桥梁工程检测与维护加固技术

陈媛

摘 要 桥梁作为道路交通的枢纽，已成为促进地区经济发展的纽带，但桥梁结构在长期使用中会因为外界环境、超载等诸多因素发生各种各样的损伤，造成桥梁结构抗力衰减，产生安全隐患，因此对桥梁的安全评估工作就非常重要了。目前我们国家的基础设施建设情况要求我们在追求建设高水平新桥的同时做好旧桥维修和加固工作，努力做好维修养护工作，提高旧桥的营运状况和安全承载能力，快速、准确地对旧桥的技术状况和承载能力进行科学的检测已成为桥梁工程重要的研究领域。本文首先分析桥梁检测的价值和重要性，研究现状与发展趋势，介绍新型的检测技术及方法，并探讨了桥梁维护加固的发展技术研究现状。从混凝土桥梁整体出发，对加固意义和要求、提出切实可行的加固技术等方面对现役混凝土桥梁加固技术理论进行研究和探索。

关键词 桥梁检测 新型维护技术 加固技术

中图分类号：U445.72 文献标识码：A

1桥梁工程检测概述

1.1桥梁工程检测的价值及重要性

桥梁检测的主要价值是通过对正在服役桥梁进行承载能力的检测，并根据检测结果得出评定报告，分析桥梁各方面技术情况，为其维修加固与安全使用提供依据和完善性能的技术资料，提高可靠度，检验桥梁技术水平及结构质量，推动和发展新的现役桥梁工程检测与维护设计计算理论与评定方法。

桥梁检测与维护工程的价值和重要性如下：

（1）通过对桥梁工程的检测，确定按以前标准设计的的荷载等级建造的桥梁，对于目前及将来由于交通流量的急速膨胀，车辆载重量的持续加大，是否有必要通过维修加固手段来提高其当前荷载等级，以提高桥梁的现有使用年限；

（2）通过检测仪器检查确定营运多年后桥梁结构的各部位，由于出现如裂缝宽度过大、错位严重、沉降距离超标等情况引起的破坏程度与实际过程中承载能力损失相比，能否正常安全使用，为进行桥梁的加固工作提供确实可靠的依据和参考数据；

（3）通过对需要维修加固的桥梁进行定期安全检查可检验修复加固的水平，并验证采用的加固方法的有效性与可靠性；为进行桥梁的加固工作提供确实可靠的依据和参考数据；

（4）通过对桥梁工程的检查和技术评价，可评定一些重要的大桥或特大桥梁，在完工之后其设计和施工技术水平，确定工程的结构可靠度和承载能力水平。

2桥梁工程的检测技术

2.1桥梁检测技术的研究现状及发展趋势

桥梁检测是一种实践活动，它自始至终都和理论分析与科技发展保持着密切联系，未来桥梁检测研究应该不断发展新的检测理论和完善现有检测手段。其中主要以动载、静载试验方式为主，混凝土包括抗压、抗拉等强度试验为辅助测量手段，腐蚀作用试验、超声波探测等各种检测手段为主的检测方法是传统的桥梁桥梁检测手段，随着科技的快速发展，一些高技术、自动化检测手段逐渐被应用于桥梁检测，利用人工智能计算机视觉检测桥梁表面缺陷，利用双波长远红外成像检测桥梁混凝土层的损伤等，上述检测方法具有更高的可靠度与耐久性、精度，并且数据收集与输出自动化程度高，节省了大量时间。例如美国联邦公路管理局研制出的无线数据收集系统、激光雷达系统美国AASHTO建立的DATAPAVE路面长期管理使用性能数据库管理系统以及上海市城市桥梁管理系统。

2.2桥梁工程传统检测技术与方法

自20世纪六七十年代桥梁检测和养护工作受到重视以来，国内外技术人员对在役混凝土桥梁检测的方法进行了不断的探索，找到了一系列的检测方法，其中既有半破损的检测方法，也有无损检测技术；既有对桥梁结构局部检测的技术，又有对桥梁结构整体检测的技术。桥梁结构整体检测传统加载试验有静力荷载试验、动载试验两种。桥梁静载试验是将静定荷载加载于桥梁结构的预先设定位置，观测桥梁的静力条件下位移和应变、沉降、裂缝等明显结构技术参量，桥梁动载试验是利用合适方便操作的激振方法在允许范围内激起桥梁结构的振动，然后测定其动力冲击系数、频率、阻尼比、振动形态、行车动力响应等，从宏观整体的角度判断分析结构的刚度和耐久性，通过测试数据得出检测报告。

2.3新型桥梁工程检测方法与技术

（1）基于GPRs实现桥梁检测远程数据传输。初期的远程数据监测系统是利用专用网络，将控制中心和设备现场连接起来，按照确定的协议传送检测信息给控制中心，利用GPRS来实现数据的远程传输已成为一种非常便捷的信息传递手段而应用于远程监测技术中；

（2）数字图像处理技术在桥梁检测中的应用，图像信息处理技术就是测量对象时，把图像作为检测手段和信息传递的载体，充分利用现代化测量技术；

（3）神经网络在桥梁检测中的应用，使用人工神经网络方法构造BP模型，在桥梁结构受力之间建立映射关系，通过BP模型的映射，就可以得到其余桥索受力值；

（4）光纤应变传感器测试系统在桥梁检测中的应用。光纤传感器由于它不仅具有非导电性，体积小，抗电磁干扰强等优点，而且能实时对维连续空间作多点测量，利用光纤传感器检测系统，既可以大范围减少单点测试成本，又能消除许多检测过程中容易忽略的盲区；

（5）积极开发研制新型信息化数字化桥梁检测设备。新型桥梁检测设备研制主要有：新型桥梁检测车以及新型桥梁检测平台，这些先进的检测设备为桥梁工程检测提供了有力的技术支持。

3桥梁工程维护与加固技术概况

3.1桥梁检测与加固技术发展情况

对早期建设的混凝土结构桥梁进行加固，重点是对混凝土结构的加固，加固方法一般可分为直接加固与间接加固两类，在实际设计施工时应根据工程条件和使用要求选择合适加固方法与施工技术。针对混凝土结构桥梁各种加固方法，一般从桥梁结构桥梁结构裂缝维修加固、表层缺陷维修加固、桥梁上部结构、下部结构维修加固等几个方面进行分析。国内相关研究机构和高等科研院校还针对增大截面改变结构体系、纤维片材、增补受力钢筋、增设体外预应力等加固方法开展了大量专项研究，形成了较成熟的旧桥维修加固计算理论方法和技术措施手段。

3.2切实可行的加固技术

对现役桥梁展开合理而高效的加固维护，对提高桥梁工程的承载标准、运行能力具有显著的价值，有效的桥梁加固技术要求实现：首先，确保桥梁工程的安全性、适用性、完整性与耐久性；提高现有桥梁的承载能力和运行能力。结构表层实用的加固方法主要有：混凝土修补法、粘结剂修补法等。钢筋防锈加固方法主要有：桥梁结构钢筋锈蚀修补，第一，凿除剥离脱落等已经损坏的部分；第二，对已经锈蚀的钢筋作除锈处理，清除旧混凝土上的杂志；第三，对钢筋表面进行防锈处理，通过涂环氧胶液等粘结剂，与外界环境隔离；最后，立模、配混凝土材料浇筑或直接表面喷浆、涂抹隔离材料施工。

3.3桥梁加固技术探索

随着桥梁技术结构检测、状况评定、结构承载力测定技术的逐步完善定量化，科学化和信息化，近些年，桥梁的维修加固技术取得了明显的进步与提高，许多新材料、新技术被应用到桥梁维修加固工程实践中。桥梁表层加固技术主要解决结构表层问题的加固方法，钢筋结构锈蚀加固技术以及桥梁结构缝隙加固技术，桥梁结构上部加固技术则主要用于分析主梁加固方法和桥面板维修加固方法，对于桥梁下部结构实施的加固方法，主要用于扩大基础加固法、人工地基加固法、增补桩基加固法硅套箍或添加护套加固法、以及桥墩和桥台滑移倾斜支撑加固法等。

4总结

随着新结构形式、新技术、新施工工艺采用增多，不同桥梁病害问题也不断出现，我国现役很多桥梁都需要检测维护。检测技术也随着科技的发展不断进步，紧跟时代的步伐，工作人员要有丰富的实际现场经验，而且同时需要坚实的理论理论基础作指导。只有把实际理论和技术充分整合起来，开发更先进的桥梁检测维护设备，定期对桥梁的安全性能进行检测，运用科学的检测与维护技术手段，一步步实现桥梁工程由基础建设逐步转到养护维修阶段上来，以低成本，高质量延长现有桥梁使用年限，实现桥梁工程的更大化使用价值。

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