桥梁维修加固后质量评价方法研究

许 鑫

（武汉二航路桥特种工程有限责任公司， 湖北 武汉 430071）

1 常用的维修加固方法

以某桥梁维修为例，经过对具体维修加固情况研究，概括出下面几种比较常用的方法技术。

（1）运用环氧树脂砂浆进行修补。以0.15mm的裂缝为界，小于这个宽度的使用表面修补的方法，大于这个宽度的使用压力灌浆的方法。

（2）加固使用粘贴钢板。在结构的受力区域或者比较脆弱的地方，在结构上利用粘贴性材料粘上钢板，以替换本身损坏的地方，使得能够构成一个完整的结构，而且可以和原来的混凝土结构一起承担压力，让结构的强度和刚度能够增加，改善原本的受力的情况，防止原有裂缝的继续扩张，让桥梁的使用时间延长，承载能力变好，能够适应一些环境因素导致的问题。

（3）加固使用粘贴碳纤维。使用粘贴碳纤维是因为这种材料具有很强的抗拉伸性，利用这种材质垂直于损坏处的将纤维材料粘贴在结构损坏的地方，避免裂缝的继续变大和延伸，让结构使用时间变长，耐磨性变强，承受能力也能更好。

（4）对体外预应力加强。在额外增加的结构中，进行预应力的增加，让承受拉力的地方压力能预加，和自身产生的一些应力相抵消，从而桥梁的承受能力能够变强。

2 评价维修加固后的质量

2.1 模糊综合评价法

这种评价方法主要是根据数学中的隶属度原理，把定型因素转变为定量因素，特别适合用在一些对指标影响因素不能确定的情况之中。在此基础上，对各个维修的方法构建与之对应的评价的标准进行评估，具体如图1。

图1 常用的四种维护方法的评价指标

2.2 AHP法建立权重集

依据不同的评价标准对各自的方法产生的影响大小的不同，进行相互的比较，具体内容如下：

闭合裂缝方法的评价指标的权重向量

使用粘贴钢板方法的评价指标的权重向量

使用粘贴碳纤维方法的评价指标的权重向量

使用体外预应力的评价指标的权重向量

2.3 明确评价向量

2.3.1 确定定性指标评价向量

经过划分不一样的等级的方式，了解定性指标对于各个评价的隶属度，然后获得评价向量。定性指标主要指外预应力方法中的管道情况、防腐蚀材料、钢丝线束、转向设置、锚固状态；使用粘贴钢板方法中的钢板脱壳、表面状态、锚固状态；粘贴纤维材料的失效状态、材料损坏、表面状态、锚固状态。

各个定型指标有五个等级，依据每个指标和等级相符合的程度，获得0～1之间的隶属度。

2.3.2 确定定量指标评价向量

定量指标的评价向量是通过构建隶属函数确定的。在使用粘贴钢板方法中防腐材料无效指标的函数图如图2所示，钢板腐蚀的指标的隶属函数图如图3所示。

图2 防腐材料无效指标的函数图

图3 钢板腐蚀的指标的隶属函数图

2.4 使用贴近度法确定等级

假设 Di=（0，...，0,1,0，...，0）是一个子集合，而且这个集合比别的集合可以更好的表现具体的实际情况，就是当对指标的评估结果是Di时，这个结果和具体的实际情况是最符合的时候。

假设Bi是评价等级 v上的模糊子集，那么这两者之间的贴近程度可以用N（ Bi,Di）进 行 表 示

如果贴近度运算的结果符合下面的公式，那么评价指标的等级是V所表示的等级。

3 实例应用

3.1 工程背景

某大桥是左右双幅，上部结构左幅使用的是8～30米，右幅使用9～30米，先简支后连续预应力钢筋混凝土箱梁。承受的荷载等级为汽-超20，挂车-120。左右幅桥面的宽度都是13.25+2*0.6米。桥梁下部结构为桩柱式墩台结构，基础使用钻孔灌注桩，桩柱的直径为1.2m及1.5m两种。

3.2 在维修之前进行维修检查

依据检查得到的结果，桥梁存在的主要问题就是上部结构承受的部件的各种缝隙。具体如下：

（1）箱体底板：一共20条横向裂缝，总计长度是5.3m，其中9条超过限度，总计长度是4m。一共80条纵向的缝隙，长度总的是53.324m，其中有54条超过限度，总的长度是43.55m，最大的宽度是1.80毫米。

（2）箱体腹板：一共48条竖向缝隙，总计长度是60.43m，最大的宽度是0.6毫米，有一些是纵向全长的。一共有33条纵向缝隙，总的长度是37.28m，其中有6条超过限度，总的长度是22.22m，最大宽度是0.28毫米。

（3）桥面底板：有很多的纵向缝隙。

（4）箱体横隔板：一共88条竖向缝隙，总计长度是92.920m，其中76条超过限度，总长度是83.029m，最大宽度是 0.46毫米，有两条横向的缝隙，总长度是460毫米，没有超过限度的。

3.3 维修加固方法

（1）修补裂缝。桥梁的上部结构承受重力的地方存在很多的裂缝，有的还超过限度，需要对这些进行维修，对于宽度小于一定标准的缝隙使用表面涂抹材料的方法对于宽度超过一定标准的进行灌浆的方法修补。

（2）使用粘贴钢板。由于桥梁底面有很多纵向的缝隙，在垂直的方向粘贴钢板可以避免缝隙的扩大，增加强度避免拉伸。

（3）使用粘贴纤维。桥梁箱梁底板梁端处存在渗盐现象，同时砼表面有龟裂的现象发生，还有的出现渗水的情况，需要对其先进行碳化处理，把碳化及松散的混凝土去除，然后使用平胶进行细致修补，然后运用粘贴的纤维进行后续处理。

3.4 在维修之后进行检查

（1）材料涂刷的比较均匀平整，有部分粘合的不是很紧密，还有一些新的缝隙，但是没有超出限度。

（2）涂刷的防腐蚀的材料表面有些起皮的迹象，还有点腐蚀现象，其他粘贴部位比较好没有明显不妥的痕迹，有个别的螺栓有些松动。

（3）使用的纤维材料涂刷的情况比较好，有的有鼓起的现象，在边缘的部分有微小的裂缝，其他情况比较好。

3.5 评估维修加固后的质量

例如使用粘贴钢板的方法，对加固后进行检查，评价钢板涂料无效的向量是（0,0.8,0.2,0,0），评价受到腐蚀的向量是（0，1,0,0,0），评价脱壳状态的向量是（1,0,0,0,0），评价锚固状态的向量是（0,0.6,0.4,0，0）。所以向量的集合为：

很清楚的可以看出，N1最大，所以可以确定加固粘贴钢板的质量为Ⅰ类，加固后的质量比较好，可以避免裂缝的扩大，增加结构承受压力的程度。

并且可以确定加固使用粘贴纤维质量为Ⅰ类，加固后的质量是比较好的。进行封闭裂缝修补的质量为Ⅱ类，最后的修补显示出的效果比较好，但是部分位置有出现新的缝隙，可能是不是因为粘贴不是很好或者材料出现一定，但这都说明有的工作没有很好完成，在检查监督环节还存在问题，工作不能做到位，需要加强处理的力度。

4 结论

（1）根据对桥梁加固维修的方法，提出了一系列的加固维修的方法，并且以此构建了相关的评价质量的体系。

（2）针对维修后出现的问题构建对应指标评价，使用层次分析法对权重进行运算，确定各个指标的等级和相关函数，对之后的质量进行评价。

（3）根据具体的工程展开分析，对维修后的质量进行正确的评价，并且展开检查，了解评价是否有效，对之后的工作的顺利展开提供理论支持和实践指导。

（4）以某桥梁维修为例，展开研究，能够为别的地区展开相关工作提供一些意见，为之后的质量评价提供一个良好的基础。