桥梁检测与加固.doc

河南理工大学万方科技学院浅谈桥梁检测与加固维修班级： 姓名： 学号： 浅谈桥梁检测与加固维修【摘要】随着我国社会经济和交通运输事业的快速发展，公路桥梁是国家的重点基础建设项目，其对国计民生有着重要的影响，其质量的优劣直接影响国家经济发展。过去年代修建于各级公路上的桥梁担负着十分沉重的交通荷载和繁重的交通道口。由于历史的种种原因，如建桥当时的资金紧缺，设计荷载及泄洪能力偏低，技术力量的缺乏，设计、施工管理的粗放，设计、施工技术水平较低和设备、手段、材料的落后，以致在设计上或多或少存在一些缺点，施工也留下不同程度的缺陷。目前我国的旧桥和有缺陷的公路很多，急需要进行安全评估和维修加固。为此，本文首先讨论了桥梁加固与维修的适用范围和加固原则，接着分析了桥梁健康安全检测和桥梁维修加固，本文在分析路桥检测方法的基础上，介绍了现行的路桥特性和维修加固技术。最后做了总结。因此本文具有深刻的理论意义和广泛的实际应用。【关键词】桥梁安全检测；桥梁加固维修；安全检测；加固维修；桥梁加固与维修 引言随着桥梁建设的不断发展，公路桥梁是全国重要的基础设施建设项目，其是确保各种物资顺利流通的前提因素。桥梁结构的形式与功能也日趋复杂，人们对现代桥梁的质量和寿命越来越重视。为了保证既有桥梁的安全运营和延长其使用年限，应加强对城市桥梁的检测。因此维护了桥梁安全运营，延长了使用寿命，提高养护管理和加固改造水平对我国的经济建设具有重要的作用。城市建设步伐加快，城市立交桥、高架道路、跨运河、钱塘江等大型桥梁逐渐增多，在桥梁建设中，桥梁工程不仅规模巨大，而且技术难度高，往往是造成质量隐患的关键所在。因此在大型桥梁的施工过程中，很有必要进行施工时的监测与控制和竣工时的鉴定检测。通过测试桥梁结构的变形、内力和应力、典型断面的温度分布以及成桥实际承载能力和质量，找出桥梁施工过程实际值和设计时理论计算值之间的偏差，因偏差具有累积性，如不及时加以有效的控制和调整，将给桥梁的结构安全、外形、可靠性和经济性等方面带来不同程度的影响。因此桥梁检测不仅积累了有价值的原始技术资料而且为工程验收评定、养护管理决策提供重要依据。目前随着公路桥梁的老化和损伤积累，经常看到一些老桥的桥面出现多处裂缝、破损、坑槽、处于新、老梁体交接处出现严重的错台，桥两端伸缩缝和跨间接缝严重堵塞，并有明显的跳车现象。因此，有必要进行道路检测和桥梁评估，以确定其技术参数，为了确保安全使用桥梁及时采取措施。通过测试评估确定桥梁处于的安全状况，一般情况下桥梁的检修可以分为上部结构的检修和下部结构的检修，通过检修选择测试、维护和加固系统，从而提高承载能力的破坏，以确保运输安全，发挥桥梁应有的重要价值。2、公路桥梁的技术定义和检查2.1公路桥梁的技术定义根据技术条件的检测，通常用剩余承载能力来衡量的桥梁水平指标。当前桥梁管理往往是通过降解的离散描述桥梁构件的技术条件，技术水平低的结构优先固化处理。根据我国 公路养护技术规范的五级技术等级，即危险、坏、较差、较好、良好和完好。技术条件较差及以下的技术水平的桥梁是指较严重、较大程度的损坏。2.2 公路桥梁的技术检查要把握桥梁退化和桥梁的技术条件，作可靠性的评估，需要对桥梁进行重点检查、表面检查和全面检查的三个关键检查方法，有特殊问题或特殊的重要组成部分可用于进一步的特殊检查，如桥墩倾斜度偏差、钢筋数量偏差、桥梁设计环节和混凝土强度变化的检查等。路桥检测内容涵盖广泛，不仅包含上面三种方法的检查，还有扩散深度、钢筋锈蚀、应力和统度、渗透性和强度和刚度等方面。扩散深度检查是通过钻芯取样检测酸化深度、氯化深度以及酸侵蚀深度；钢筋锈蚀检查是通过自然电位法进行检测钢筋锈蚀位置及程度；应力是利用激光检测变形，利用加速传感器和光纤传感器分别检测振动和应力；通过现场渗透试验检测渗透性；利用拉拔试验和超声波检测混凝土弹性模量和强度。3、公路桥梁的检测3.1裂缝检测据公路桥梁的裂纹特性长度，如宽度、分布、大小和裂纹的发展情况等检测其位置。可用于测量的仪器有手持式读数显微镜、塞尺、千分表等仪器。由于温度高低对裂纹的影响是大，在相同的温度下，只要裂缝的宽度和数量超过标准的范围和限制，它必须被修理和加固。否则，将导致结构恶化，降低了桥梁的承载能力和影响公路桥梁的使用寿命。3.2混凝土强度检测挖取试样检测法和无损检测法是混凝土强度的检测的两种主要方法，各有其优缺点和使用范围，下面将分别简短介绍。挖取试样检测法，首先要考虑结构使用的安全所允许取具有代表性的样品，而且要事先避开主要钢筋的所在的位置。为了避免试样在挖取过程中受到振动破坏，最好采用钻机切取，然后在试验机上加载试验，测定混凝土的实际强度。这种测试方法是做强度测试，可以做弹性模量和密度的测试，测试结果符合实际情况。缺陷是对其结构造成一定的破坏，采取了很多的工作，试验条件要求较高，所以通常被用来测量精度高，包括加固量较小的体积混凝土。无损检测法又可以分为共振法、机械法、超声波检测法和综合法等几种方法。由于使用单一的检测方法有一定的局限性，测定结果不是很准确，因此，工程一般采用两种以上的方法综合评价中的混凝土强度，可以提高测试的准确性及其应用扩大。其中，应用最广泛的组合的超声波检测器的方法和回弹仪器，可以将具体的测量误差控制在百分之十二以内。3.3承载力的检测荷载试验法、分析计算法和实物调查比较法三种是现有桥梁承载力的主要检定方法。荷载试验法是通过现场荷载试验及测试，测试内容为裂缝、挠度和应变，可直接检验桥梁的实际承载力，是目前工程应用领域使用最广泛的方法之一。分析计算方法首先是检验桥梁结构，然后检查相关的数据和调查结果，使用桥梁结构计算理论和经验系数进行了分析对桥梁承载能力进行评估。经验系数折算和理论计算是分析计算中主要运用的两种方法，其最大的区别在于是否明确桥梁原设计荷载水平。物理调查比较方法是通过实际的交通条件，以测试桥梁的承载能力动态方法，它是在相当长的时间内观察、验证桥，根据通过车辆负载，测试车辆通过桥时的主要部分的变形、应变、应力、裂纹发展的数据，然后对数据进行统计分析，得出的结论是桥所能承受的负荷水平或等级。3.4桥梁健康安全检测桥梁健康检测是指运用现代的传感与通信技术，适时地（定期地或突发事件后特别地）采集桥梁的工作参数，由计算机采用健康检测智能系统对工作参数进行识别、加工和分析，给出桥梁的健康状况或损伤状况，为桥梁维护、维修与管理决策提供依据和指导，并为桥梁设计理论的发展提供足尺寸真实构件、真实环境的长期设计验证。年代中后期开始建立各种规模的桥梁健康检测系统。例如，英国在总长的三跨变高度连续钢箱梁桥桥上布设传感器，监测大桥运营阶段在车辆与风载作用下主梁的振动、挠度和应变等响应，同时监测环境风和结构温度场。该系统是最早安装的较为完整的监测系统之一，它实现了实时监测、实时分析和数据共享。桥梁健康检测是一种客观见之于主观、主观再见之于客观的过程，检测人员对于桥梁这样一种客体，通过数据采集的客观实践活动将其纳入主观世界，分析、判断后再见于客观，体现在评定后的维修、加固以及今后设计建设的客观活动所以，桥梁健康检测的基本内容包括参数采集、参数处理、健康评定三部分，现在是计算机和信息技术突飞猛进的时代，桥梁健康检测及其智能系统对桥梁工程有着特殊的必要性和深远意义，它已经作为一门学科活跃在桥梁工程界的历史舞台上，可以相信，随着它在大量工程实践中的不断应用，桥梁健康检测及其智能系统会得到不断的完善和提高，并为桥梁乃至土木工程的发展做出应有的贡献。香港的青马大桥就成功的应用了健康监测与检测技术，除了及时的对桥梁的健康状况有明确的了解，另一个方面对随时出现的损伤与破坏进行及时的补强与加固来延长桥梁的寿命。4、桥梁加固与维修的适用范围对现有桥梁进行维修与加固，可大大提高结构的承载能力，延长使用年限，同时也节约大量的建设资金。但是不能对所有的桥梁盲目加固。有些旧桥虽可进行加固，但也只能延用四、五年左右，随着大型车辆及重型车辆的出现，又逐渐出现破坏现象，甚至破坏进程加快，这类旧桥就无加固价值。因此在对现有桥梁采取加固措施前，应进行适应度分析，主要是对混凝土构件的变形（如裂缝、挠度）、混凝土的强度（如碳化深度、有效强度等）以及钢筋的有效强度、腐蚀程度等进行研究鉴定，并对上、下部的承载能力分别进行评估，并与新建桥作对比性分析，以作出科学的决策。如桥梁结构破坏严重时，切不可只顾节约投资而忽视了构造物的适用性。5、加固原则首先根据桥梁的现有技术状况、存在病害、车辆通行的需要以及将来交通发展的趋势，对加固的必要性和可行性作出分析判断，然后对各种加固方案的技术经济效果进行比较，选择合理的加固方案。一般应符合下列要求：（1）比重建新桥节约以上的费用才是可行的，有意义的。包括因加固桥梁中断交通造成的经济损失。（2）桥梁经加固后，其结构性能、承载力和耐久性方面都能达到使用上的要求。（3）桥梁下部结构具有足够的潜力，能满足加固后的桥梁对基础的要求。（4）对加固技术的先进性、经济性及耐久性等进行全面综合评价，力争采用各种指标较好的加固方案。6、桥梁维修加固对桥梁进行维修加固前必须全面掌握桥梁结构现状，尽可能地完善基础资料，但有的桥梁由于建造年限较长，技术资料不全，甚至荡然无存；有的因修路部门以前没有建立桥梁技术档案的要求，新桥修好后。时间一长，设计文件无从查找。因此许多地方道路进行桥梁加固改造时，根本找不到原始设计资料，也没有养护维修档案，即使有也只有近期的，从而给桥梁的加固改造工作造成很大的困难，影响对病害产生原因的准确分析和判断。因此，收集资料采用内、外业调查相结合的方法。内业主要采集基本数据、文档数据、维修历史数据、特殊检查数据、重车过桥数据、桥上事故数据等内容；外业主要调查病害数据、维修建议数据和病害照片三项内容。建立和完善必要的档案资料库，根据公路养护技术规范（）对桥梁的技术状况进行分析、评定。再确定是需要正常的维修还是该进行大、中修或改造。举例：安装加固腹拱拱脚钢板将腹拱拱脚按图纸进行钻定位孔，并用高压空气将孔吹干净。事先将螺杆表面用汽油洗去油污，用砂轮打磨除锈，使表面露出光泽，然后用丙酮擦洗干净，最后在螺杆表面涂一层环氧树脂胶液将其保护起来。将环氧树脂胶液灌入孔中，然后穿进螺杆，并保证环氧树脂胶液饱满，螺杆粘固密实。待螺杆穿入孔中，凝固后才可安装钢板。为了得到较好的粘贴效果，必须事先对混凝土的粘贴面进行认真的处理。首先应将混凝土表面的破碎部分清除，然后凿平凿毛，并用钢丝刷或压缩空气清除浮尘。先在混凝土表面上刷一层环氧树脂胶液，然后在钢板上涂一层环氧树脂浆液，间隔再在钢板上均匀铺一层环氧树脂砂浆，厚度在左右。用两个手拉葫芦垂直吊起钢板，随即将钢板贴到混凝土表面上，旋转螺丝进行加压，使多余的砂浆沿板边挤压出来，达到密实程度。注意旋紧螺丝的顺序，从中间向四周。待钢板粘压后，将事先绑扎好的钢筋网固定到位，再进行支模浇筑混凝土。后才可拆模，并做好养护工作。7、公路桥梁的维修加固的特性及其技术7.1路桥的维修加固特性一般情况下路桥维修加固有以下几种：当其承载能力不足时 ，按照现行需求进行加固；路桥局部产生裂缝、破损 、剥落等情况时，进行维修加固；路桥刚度不足，影响其安全性质时进行维修加固；车流量巨大，路桥不满足客运能力时应进行拓宽加固等等。对于一些旧桥，其有一些新特性：旧桥在维修加固时实施难度大，采用的标准与先前设计的有所不同，对原有结构的拆除、清理工作量大而繁琐 ，并常常隐含很多不安全因素等等。因此，在维修与加固时，施工人员要注意确保在原结构最小损伤的前提下，充分利用原有的结构构件，保证原有结构保留部分的安全性与耐久性。7.2 路桥的维修加固技术路桥使用的建筑材料种类繁多，其结构较复杂性 ，且不同的材料的技术参数相差较大，故路桥维修加固技术的方法很多，需要根据路桥的自身的承载能力强弱和结构部位进行不同方式的维修加固。以下介绍常见的维修加固技术：7.2.1路桥上部结构加固法上部结构维修加固技术主要有粘贴钢板（筋）加固法、桥面补强层加固法、增大截面和配筋加固法和增设纵梁加固法等。这些技术主要是在原有桥面的基础上加铺一层钢筋混凝土层或增大构建截面或将有裂缝的钢板进行粘接和锚栓等以达到加固路桥面的目的。这种上部加固技术不仅充分发挥原有桥面价值，而且缩短施工时间，经济效益也很显著。7.2.2路桥下部结构加固法下部结构加固法主要有扩大基础加固法、桥台新建辅助挡土墙加固法、增补桩基加固法、墩台拓宽方法和钢筋钢筋混凝土套箍或护套加固法等等。具体在什么情形下使用，根据前人的经验总结，我们得出当路桥基础承载力不足或埋深太浅 ，而墩台又是砖、石或混凝土刚性实体式基础时，适合使用扩大基础加固法，将桥梁基础扩大底面积进行加固；当桥台背水土压力过大，容易发生桥台倾斜时，可使用桥台新建辅助挡土墙加固法；当桥梁墩台基底下有软卧层或墩台基础未下至坚硬岩层 ，桥梁墩台采用桩基础 ，而桩的深度不足 ，或由于水流冲刷等原因时 ，通过在桩式基础的周围补加钻孔桩，或打入钢筋混凝土预制桩，扩大原承台，来提高基础承载力并增强其稳定性 ，防治墩台沉陷和桩倾斜，采用增补桩基加固法；当桥梁墩台由于基础埋置深度不够等原因导致墩台开裂破损时，容易出现贯通裂缝，可采用钢筋钢筋混凝土套箍或护套加固法。8、总结我国现有的旧桥数量大，形式多，目前病害开始逐渐暴露。在交通量不大，要求通车条件不断提高的情况下，如何用较少的投资取得更大的社会效益和经济效益是一个值得探讨的问题。同时还要充分挖掘和利用旧桥的超载潜力，能维修加固的桥梁，不要拆除重建。当发现有明显的病害后，要及时组织桥梁专家现场鉴定，必要时可做荷载试验，以确定是否需要