摘要:近年来,随着我国公路、市政桥梁事业的发展和基础设施的快速兴建,新建的高速公路和市政桥梁越来越多,随着桥梁运营年限越来越长,桥梁的检测加固应用也受到了广泛的关注。该文简要论述了当前桥梁检测技术的主要内容,重点介绍了桥梁定期检测的内容及方法;介绍了桥梁常用的维修加固方法。为提高桥梁结构安全度、减少事故隐患、延长桥梁结构的使用寿命,确保桥梁长期安全运营等提供高质量的保障。
关键词:桥梁检测;桥梁定期检测;桥梁加固技术
现有桥梁检测技术主要包括下列内容:定期检测、专项检测、特殊检测。其中,桥梁定期检测是进行桥梁养护和加固的前期必备工作,是决定维修与加固方案的基础,后续的专项检测以及荷载试验原则上均先经由定期检测工作完成后,再决定是否实施专项检测,所以我们必须严格施行定期检测工作,增强完善检测技术。
1桥梁检测内容及方法
1.1定期检测
1.1.1桥面系外观检查
桥面系的外观调查,可以按桥面系结构组成的三部分依次进行检查。
首先是桥面铺装的检查。桥面铺装很容易受损,桥面铺装一旦产生破损之后,由于桥面凹凸不平,引起车辆在运行中对桥梁的冲击效应不断增大,容易引起大的交通事故。桥面铺装与伸缩缝之间往往会形成高低不平面,从而导致伸缩缝装置破损。桥面铺装检查重点是桥面平整度、桥面的纵横坡、损坏和磨耗多少等情况。桥面铺装分为水泥混凝土桥面铺装及沥青桥面铺装。水泥混凝土桥面铺装的主要损伤和缺陷有:脱皮露骨、坑洞、裂缝、磨光等情况。沥青桥面铺装的主要损坏及缺陷有:龟裂、车辙、磨光、松散、露骨、坑槽、起皮、轻微裂缝、拥包等情况。在桥梁检测过程中应该详细检查桥面铺装的损伤程度与破坏情况。
其次是伸缩缝的检查,对伸缩缝的检查一般都是采用目测,必要时采用直尺测量破坏的程度。各种伸缩缝装置通常具有的缺陷有:伸缩缝本身的破坏损伤、锚固件损坏、凹凸不平面、接头周围部位铺筑料的剥落等。这些缺陷往往会造成伸缩缝漏水,导致支座和结构本身的恶化不断加快。
扶手、栏杆和人行道的检查,扶手、栏杆和人行道的检查主要检查人行道、路缘石是否有破碎,人行道与桥面板连接处的牢固程度等。
1.1.2桥梁上部结构检查
上部结构是桥梁的主要受力部位,通常由许多基本构件组成,因此对桥梁上部结构的检查,就是对这些基本构件的工作状况进行检测。检查工作主要有:
(1)基本构件缺陷及损伤检查
根据桥梁建桥环境、构件种类、结构形式、施工质量以及使用情况等因素不同,需要检测的种类和部位也不同。需根据实际情况对混凝土结构的基本构件,如缺陷中的蜂窝、麻面、表面裂缝、孔洞、缝隙夹层、露筋、剥落、游离石灰等现象进行检测。
(2)基本构件的横向联系
桥梁上部结构的横向联系状况是影响桥梁整体性工作的重大因素。对横向联系的检查有两种方式,一种是基本构件连接状况的检查,另一种是本身状况的检查。对于混凝土粱式桥,主要检查横隔板上的缺陷及裂缝情况。对于钢结构桥梁应检查连接钢板是否有外露现象,有无锈蚀现象等。对于双曲拱桥,应检查横系梁上的裂缝大小情况,检查与拱肋连接处是否出现脱离现象等。
(3)基本构件的主要几何尺寸及纵轴线检查
主要几何尺寸不能直接以目测进行检测,一般要用皮尺或钢卷尺量测。用混凝土保护层厚度测定仪测量混凝土保护层实际厚度,这样更能精确知道保护层实际厚度。基本构件纵轴线的检查,主要是针对梁式桥主梁纵轴线挠度的测量。对拱桥主要是运用拱轴线实际位置及拱顶下沉量测法进行测量。基本构件纵轴线的检查一般可以先进行目测,发现有明显变形时,再用精密水准仪进行测量。
1.1.3桥梁支座检查
支座上存在缺陷会造成桥梁上部结构破坏,从而会导致上部结构和墩台出现损伤。支座检查主要检查组件是否完整、清洁,有无断裂、错位及脱空现象、功能是否完好。各种支座的检查,应包括下列内容:
1)简易支座的油毡是否破裂、失效及老化。
2)橡胶支座变形、错位、老化。
3)盆式橡胶支座的固定螺栓是否松动及剪断。
4)弧型支座和钢板滑动支座是否干涩、锈蚀、老化。
5)摆柱支座各组件相对位置是否正确,受力均匀。
6)四氟板支座是否变形、老化。
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7)辊轴支座的辊轴是否出现不允许的爬动、歪斜。
8)支座垫石是否破碎。
9)摇轴支座的辊轴是否变形、倾斜。
10)活动支座灵活性是否完好。
1.2专项检测
在对桥梁进行定期检测后,初步发现一些结构上存在的病害隐患,接着需要进行专项检测,查找到病害的原因,然后对结构的病害对症下药,进行相应的维修加固,恢复结构的安全度。
专项检测主要包括混凝土强度、老化、保护层、锈蚀、裂缝深度、预应力管道检测、索力测量等内容。
1.3特殊检测
特殊检测主要包括结构恶化系数评估、荷载试验、破坏试验等内容,其中,荷载试验是对桥梁承载能力最直接、最有效的评定方法。
2桥梁加固的几种方法
桥梁结构加固的目的是确保结构安全、减少事故隐患、增强结构的使用寿命等。加固设计应在保证结构安全因素前提下,尽可能减少附加荷载,做到不损伤原构件及影响建筑物的正常使用功能。根据桥梁常见病害检测分析和鉴定评估结果,桥梁结构加固应分为以下几种方式:强度加固、承载力加固,刚度加固、抗震加固、耐久性和使用功能加固等情况。
桥梁加固技术,主要包含下列几种方法:
2.1常规加固方法
目前不同桥梁加固的方法也不同,加固方法有很多种,比较常用的方法有:一是为改变结构体系,调整结构内力、减轻原梁负担,如加斜撑减少梁的跨度、简支梁改为连续结构、增加纵梁数目等;二是为加大截面尺寸和配筋,加固薄弱构件。
其中对薄弱构件的加固,按作用原理可做如下分类:
在受拉区直接增设抗拉补强材料,比如补强钢筋,粘贴钢板、粘贴高强复合碳纤维、芳纶纤维等。该方法从作用原理上属被动加固,设计时必须考虑桥梁的分阶段受力等特点。一期荷载构件自重及恒载由原梁承担,二期荷载由加固后的组合截面承担,后加补强材料的强度发挥程度受原梁变形的限制。若不考虑分阶段受力特点,过高估计了后加补强材料的作用,设计是不安全的。所以一定要结合桥梁构造进行设计,确保安全性。
采用预加力原理进行加固,如体外预应力加固,SRAP工艺有粘结预应力加固等。此方法从作用原理上属主动加固,运用预加力加固法改善了原梁的应力状态,提升了原梁的承载能力和抗裂性能。采用预加力加固从根本上解决了后加补强材料的应力滞后问题,可充分发挥加固补强材料的力学性能,提高材料的利用效率。
2.2 SRAP加固法
SRAP加固方法,是一种采用预应力的桥梁加固方法。镀锌软钢丝束增强材料的高强特性和多功能氧化铝聚糖树脂砂浆防腐防水,其具有粘合力强的特点,通过特殊的方法施加对镀锌软钢丝束高强度材料施加预应力,从而达到对桥梁的加固。预应力的施加:把膨胀螺栓锚固于梁底两端,软钢丝的两端用螺旋扣环固定于膨胀螺栓上,通过把丝扣反向的螺旋扣环旋紧施加预应力。SRAP加固法的特点主要是:氧化铝聚糖树脂砂浆可以同时对混凝土建筑物进行修补和加固,粘结可靠;氧化铝聚糖树脂砂浆与原混凝土构件的机械性能类似,力学性能相同,采用了氧化铝粉混凝土,增加了耐化学性能,提高了收缩补偿效果:采用了聚糖增粘剂,提高了黏着力和结合力,使施工性能得到提高和改善,对硬化材料给予保湿性,具有保湿砂浆的优秀性能;氧化铝聚糖树脂砂浆可喷射,也可以涂抹,施工方便;对加固平面没有特殊的平整性要求;自重增加很少;具有较高的疲劳荷载抵抗力。
2.3复合材料加固技术
复合材料加固主要有纤维和网型树脂两种。采用的复合材料有芳纶纤维、碳纤维、玻璃纤维三钟,其中以碳纤维应用最广泛。碳纤维增强聚合物复合材料是由碳纤维及其聚合物基质组合而成。碳纤维主要是增加刚度和强度,而聚合物基质是增加弹性和韧性。采用碳纤维布加固修补桥梁和建筑结构技术是一种新型结构加固技术,它是以树脂类胶结材料为基体,将碳纤维布粘贴固化于混凝土结构表面,利用碳纤维的高强度高弹性模量来达到对混凝土结构物进行补强和加固,并改善结构受力状况的目的。与传统的粘贴钢板或加大混凝土截面等加固方法相比,碳纤维布具有柔韧性好、耐腐性、强度高、重量轻、电磁呈中性等诸多优点。利用此项技术加固土木工程结构,具有结构耐久性强、施工周期短、加固成本低等显著特点。
结束语
综上所述,桥梁检测与加固关联密切。只有对桥梁结构病害原因的分析准确到位,才能指导加固工作是否对症下药及药到病除,从而彻底对桥梁结构存在的病害进行根治,确保桥梁结构的使用性能满足设计及相关要求。
参考文献
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[4]范冯闽.浅谈桥梁检测方法及工程应用[J]. 黑龙江交通科技. 2015(04).
论文作者:孙丰春
论文发表刊物:《基层建设》2016年27期
论文发表时间:2017/1/3
标签:桥梁论文; 桥面论文; 结构论文; 支座论文; 构件论文; 碳纤维论文; 伸缩缝论文; 《基层建设》2016年27期论文;