预应力混凝土桥梁检测及加固措施分析

刘源、邹振江

（抚州市公路事业发展中心南丰分中心，江西 抚州 344500）

0 引言

预应力混凝土桥梁检测及加固为一项系统性的工作，在桥梁检测环节要明确检测技术，以便精准地找出桥梁存在的病害问题，在探明预应力混凝土桥梁结构的病害问题之后，要采取有效的措施对其进行加固、修复，改善病害问题，如此方能提高桥梁结构的稳定性，对交通事业的发展也有重要的促进作用。

1 预应力混凝土结构及加固技术优势

1.1 预应力混凝土结构优势

第一，能够实现对体外索应力的调校与控制，更便于检查结构的腐蚀性情况，并且能够根据实际情况合理替换钢绞线束，进而更好地满足使用要求。第二，箱梁壁内有预应力管道结构，可使混凝土浇筑更加顺畅，不会因孔洞而出现承载性能不合格的情况，同时能适当减小箱梁壁厚，能够有效减轻自重。第三，预制箱梁应用体外索可以简化施工流程，加快工程建设速度，并且能够降低项目成本。第四，简化预应力筋的结构，可有效预防严重的摩擦损失，并且能提高结构的总体性能。

1.2 预应力混凝土加固技术优势

第一，通过平衡性设置，可以卸除部分恒载，提升结构的稳定性。第二，可确保结构的刚度与强度合格，还能提升承载性能。第三，体外索应力变化相对较小，不会出现疲劳损坏的问题，结构性能恢复效果明显。第四，控制挠度及裂缝，可以使裂缝实现局部闭合或全部闭合，还能减小挠度。第五，能够合理控制体外索应力，工作状态合理。第六，体外力筋的更换作业比较方便。

预应力混凝土加固技术虽具备上述优点，但也存在一定不足，如锚固块与转向结构设置难度高；对转向部位的设计要求较高，若设计缺乏合理性，则会导致预应力损失严重；对表面平整度要求较高等。此外，在施工时要注意加强防腐蚀、防火处理，以保证材料性能的有效发挥[1]。

2 案例概况

某桥梁项目投入运营超过十年，项目长度为1.78km，基础形式主要为柱式墩、钻孔灌注桩；上部结构为简支结构，连续性良好。长期投入运营后，随着通行量不断增多，车辆荷载日益增大，加上环境的侵蚀作用，导致桥面结构发生了损坏，桥梁整体质量受到影响，裂缝、损坏、横隔板不合格等情况较为明显。因此，要对该桥梁结构进行性能检测，并采取必要的维修加固处理措施，使桥梁恢复通行标准。

3 预应力混凝土桥梁检测技术

3.1 电磁效应检测法

电磁效应检测方法目前可以分为涡流检测、测漏检测、磁粉检测等类型。电磁效应就是在项目检测环节，借助相应的设备，对混凝土结构的磁场通量变化进行检测，通过感应磁器内的电流波动变化状况，快速确定桥梁结构是否存在缺陷或者问题，同时掌握具体的缺陷位置，进而及时对其采取必要的加固和处理措施，以保证桥梁的质量合格。

3.2 超声波检测法

超声波检测方法主要是通过分析超声波在桥梁结构内的传播情况，确定桥梁结构的健康状况。采用该检测技术时，需要了解相关设备的各项技术参数，并分析现场情况及超声波的变化情况，全面掌握桥梁结构的相关信息，以明确具体的养护施工方案。超声波检测工作原理见图1。

在预应力混凝土桥梁检测环节，应用超声波检测方法能够确定桥梁裂缝深度、持久性等方面的相关信息，进而了解桥梁存在的缺陷问题，采取合理有效的处理措施，使桥梁工程的质量合格。

通过检测手段对桥梁运行情况展开分析，根据实际情况计算、确定裂缝平均参数值，并计算、确定最大平均参数，以切实落实裂缝修复工作，达到理想的修复效果。

3.3 局部破损检测技术

该技术是通过预应力筋检测及应力释放检测方法进行局部破损检测。在预应力筋检测环节，将功能性符合要求的检测仪放置在预应力筋上，利用检测仪了解混凝土部件的应力变化情况，从而结合实际情况确定合适的应对方案。应力释放检测方法是利用设备对桥梁部件进行切割与检测，进而得到释放的约束力参数，分析影响因素，制定相应的养护措施，防止桥梁出现破损。

3.4 案例检测结果

对该工程桥梁进行检测分析，得到桥梁中的T 梁横向没有联系，导致边梁部位受到较大的作用力，使得桥面存在纵向开裂的问题，这对整个桥梁的安全性产生了不良影响。该桥梁除了存在纵向开裂的问题之外，还存在其他问题，如伸缩缝损坏，桥面铺装层损坏，支座老化变形、碳化、露筋、挡板开裂等，极大地影响了桥梁的使用性能，必须进行维修加固处理才能满足通行要求[2]。

4 预应力混凝土桥梁粘钢加固措施

用粘钢法对预应力混凝土桥梁进行加固处理，施工效果较好。该方法主要是通过黏合剂把规定的钢板粘贴到桥梁表面，使钢板与混凝土结构有效融合，形成整体的结构，以保证结构的整体承载性能得到提升。

4.1 桥面系横隔梁钢板粘贴工程

第一，将原横隔板、混凝土连接钢板全面清理干净，再应用砂轮将原连接表面打磨平整，还要应用丙酮去除钢筋表面的锈蚀，以免清洁工作不到位影响结构的整体性能。第二，根据粘贴尺寸切割出用于加固的钢板结构，再用砂轮等设备对钢板表面进行切割处理，从而提高黏结施工效果。第三，根据设计方案，在规定部位钻孔，如果钻孔时受到钢筋位置的影响，施工人员需要积极与设计人员进行沟通，进而进行合理的改进和调整，还要避开隔梁钢筋，以免造成性能缺失。第四，做好打底处理。用刮刀在混凝土、钢板表面均匀涂抹专业的粘钢胶，确保黏结质量合格。再进行钢板压贴处理，并将膨胀螺栓拧紧。第五，应用黏稠度比较高的粘钢胶填充钢板、混凝土缝隙，粘贴完成后要及时进行表面除锈处理，还要在表面涂抹两层防锈漆[3]。

4.2 梁粘贴碳纤维布工程

第一，如果混凝土出现松散或者钢板锈蚀的问题，先要采取锈蚀处理措施，并在表面涂抹环氧树脂，以达到防腐蚀的效果，再应用环氧砂浆修复表面凹陷或缺陷问题，而后及时填补不平整位置，确保表面平整度达到相应标准。第二，详细计算确定表面涂抹底胶的量，制作完成的胶液必须一次性使用完毕，并根据要求进行底胶主剂与固化剂的配制。利用毛刷将配制完成的树脂均匀涂抹到混凝土表层，确保厚度达到标准，以免影响材料性能。第三，根据设计方案，对碳纤维布进行裁剪处理，且相邻纤维布的搭接长度需超过100mm。碳纤维布粘贴工作结束后，为了使粘贴面积符合要求，应采用滚筒等工具进行滚压处理，保证内部没有任何气泡，且要确保树脂均匀地浸透碳纤维布。为保证加固施工质量，可采用多层粘贴的方法，但是必须在材料完全干燥后，才能开展后续的粘贴施工，否则会影响施工质量。第四，表面防护与养护。此外，在现场施工期间，应避免出现污染或雨水浸泡情况，施工完成后需养护超过5 天。

4.3 案例加固情况

在该工程中应用G-30 型高强碳纤维片进行加固处理，技术参数见表1。

表1 高强碳纤维片性能指标

根据工程的实际情况，需要在30mT 梁下粘贴一层碳纤维片，确保粘贴范围符合要求，有效达到结构加固效果，达到结构稳定性要求。

采取表面封闭措施开展加固施工，这种加固处理方式，可以有效实现对表面裂缝的控制。

第一，在公路桥梁施工中，裂缝尺寸、数量或结构形式出现变化，应用焦油环氧树脂进行加固处理，封闭施工，能够有效提高桥梁结构的稳定性、可靠性，使其恢复使用标准。

第二，现场施工中发现，预应力混凝土内存在较多的非结构性裂缝，且分布密集度较高，所以要适当增加树脂的涂抹面积，还要将全部裂缝覆盖处理，以达到加固目标。

第三，现场施工中，需要严格控制加固作业环节，并应用表面喷砂法对裂缝的凿毛进行处理，达到规定要求后涂抹水泥浆液。采用水泥浆液是其强度、密实度更符合桥梁加固的需要，其稳定性、可靠性能够完全满足加固标准。

第四，采用预应力加固方法施工。由于预应力加固的方法比较多，不同的预应力加固方法适用的范围不同（如预应力撑杆加固方式，适用于轴心受压墩柱，能够提升结构的总体性能），所以要考虑实际情况进行方法选择与调整，如此才能满足加固施工标准[4]。在该工程中，采用外加预应力的方法，此方法可以有效提升桥梁的承载性能及刚性性能。

5 预应力混凝土桥梁加固质量控制措施

5.1 严格落实技术管理措施

在现场施工期间，需有效落实技术质量管控工作，控制每一项技术措施，严格落实工程技术标准，如此才能使桥梁加固工程的质量达到标准。经调查，很多桥梁加固工程的质量不达标是加固技术控制不到位引起的，究其原因，是施工单位未能全面落实技术质量管控工作，对现场施工的管理存在疏漏。对上述情况，相关施工单位必须提起足够的重视，需组织专业人员对施工现场进行合理的管理和控制，并不定期进行抽检，确保工程质量达标，只要是存在质量不合格的情况，必须进行责任追究，并处罚相关责任人。通过上述措施，严格落实技术管理，做好施工现场管控工作，有助于消除质量缺陷，节约后续养护成本。

5.2 加强设备与材料的管理

在预应力混凝土桥梁加固施工中，一项重要的工作就是加强对设备与材料的管理，落实质量控制措施，消除质量缺陷，提高加固施工效果。施工单位需要完善施工管理制度，提高相关人员的质量管理意识，使其能够对施工材料、设备的重要性有足够的了解，并在实际工作中及时对材料、设备等进行检查，加强保存管理，如此便能为工程质量提供有力保障。在材料采购环节，采购人员需要对建材市场有全面的掌握，需要对比多个厂家的材料，选择最合适的供应单位，如此才能采购到性价比较高的施工材料。同时，施工材料进入现场后，现场管理人员需要检查材料的质量证明文件，并科学地进行抽检，其间若发现材料不合格情况，应及时进行退、换货处理。

5.3 引进先进的技术与设备

施工技术与设备是影响工程质量的主要因素，所以在桥梁加固施工中，需要引进先进的技术与设备，这样才能消除不利因素的影响，提高工程质量。施工单位应加大对技术与设备的资金投入力度，并及时对相关技术人员展开培训，使其掌握先进技术，了解相关设备的操作方法及运维管理措施，进而做好对设备的管控工作。此外，施工单位还要多多组织技术人员学习国外的先进技术，并不断总结经验，使其不断优化自身的技术知识体系，在工作中能够针对桥梁加固的具体需求，合理进行技术调整，进而呈现出更好的加固施工效果，切实提升桥梁质量[5]。

6 结语

很多桥梁项目在投入运营后，因长期受到车辆荷载、自然侵蚀的影响，不可避免地会出现结构病害、损坏等问题。若不及时对这些问题进行处理，则会导致损坏问题越发严重，进而威胁道路通行安全，产生不利的社会影响。因此，相关单位需加强对桥梁的日常检测和养护，尤其要注意对预应力混凝土桥梁的加固处理。同时要结合实际情况，采取适宜的加固措施，落实对各个环节的技术管理工作，及时修复道路桥梁的性能，提高道路交通水平，推动社会主义现代化建设进程。