桥梁常见病害及检测维修技术

胡延赞

【摘 要】目前我国基础设施建设的步伐不断加快，桥梁工程也随之有了前所未有的发展。然而，随着时间的推移，桥梁病害也不断出现，严重影响了人民的生命和财产安全，引起了社会各界的高度关注。文章针对这一问题分析了我国桥梁工程中常见的病害，并提出了一些桥梁工程常见病害的检测技术，期望能对做好桥梁工程常见病害检测工作起到借鉴和参考作用。

【关键词】桥梁工程；常见病害；检测技术

1引言

目前，我国基础设施建设工作已经步入一个全新的发展时期。但是，近些年连续不断的桥梁事故引起了人们的普遍关注，因为桥梁垮塌等问题不仅给国家的经济建设带来了不利影响，同时也危及了人民的生命和财产安全。无数个惨痛的例子告诉我们，桥梁工程的病害不仅危害极大，而且病害的存在也十分顽固。加强对桥梁工程病害的分析和探测是势在必行之举。

2 桥梁工程常见病害分析

桥梁病害的定义一般都由定性标准和定量界限两部分组成。定性标准从病害的形状和表象上进行界定，以从外观上将病害明显区别开，它是确定病害种类的主要依据；定量界限是便于检查和处理的角度出发人为确定的界限。桥梁的常见病害主要有：裂缝、混凝土碳化及钢筋锈蚀、梁体表面剥蚀、结构构造的破坏、地基不均匀沉降引起的破坏等。

桥梁按照病害不同的严重程度可分为四类：

（1）完好或基本完好：桥梁结构基本满足上述要求，与建造时比基本没有可观测到的病害。

（2）轻微损伤的病害：这类病害并不影响结构的承载力、刚度、完整性及其使用功能，但要消除由于它们造成的损伤则需要额外的费用，有时还要在使用过程中对结构作系统的观察。

（3）一般性损伤的病害：这类病害虽不一定影响结构应有的承载力，但却使它们的使用性能下降，维护费用增大，有时还影响观感，使人们有不安全感。

（4）严重性损伤和破坏性损伤的病

害：这类病害往往表现为所采用的材料强度不足，或者构件残缺有伤，或者所選取的构件截面尺寸不够，或者所安装的连接构造质量低劣或使用环境恶劣。

2.1 荷载引起的裂缝

（一）直接应力裂缝产生的原因

（1）工程设计中常出现的问题，如计算模型不合理；结构受力假设与实际受力不符；荷载少算或漏算；内力与配筋计算错误；结构安全系数不够；结构设计时不考虑施工的可能性；设计断面不足，钢筋设量偏少；结构刚度不足；构造处理不当；现行规范与实际情况有出入等。

（2）使用阶段常出现的问题，严重超载车辆对桥梁结构产生巨大内力，进而产生大量裂缝，引起钢筋锈蚀，致使载面抗力降低；裂缝进一步加大，导致桥梁破坏等，另外偶然荷载也可产生较大裂缝。

（二）次应力裂缝产生的原因

（1）在设计外荷载作用下，由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入或计算不考虑，从而在某些部位引起次应力导致结构开裂。例如两铰拱桥拱脚设计时常采用布置“X”形钢筋，同时削减该处断面尺寸的办法设计铰，理论计算该处不会存在弯矩，但实际该铰仍然能够抗弯，以至出现裂缝而导致钢筋锈蚀。

（2）桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等，在常规计算中难以用准确的图式进行模拟计算，一般根据经验设置受力钢筋，研究表明，受力构件挖孔后，力流将产生绕射现象，在孔洞附近密集，产生巨大的应力集中，在长跨预应力连续梁中，经常在跨内根据截面内力需要截断钢束，设置锚头，而在锚固断面附近经常可以看到裂缝，因此，若处理不当，在这些结构的转角处或构件形状突变处，受力钢筋截断处容易出现裂缝。

2.2 温度变化引起的裂缝

（1）年温差。

严寒地区，冬夏温差较大，对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向移位较大，一般可通过桥面伸缩、支座位移或设置柔性墩等构造措施消除纵向位移的影响，只有结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝，例如纵向位移对拱桥拱脚产生较大弯矩，产生裂缝。

（2）骤然升温、降温。

桥面板，主梁受太阳曝晒后，温度明显高于其它部位，或突降大雨，冷空气侵袭，日落等可导致结构外表面温度突然下降，因内部温度变化相对较慢而产生温度梯度，温度梯度呈非线形分布，由于受到自身约束作用，导致局部拉应力较大，出现裂缝。

（3）水化热。

大体积混凝土浇筑后，由于水泥水化放热，致使内部温度不断上升，使混凝土表面和内部温差较大，混凝土内部膨胀高于外部，此时混凝土表面将受到很大的拉应力，而混凝土的早期抗拉强度很低，因而出现裂缝，这种温差一般仅在表面处较大，离开表面就很快减弱，因此裂缝只在接近表面的范围内产生，表面层以下结构仍保持完整。

3 桥梁病害检测技术分析

荷载试验技术在很大程度上反映了桥梁检测技术的高低。我国相关桥梁检测规范中规定，所有新建桥梁必须进行荷载检验，来判断桥梁的质量、使用性能等指标。但是，随着桥梁投入使用，经过各种自然和人为因素的破坏，各项性能会发生变化，需要进一步对其进行各种检测，确保其各项性能保持在所要求的范围内。

3.1 桥梁基础检测技术分析

一项研究显示，我国目前70%的桥梁事故是由于桥梁下部结构质量引起的。常见的问题有桩基缩扩径、离析、夹泥夹砂等，都在某种程度上影响了桥梁下部结构的承载力，所以对桥梁的基础进行检测是桥梁检测的重点。在对桥梁基础进行检测时，为了获取孔径、孔渣、倾斜和深度参数，通常采用桩基成孔检测技术；对桩身质量的检测通常采用超声波、反射波、回弹法、超声回弹法和取芯法等。其中，取芯技术是当前保证数据有效性的最好方法。取芯技术的核心是芯样的质量，它会对整个桥梁的质量评价产生影响。在取样过程中必须保证钻取的速度是平稳速度，否则，速度突然加快或放慢都会遇到钻取过程中产生的砂土进入桩身的情况，遇到这种情况必须立即停止，测量出孔深的位置，做好记录，然后再穿过病害层取出相应的芯样才可继续取样。

3.2 静载检测技术分析

对桥梁的结构、支座及桥台、桥面进行检测时适合采用静载检测技术。静载检测技术的关键是选取试验点，选取的试验点具有代表性时才能够满足检测的目的。静载检验一般检测其位移、应变和裂缝三大类。对位移的检测通常采用机械仪器测量；应变测量一般采用电阻应变仪、钢筋应力计等进行检测；裂缝的测量通常是使用高倍放大镜进行测量。在静载作用下，桥梁会在一定程度上产生变形，变形主要包括整体变形和局部变形，按照静载检验的规定应该先整体后局部，即优先检测桥梁的整体变形情况。在静载检测时，检测的主要部分是桥梁上面的结构承载能力，在检验老式桥梁时，静载检验的侧重点是裂缝、弯度和抗压程度等。

3.3 动载检测技术分析

桥梁动载检测技术就是应用计算机模拟探析和实际检测相结合，检测目的即为满足桥梁使用性能的需要。桥梁动载检测技术主要包括两个方面，即桥梁结构动力动载性能和结构动载响应。常用的动载检测仪器有测试传感器、信号放大器、光线显示器、数字信号处理机等。动载检测的基础是桥梁的结构动力特性不随荷载的强度和压力的大小而改变，而动载检测取得的是桥梁的模态参数，反映了整个桥梁的可承载能力。

4 结语

桥梁工程常见病害会严重影响桥梁性能的发挥，甚至会危及到人们的生命财产安全。目前桥梁工程中常见的病害施工养护单位应该增加桥梁养护工作人员，采用先进的技术最大程度上把病害的危险程度降到最低，为经济发展提供坚实的基础。

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