公路桥梁工程中预应力混凝土桥梁的检测与加固

张向军

【摘要】随着我国经济的发展，公路桥梁工程也取得了较大的发展成就，本文主要根据公路桥梁工程中预应力混凝土桥梁所产生的问题，分析预应力桥梁产生的问题，介绍公路桥梁工程中预应力混凝土桥梁的检测技术及方法，并提出相应的加固措施。防止混凝土桥梁的开裂，对设计与施工都提出了更高的要求，因此本文就针对公路桥梁工程中预应力混凝土桥梁的检测预加固技术进行简单的阐述。

【关键词】公路桥梁 预应力混凝土 检测 加固

前言：随着经济的迅猛发展，交通业也在不断的发展，预应力混凝土在我国公路桥梁的修建上被广泛的应用，作为桥梁工程的关键性施工环节，其工程项目的质量高低将直接影响着整体工程社会效益与经济效益的发挥。因此对桥梁裂缝的检测与加固是公路桥梁工程的建设与后期养护的质量检查的一项重要内容。

一、预应力混凝土桥梁所产生的问题

伴随着我国公路桥梁工程的建筑量的增加，相应的各种技术也取得了较大的发展，尤其是影响桥梁主体结构的预应力混凝土部分，其检测和加固技术对桥梁的功能有着非常重要的影响，这种情况下做好预应力混凝土的检测和加固就显得非常重要。

二、预应力混凝土桥梁的检测方法

1.对既有预应力混凝土桥梁预应力局部破损的检测

局部破损检测是通过利用检测仪器对构件的局部进行损伤检测，根绝检测获取的数据，分析和判断构件破损性能的检测手段。其主要包括以下两种检测方法：

1.1预应力筋直接检测技术

这种方法是通过在预应力筋上布置传感器，通过传感器直接测量预应力钢筋和混凝土构件的应力状态。

1.2应力释放法

基本原理就是通过对具有初始约束力的测试构件，采用机械切割的方法使约束力产生的应力被释放，然后根据切割前后构件应力的变化关系，经过分析得到构件的应力状态。

2.预应力混凝土桥梁裂缝的无损检测

2.1超声波检测

超声波法用于非破损检测，就是以超声波为媒介，获得物体内部信息的一种方法。大量的实验证明超声波的传播速度与混凝土抗压强度呈正相关关系，混凝土的声波速度可以作为混凝土抗压强度与密实度的定量指标，进而达到对混凝土内部的缺陷以及位置的准确检测。超声波法对掌握混凝土表面产生的裂缝深度，对耐久性诊断和研究修补、加固对策有重要意义。

2.2冲击弹性波法

一般把弹性体内传播的波总称为弹性波。冲击弹性波法与超声波法的原理是一样的，但远比超声波测定的裂缝深度深。但是冲击弹性波法只能检测扩展方向与表面成直角，没有分支的单纯裂缝。

2.3声发射检测法

声发射检测法是利用弹性波进行声学检测的方法。用声发射检测法检测裂缝，和以上两种方法不同的地方是，声发射检测法智能检测正在放生的裂缝，而不能检测已经发生了的旧的裂缝。对正在发生的裂缝可以检测到裂缝发生的位置、大小、深度、种类以及现在扩展的情况。

2.4电磁效应检测法

电磁效应检测可以分为涡流、侧漏磁和磁粉检测，它是根据相关磁场的变化的原理进行细致分析和检测的。有研究证明，电磁效应检测法是根据磁通量泄漏源里检测预应力筋的预应力损失的。但是该方法的测试结果易受到多方面因素的干扰和影响，并且设备方面有多方限制，这就决定了这种方法不能在工程中得到广泛的应用。

三、预应力混凝土桥梁裂缝的加固方法

1.塞缝灌浆法

塞缝灌浆一般用于处理桥梁上、下部结构裂缝，先先用1：1水泥砂浆勾缝，将构筑物的裂缝或者是孔隙与外界封闭，仅留出直径约6-8mm的进浆口（孔距视裂缝宽度而定，缝宽处孔距为0.6-1.0m，缝小处孔距为0.4-0.6m）以及排气孔，然后将较低粘度的浆液通过压浆泵以一定的压力降浆液压入缝隙内并使其扩散、凝胶固化，以达到恢复整体性、强度和耐久性以及抗渗性的目的。通常水泥浆用于石砌墩、台和拱圈裂缝，由裂缝的大小来决定灌浆中是否掺砂，采用水泥浆造价低、效果好。环氧树脂浆一般用于钢筋土混凝土结构物，因为钢筋混凝土构件产生的裂缝较小，易灌满，粘结性好，因此环氧树脂砂浆多用于桥面裂缝。

2.体外预应力加固法

體外预应力法的加固原理是在桥梁结构的受拉区施加体外预应力，使其产生与原桥的不利弯矩方向相反轴向压力和弯矩，以抵消部分自重应力，减小活载应力，从而能够较大幅度的提高桥梁结构承载能力。目前常用下撑式预应力拉杆加固法和外部预应力钢丝束加固法两种。在合理安排施工流程的情况下，该方法可最大限度地减少对桥上交通的影响，甚至可以在有限开放交通的情况下组织施工，因此近年来国内工程实例较多。

3.表面封闭法

3.1表面涂抹通常是在混凝土表面沿宽度较小的裂缝涂抹树脂保护膜，在裂缝宽度有可能变动时，可采用具有跟踪性的焦油环氧树脂等材料。在裂缝多而且密集或者混凝土老化、砂浆离析的结构物上也可大面积涂抹保护膜。

3.2“V”型或“U”型槽口充填修补在表面涂抹处理不能充分修补的场合，可采用方法如下：在混凝土表面沿裂缝凿出“V”型或“U”型槽口，然后用树脂砂浆充填修补。

3.3凿深槽嵌补先沿裂缝凿一条深槽，槽形根据裂缝位置和填补材料而定，然后在槽内嵌补各种粘结材料，如环氧砂浆、沥青、假凝等。

3.4表面喷浆喷浆修补是在经凿毛处理的裂缝表面，喷射一层密实而且强度高的水泥砂浆保护层来封闭裂缝的一种修补方法。

4.SRAP加固方法

SRAP加固方法是一种新的导入预应力概念的桥梁加固方法。其利用SR增强材料的高强特性和AP树脂砂浆防腐防水、粘合力强的特点，通过特殊的方法对SR高强材料施加预应力，从而达到对桥梁的加固。预应力的施加：把膨胀螺栓锚固于粱底两端，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加固方法的特点主要是：AP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；AP树脂砂浆与原混凝土构件的机械性能（弹性系数、热膨胀系数）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，对硬化材料给予保湿性，具有保湿砂浆的优秀性能；AP树脂砂浆可喷射，也可涂抹，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。

结束语：

近年来，混凝土桥梁的结构设计出现了较大变化，跨度也越来越大，截面变化也越来越复杂，但逐步暴露出来的混凝土开裂问题也同样不容忽视。综上所述，通过对我国现今预应力桥梁预应力检测方法和技术的比较表明，只有通过部分区域的局部破损检测和大范围的无损检测方法相结合的原则，才能改善和提高桥梁预应力的持久应力的高精度有效测试。同时，也可以通过在预应力钢筋中埋设智能传感器的方法，对在役预应力混凝土桥梁的持久应力进行长期监测，及时发现问题，解决问题。

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