桥梁损伤检测技术与维护加固措施

陈 标(福建省交通科学技术研究所，350001)

桥梁损伤检测技术与维护加固措施

陈 标
(福建省交通科学技术研究所，350001)

桥梁是重要的交通枢纽，为人们出行和我国经济发展提供了基础保障。受到各种因素影响，桥梁容易发生病害，给车辆安全通行带来很大的隐患。为此，本文分析了桥梁损伤的致因，介绍了桥梁损伤的检测技术，在此基础上诠释了桥梁损伤的维护加固措施，旨在建设一个安全稳定的运输环境，为经济发展和人们出行提供安全保障。

桥梁；损伤；检测；维护；加固

1 桥梁损伤的致因分析

桥梁投入使用之后，就一直受到各种因素影响，包括设计因素、材料因素、荷载因素、风力因素、人为因素、环境因素等，结果出现各种病害。

1.1 桥梁上部结构病害

桥梁上部结构主要检查桥面、支座、吊杆和锚头等部分，桥梁上部出现横、竖、斜向裂缝主要源于腹板尺寸设计不当、钢筋规格和数量不合理、混凝土配合比不合要求、车辆超载等；桥梁支座病害源于底板制作工艺不精细、钢板周围环境潮湿等，导致支座受力不均匀，桥梁的荷载力发生变化；吊杆腐蚀的原因主要是吊杆长期暴露在大气环境中，发生了氧化反应，吊杆表面的保护层被破坏，以及没有及时维护吊杆，导致吊杆腐蚀严重。

1.2 桥梁下部结构病害

桥梁下部结构主要检查桥墩、外墙等部位，桥墩周围温度变化比较大，长期受到冲刷磨损，基础沉降不均匀，导致混凝土收缩和膨胀，长期如此，墩台就会出现裂缝、腐蚀、脱落等现象；外墙容易产生裂缝，墙面发生倾斜与沉陷，墙体的挡土能力减弱；漏筋病害的产生是因为在施工的过程中没有按照规范和标准进行施工，导致钢筋保护层的厚度不够，分化、脱落之后，就很容易出现漏筋病害。

2 桥梁损伤的检测技术

桥梁损伤的检测技术很多，包括荷载试验、无损伤检测技术、低应变反射波法、声波透射法、射线探伤检测、超声波检测、小波分析损伤识别、神经网络损伤识别等，传统检测依赖于检测人员的目测以及动静载试验，而现代检测技术用到了相干激光雷达、激光斑纹和全息干涉仪等。

2.1 直接观测

直接观测是桥梁管理部门最常用的现场检测方法，技术人员观测桥梁损伤情况，然后对桥梁情况作出综合性评判，以此确定维护措施。直接观测简单易行，但是主观性较强，诊断结果较为粗糙，无法检测隐蔽部位以及结构复杂的桥梁。

2.2 承载力测试

新建桥梁竣工后，技术人员检测桥梁的承载力，判断设计和施工质量否满足建造要求，桥梁是否可以投入使用。旧桥承载力测试是检测桥梁的承载是否安全，不过无法细致判断损伤情况。承载力测试只是一种初步测量，难以检测出桥梁损伤的程度和原因。

2.3 参数识别

参数识别主要使用静力法和动力法，对桥梁结构参数进行测定与识别。静力法主要是识别桥梁的静态应变和位移测量，具有非常高的识别精度，不过对实验条件要求较高；动力法应用了振动原理，进行参数识别和损伤检测，该方法存在噪声和误差的干扰，所以静力法和动力法最好结合使用。

2.4 健康监测

健康监测是指运用通信技术、网络技术、传感技术等对桥梁结构进行实时监测，以及时发现桥梁的损伤情况，为桥梁维护和管理提供依据。近年来，国内外学者逐渐重视健康监测技术，并重点运用于大跨度桥梁检测中。健康监测还可发现环境对桥梁损伤的影响规律，因此优化桥梁设计理论和方法。

3 桥梁损伤的维护加固措施

3.1 桥梁损伤的加固方法

3.1.1 上部结构加固

上部结构可以采用多种方法加固：（1）灌封胶灌注加固法，在桥面上裂缝比较大的部位灌注灌封胶，把断裂的钢筋重新粘合起来，提高桥梁的承载力。（2）碳纤维加固法，在混凝土结构受拉表面用树脂粘贴碳纤维，使桥梁原结构与碳纤维形成新的受力整体。（3）预应力加固法，对桥梁的混凝土受弯构件通过钢束张拉产生偏心预应力，以缓解受弯部件中的拉力，使桥梁的加固构件与受弯构件连接为一个稳定的整体。预应力加固对原结构外观有一定影响，而且不宜用于混凝土收缩徐变大的结构。（4）植筋加固法，在指定位置钻孔，清孔之后注入植筋胶，然后插入钢筋，让混凝土与钢筋保持固定，从而增加结构的受力水平。该方法与预埋钢筋的效果相同。（5）桥面补强层加固法，把原桥面铺装全部凿除或凿毛，之后加铺钢筋混凝土层补强，以增大抗压截面，增加主梁有效高度，有效提高桥梁承载力。

3.1.2 桥梁墩台与基础加固

桥梁墩台与基础也可以采用多种方法加固：（1）包钢加固法，也称外部粘钢加固法，用化学粘结剂在钢筋混凝土构件的薄弱部位直接粘贴钢板，使钢铁与构件形成受力整体，以增大延性和刚度，提高混凝土柱的承载能力。（2）基础扩大加固法，桥梁基础出现较大的不均匀沉降时，若墩台是混凝土或砖石，地基土质足够坚实，就可采用基础扩大加固法。（3）增大梁高加固法，钢筋混凝土梁的跨高比是影响结构的重要因素，为此可增大梁高、减小跨高比，以保证桥梁结构的稳定性。（4）高压旋喷注浆加固法，用钻机把注浆管钻入土层中，然后把浆液以高压从注浆管喷嘴里射出去，把土层绞碎成分散的颗粒状，经过搅拌，与浆液混合，最后凝结成固结体，使地基加固。

3.2 桥梁损伤的维护加固措施

桥梁管理部门负责检测桥梁损伤情况、制定加固方案、养护费用的支出等。首先，进行实地踏勘，收集桥梁设计图纸、竣工图纸，向当地部门咨询施工和养护期间出现的问题，总体把握桥梁的使用性能。其次，对桥梁进行检测和鉴定，并根据调查和检测结果，综合考虑水文、地形、施工技术和水平等因素来制定加固方案，选择加固维修方法，加固方案应切合实际，技术可行，尽量不影响交通。再次，根据加固方案对车辆进行限载、限速或者减少车道，合理选择施工队伍及工程材料，实施加固方案。最后，对桥梁加固效果进行总结评价，包括密切观察路面状况，查看是否出现新的裂纹、混凝土是否有剥落现象、各个部件是否牢固可靠等；对桥台沉降和跨中挠度进行检测，分析加固后桥梁的变形情况，判断桥梁的承载能力是否有所提高。

结语

桥梁病害的产生是经过长时间的积累所致，影响因素也非常多，而且往往同时出现多种损伤。桥梁病害会对桥梁质量造成恶劣影响，并严重威胁到人们的生命财产安全，因此，要随时掌握桥梁的状况，及时检测和维护加固，尽量在不影响车辆通行的情况下，将病害扼杀在摇篮之中，以提高桥梁的质量及其使用寿命。

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1007-6344（2016）04-0035-01