兩端位置，通過電源正負極的有效連接，在對其施加電壓之后，進而產(chǎn)生電流，并形成磁場。在此過程中，可以根據(jù)橋梁工程中預應力筋受力的情況進行判斷，并對磁通量變化進行有效分析。同時，檢測儀器能夠?qū)Υ磐康淖兓瘮?shù)據(jù)進行及時的收集。因此，橋梁工程檢測可以有效利用磁通量與預應力之間的關(guān)系構(gòu)建模型，并對橋梁工程質(zhì)量情況加以判斷。

3 預應力混凝土橋梁加固技術(shù)

3.1 直接加固法

3.1.1 粘貼鋼板加固技術(shù)

對于橋梁工程而言，加固技術(shù)是尤為關(guān)鍵的?？茖W有效的加固措施及技術(shù)手段能夠在一定程度上提高橋梁的穩(wěn)固性和安全性。在預應力混凝土橋梁加固的過程中，可以通過粘貼鋼板加固技術(shù)達到加固的目的。在粘貼鋼板加固技術(shù)應用的過程中，需要在橋梁應力較為集中的位置兩側(cè)使用鉆機進行打孔，并選擇高強度的鋼板，在混凝土表面進行拼貼，通過膨脹螺栓固定鋼板。同時，需要通過外貼鋼板的方式，與橋梁工程原先的混凝土結(jié)構(gòu)形成整體。在此過程中，可以通過鋼板自身的負彎矩抵消荷載力，進一步提高橋梁工程的穩(wěn)固性。當前，在建筑材料不斷發(fā)展的過程中，纖維復合板的使用頻率相對較高，也是粘貼鋼板加固技術(shù)中常用的材料。

3.1.2 增大截面加固技術(shù)

如果橋梁橫截面相對較小的話，應力會更加集中，也在一定程度上增加混凝土構(gòu)件的變形概率。因此，在對預應力混凝土橋梁加固的過程中，可以通過增大截面加固技術(shù)，提高橋梁工程的穩(wěn)固性。在增大截面加固的過程中，主要是利用力的分散原理，有效降低應力過于集中的問題。增大截面加固技術(shù)的操作步驟相對簡單。需要在加寬的混凝土截面上植入鋼筋，通過澆筑形成新的截面。同時，需要保證新的截面與舊的截面的一致性。在增大截面加固之后，需要做好相應的養(yǎng)護措施，從而提高整體的剛度，保證橋梁工程的荷載力符合建設要求。

3.1.3 碳纖維加固技術(shù)

碳纖維布具有重量輕、強度高、施工方便等優(yōu)點，廣泛應用于混凝土加固領域。預應力技術(shù)對提高混凝土承載力有顯著效果。預應力技術(shù)與碳纖維布結(jié)合加固混凝土在我國已逐步發(fā)展起來。

（1）預應力混凝土橋梁試件設計

按規(guī)范制作尺寸為4200mm×300mm×200mm 的預應力混凝土梁，采用C40 混凝土，在混凝土中下部布置2 根抗拉強度為1800MPa 的高強鋼絞線光束。應力張拉時，混凝土橋梁兩端不損壞，可在兩端每隔10cm 設置土工格柵，如圖1所示。

使用碳纖維加固技術(shù)時，預應力混凝土梁的加固材料包括碳纖維布和結(jié)構(gòu)膠。碳纖維布的厚度為0.11mm/層，抗拉強度為4100MPa；結(jié)構(gòu)膠采用環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)膠，是兩種混合物按一定比例配制而成，在短時間快速使用。

（2）加固方案

試驗主要研究不同碳纖維加固層數(shù)與試驗預應力梁的預損程度對混凝土梁力學特性的影響，分別設置0 層、1 層和2 層碳纖維加固層數(shù)，試驗梁預損程度為試件極限承載力的0、30%、60%，不同條件下的加固方案見表1。

表1 不同工況下預應力混凝土梁的加固方案

粘貼碳纖維布時，不用全部粘貼在預應力混凝土梁的底部。需要根據(jù)預應力梁的尺寸，在預應力梁兩端預留200mm 空白，空白處使用U 形箍，錨固梁底粘貼面積為4000mm×200mm。利用水泥砂漿修補破損的地方，并對其鑿毛處理。

3.1.4 注意事項

在開展預應力混凝土橋梁加固工作的過程中，需要從橋梁工程建設實際情況出發(fā)，對施工成本、施工效率等多方面進行考量，選擇適宜的加固技術(shù)和手段，從而發(fā)揮出預應力混凝土橋梁加固的關(guān)鍵作用，為橋梁工程的建設與運營提供保障。在實際的預應力混凝土橋梁加固工作中，需要把握好相關(guān)注意事項，提高加固質(zhì)量。首先，在進行加固之前，需要對當前橋梁結(jié)構(gòu)狀況進行分析和研究，并做好施工現(xiàn)場的勘查工作，對相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行記錄，為選擇施工材料以及施工技術(shù)提供參考依據(jù)。其次，在加固之前還要做好受力分析，加固完成后要做好預應力檢測，進一步延長橋梁的使用年限。

3.2 間接加固法

3.2.1 優(yōu)化橋梁結(jié)構(gòu)體系

混凝土橋梁可能受到設計因素、施工因素等的影響，導致橋梁工程受力結(jié)構(gòu)存在一定的不合理性。而在應力較為集中的部位，很容易出現(xiàn)裂縫等質(zhì)量問題，從而對橋梁的穩(wěn)定性和安全性造成極大的威脅。對此類混凝土橋梁進行加固的時候，需要采用優(yōu)化橋梁結(jié)構(gòu)體系的方式，及時處理好質(zhì)量問題。目前，通常會采用梁拱組合體系、矮塔斜拉體系等方式。根據(jù)橋梁的實際情況，選擇對應的方式對其進行加固。

3.2.2 體外預應力加固

在進行橋梁體外預應力加固的過程中，可以在橋梁結(jié)構(gòu)外部加入預應力筋等，便于提供額外的預應力，從而提高橋梁加固質(zhì)量。體外預應力加固的方式一般用于使用時間相對較長的橋梁工程中，且在橋梁應力集中位置出現(xiàn)了裂縫問題。在實際的加固過程中，體外預應力加固的方式需要有效利用預應力所提供的外部作用力，合理降低裂縫擴大等問題。在處理橋梁微小結(jié)構(gòu)性裂縫的過程中，有效應用體外預應力加固的方式，可以促使裂縫愈合，進而達到提高橋梁結(jié)構(gòu)安全性的根本目的。

4 結(jié)語

綜上所述，需要加強對橋梁工程建設的關(guān)注與重視，切實做好預應力混凝土橋梁檢測及加固工作，結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)的實際情況，采取相應的現(xiàn)代化技術(shù)手段，及時處理好其中的問題，進一步提高橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)固性。