预应力混凝土桥梁检测与加固技术分析

钟明

（广东省建设工程质量安全检测总站有限公司，广东广州 510599）

0 前言

桥梁在我国交通运输领域占据重要地位，在促进经济社会发展改善民生等方面发挥巨大作用。通常情况下，桥梁在建成投入使用之后，由于长期处于室外环境，所以比较容易受到各种自然因素的影响，再加上繁重的交通压力，导致桥梁很容易受到一定程度的破坏。而对于桥梁建设来说，往往需要花费巨大的资金，一旦出现病害便需要开展拆除处理，不但会严重影响交通运营同时也会产生较为严重的浪费问题。这就需要及时利用一些科学方法对桥梁开展检测工作，以此掌握病害程度，再采取合理有效的措施进行加固，从而提高桥梁使用安全性以及延长使用寿命。

1 预应力混凝土桥梁开展检测以及加固的意义研究

1.1 能够延长桥梁使用寿命

对于预应力混凝土结构来讲，其在桥梁使用过程中是否存在质量问题，可以对桥梁主体结构安全性以及稳定性造成直接影响。借助检测以及加固技术，能够对其实际质量状况做出深入分析，并结合实际情况采取对应措施将这些问题开展科学处理，如此便能够增加整个桥梁的耐用性，促使其使用寿命得以延长。

1.2 能够为桥梁质量事故判定有效提供科学依据

开展桥梁工程检测工作，其实际检测结果属于桥梁质量方面缺陷分析、判断还有技术评估等方面的主要依据。结合检测数据，能够对相应桥梁自身的质量缺陷以及事故特征做出判定，这样可以更好地对各类事故做出全面有效的控制，有助于更好地管控桥梁实际运营状况，确保其运营的安全性。

2 预应力混凝土桥梁检测技术分析

2.1 电磁效应检测法

对于电磁效应检测技术而言，其主要可以分为三种检测方式：①涡流检测；②漏磁检测；③磁粉检测。该技术的实际工作原理主要为磁通量泄露原理，能够对预应力钢筋实际预应力缺失情况做出有效检测，一旦存在应力变化问题，因为受到物体伸缩产生的影响，磁通可以发生相应的变化，并且促使感应器线圈有效地感应到相应的电流变化，这样便可以充分检测相应的应力变化。对于此项技术来讲，最大的优点便是具备较快的测量速度，同时属于一种非接触式测量，往往在出现应力变化时可以实现远距离测量。缺点在于这种技术一般在现场开展检测过程中，比较容易受到各类因素的干扰和影响，所以其精确度或者是可靠性等不是很高，很容易加大量值标准难度，而且此项技术在实际应用过程中需要有一定的外部激励磁场进行支撑，所以也较为容易造成磁化不够均匀这一类问题，另外，此项技术还存在设备笨重、能量消耗大以及磁污染等相应缺点[1]。

2.2 超声波检测技术

此项技术目前在多个领域当中都有较为广泛的应用，其属于一种非破损检测技术，可以在不影响桥梁结构以及外观质量的情况下，有效借助超声波在混凝土当中传递的信息变化来达到检测的目的。由于预应力混凝土桥梁内部的组成颗粒相对较小、密度大，并且实际分布较为均匀，所以超声波在其内部进行传播时也较为均匀。在实际开展检测工作时，声波在通过混凝土时，其实际波速与混凝土自身的抗压强度之间存在正相关关系，所以在对结构性能进行评价时，可以将声波速度作为一个重要参考，能够准确有效地检测出预应力混凝土桥梁结构内部缺陷位置以及缺陷程度。除此之外，还可以借助此项技术，对预应力混凝土桥梁的结构耐久性以及裂缝深度开展分析，同时以此为依据，合理制定相应的修补或加固处理措施[2]。

3 预应力混凝土桥梁加固技术分析

3.1 粘钢加固法

粘钢加固法又可以称为直接加固法，主要是指借助建筑结构胶有效地将钢板粘贴在相应的桥梁混凝土结构表面，促使钢板与混凝土之间实现紧密结合，以此提高混凝土结构的承载力以及稳定性。对于钢筋混凝土的一些受弯构件而言，可以在其受压区对此项技术进行应用，这样可以进一步提高受压区高度，并且可以有效扩大截面面积，除此之外还可以有效增加混凝土方面的现浇层，这样可以使构件正截面当中的承载力还有斜截面自身的抗剪性能在一定程度上得到提升，同时相应的受弯承载力或者是截面刚度等都可以得到进一步改善[3]。

3.2 表面封闭技术

此项技术可以分为两种方法：①表面涂抹法。主要是借助涂抹树脂保护膜等达到加固的目的，通常比较适合用于一些混凝土表面宽度相对较小的裂缝。如果裂缝宽度处于变化状态，需要选用焦油环氧树脂材料，其具备较强的追踪性，比较适应裂缝出现的一系列变化。在实际作业过程中，如果遇到混凝土结构出现很多相对密集的裂缝问题，兼具一定的老化问题或砂浆离析等一系列缺陷问题，此时需要做好大面积保护膜方面的涂抹工作；②针对表面实施的喷砂法。对于这种方法来讲，在应用时应该率先做好裂缝表面的处理工作，即进行凿毛处理，在此基础上，合理喷射一层水泥砂浆，以此作为保护层，一般情况下，该保护层其具备较为良好的密实度以及强度，所以能够取得较为良好的修补效果[4]。

4 预应力混凝土桥梁检测与加固技术具体应用

本文以某工程为例，探讨预应力混凝土桥梁检测技术以及加固技术的具体应用方法。该工程已经建成并且运营13 年，一共8孔，彼此长度皆相同，具体为30m。整座桥梁切实依照双向四车道标准设计，实际桥面宽度达到15.8m。由于运营时间较长，再加上日常养护管理工作未能做到位，所以导致部分桥面开始出现病害问题，一般以裂缝以及局部漏筋为主。为了能够切实掌握该桥梁结构具体情况，确保其能够安全、稳定运营，需要对其开展检测工作，同时结合检测结果，合理采取有效措施，对其进行加固。具体操作如下：

4.1 超声检测技术的应用

针对本工程，主要借助超声法检测桩基强度，具体流程如下：

首先，应科学合理地计算声测管所需数量还有其具体应该埋设的位置，通常情况下，对于桩径明显小于1.5m 的桩基来讲，可以将声测管控制在3 个左右；而对于明显大于1.5m 的桩基而言，可以将声测管数量控制在4 个或以上。因为通过测量，本桥梁桩径仅为1.3m，基于此将声测管控制为3 个即可[5]。

其次，借助开槽机切实沿着垂直方向开展开槽作业，过程中注意躲避钢筋，对于槽宽需要控制在大于声测管直径15mm 左右即可，对于槽深需要略深于实际钢筋所在位置。

最后，实际安装声测管之前，需要开展质量检查工作，必须要保证其可以切实满足检测工作的一系列基本要求。同时还需要检测声时修正值以及相应的延迟时间。为了能够准确有效地检测出各部分实际强度，借助取芯法开展强度检测工作，在实际取芯过程中需要秉持以下原则：①对于各个部位取芯数量必须在3个以上；②对于芯样直径应控制在骨料直径3 倍或以上；③取芯位置应该尽可能接近无损检测位置。

对于本次检测工作而言，一共检测了四项内容，主要为：①钢筋腐蚀程度；②混凝土强度；③保护层厚度；④碳化深度。部分检测结果如表1 所示。

表1 部分检测结果

结合实际检测结果来看，对于中间的结构而言，病害情况较为严重，相应裂缝的出现与车辆超载、设计以及施工等都存在一定的关系。

4.2 粘钢加固法的应用

结合上述检测结果以及本工程施工条件来看，需要借助粘钢加固法来开展加固工作。具体操作如下：

4.2.1 准备工作

（1）钢板主要为3#钢以及16#锰钢，对于梁底加固所用的具体钢板尺寸必须要满足图纸以及设计的要求，特别是圆曲线半径，必须要与桥梁半径完全一致。对于钢板下料过程中，需要借助机械设备开展切割工作。在完成切割作业之后，对于钢板的边缘需要保持光滑，确保没有翘曲、毛刺以及咬口。

（2）合理搭设脚手架，提前做好安全布置以及控制工作。

（3）粘钢之前，作业人员必须做好梁体方面的相应钢筋封闭工作，完成之后再对混凝土表面落实预处理工作。

4.2.2 施工操作

（1）表面处理。将表面破碎以及附着部分仔细清除干净；开展凿毛整平作业，直至内部骨料露出；借助毛刷清理浮尘或者借助喷砂技术开展表面处理；利用丙酮溶液针对表面开展擦拭工作。

（2）钢板粘贴。先配制环氧树脂胶黏剂，需控制好配合比，注意控制每次配量，尽可能随配随用。借助涂拌法开展粘贴工作，分别将钢板以及混凝土表面都均匀有效地涂抹一层胶黏剂，然后在钢板表面涂抹砂浆，一般厚度需控制在1~3mm 即可，对于胶层需保证四周薄以及中间厚，同时将气泡完全挤出，完成此项工作之后立即将所选钢板材料快速有效地粘贴到相应的混凝土表面，过程中还需适当地将其加压成型，借助这种方式能够挤出一些多余的胶，从而保证两者紧密贴实。

5 结语

综上所述，桥梁在实际运营一段时间后，各部分构件性能非常有可能逐渐降低，并且陆续呈现一系列不同程度的病害问题，基于此必须要能够及时有效地开展检测或加固工作，确保其可以正常使用，避免引发安全事故。本文分别对预应力混凝土桥梁需要用到的检测技术还有加固技术展开了分析，并以实例探讨相应技术的应用策略，以此提高桥梁检测加固水平，确保桥梁发挥应有的价值和作用。