跨江大橋質量病害檢測與加固策略分析

趙安春　宋家武　劉永強

（重慶城建控股（集團）有限責任公司 重慶 400000）

跨江大橋質量病害檢測與加固策略分析

趙安春宋家武劉永強

（重慶城建控股（集團）有限責任公司 重慶 400000）

近年來，特別是改革開放以來，隨著我國社會主義市場經濟的不斷發展，人民生活水平的不斷提高，我國的基礎設施建設也獲得了穩步發展。為更好的滿足人們生活出行需要和社會經濟需要，我國跨江大橋的建設進程也在不斷加快。以往建設的跨江大橋由于使用年限較長，且超負荷使用，系列質量問題開始出現。本文對跨江大橋病害類型、檢測方法以及加固措施等問題作了詳細的分析和系統的闡述。

跨江大橋；質量病害檢測；加固措施分析

隨著我國經濟的快速發展和交通運輸事業的不斷發展，交通變得日益發達，車輛載重以及行車密度也越來越大。跨江大橋數量的增多，提供了更多的便捷。延長橋梁的使用壽命、確保橋梁質量成為施工以及建成運營后首要解決的問題。質量檢測是確保橋梁建設質量以及建成運營后正常使用的重要保證，因而檢測橋梁質量病害，并對病害原因進行分析就顯得尤為重要了。本文就跨江大橋質量病害原因、檢測以及加固措施等問題進行敘述。

1　跨江大橋病害類型

1.1裂縫

裂縫是鋼筋混凝土橋梁中常見的一種病害類型，幾乎每座橋梁中都會出現裂縫問題。混凝土結構裂縫主要是由初始缺陷以及微裂縫等受到擴展從而引發的，影響裂縫產生的因素較多，一種是結構性裂縫，該種裂縫是由外部載荷產生的裂縫，該種裂縫是由于混凝土內部應力超過混凝土極限抗拉強度從而產生的一種裂縫；另一種是非結構性裂縫，該種裂縫受混凝土澆筑方式、材料組成以及養護使用環境等因素影響，主要有混凝土干縮和凝縮兩種方式，其中干縮是混凝土收縮裂縫的主要形式。溫度裂縫是指由于熱脹冷縮作用，使混凝土結構出現一定變形，當出現的拉應力超過混凝土抗拉強度時，便會出現裂縫[1]。

1.2鋼筋銹蝕

相關工程實踐發現，影響混凝土結構耐久性的重要原因是鋼筋腐蝕問題。鋼筋腐蝕會使得自身的體積膨脹，極易使混凝土表面由于鋼筋體積變化而產生順筋裂縫，破壞了混凝土與鋼筋之間的黏著力，降低了構件承載力，由于鋼筋截面面積減小，而使得混凝土變形加劇，裂縫顯著增大，造成嚴重后果。

1.3混凝土碳化

混凝土碳化主要是由于滲透進混凝土中的二氧化碳以及其他的酸性氣體與混凝土中的氫氧化鈣發生化學反應，使混凝土呈現出中性化。混凝土中的水泥會通過水化過程生成大量氫氧化鈣，使得混凝土內部孔隙中飽和氫氧化鈣含量較多，因而堿性較高，在高堿性環境中，極易使埋置的鋼筋發生鈍化反應，形成一層鈍化膜（四氧化三鐵、三氧化鐵），該層氧化膜較難溶解，其能夠將混凝土中鋼筋的腐蝕進行阻斷。當表面孔隙有水汽或者是二氧化碳通過時，會與混凝土中含有的堿性物質發生中和反應，從而降低混凝土混凝土堿性。當堿性較小時，埋置鋼筋表面形成的鈍化膜（四氧化三鐵、三氧化鐵）被逐漸破壞，當有水汽或者是二氧化碳等物質侵入時，鋼筋會在這些物質的作用下發生銹蝕。通常情況下，混凝土孔隙率越小，則混凝土的滲透性越差；混凝土氫氧化鈣含量越高、密實性越好則混凝土具有較好的抗碳化性能。實際橋梁質量病害檢測當中，對混凝土堿性儲備以及密實性影響的因素繁多且較為復雜，不僅會受到施工因素和周圍環境因素的影響，還會受到混凝土材料以及成分的影響。

1.4結構構造破壞

結構構造破壞一般會出現在支座和伸縮縫兩個部位。一般情況下，伸縮縫破壞是由于設計不當、材料選用不合理或者施工等因素引發的，極易造成接縫處不平、滲漏、跳車的現象的出現。支座的破壞是由于設計不當、材料選用不合理和施工等因素引發的，極易造成支座支撐不穩、偏位、功能喪失以及墊塊被壓碎等情況的出現，也會誘發其他病害的產生。

2　跨江大橋病害檢測方法

2.1混凝土結構檢測

混凝土結構檢測主要采用無損檢測法：①紅外成像檢測，該種檢測方法是一種新型的無損檢測技術，其主要應用在缺陷和損傷檢測當中，其具有對被測結構無損傷、視域較廣、對溫度無要求、遙感監測控制等特點，其檢測精度較高；②雷達檢測技術，該檢測技術具有頻帶寬、頻率高、方向性好、電導率敏感等特點，較其他檢測技術相比，具有檢測內容全面、穿透能力較強、非接觸性等優點，對表面狀況比較復雜的構件檢測較為適應；③超聲脈沖檢測技術，該技術的基本原理是利用超聲波在混凝土中不同的傳播參數（波形、振幅、聲時）來反映混凝土結構的質量，對混凝土結構強度等進行判斷。其具有可靠性高、精度高的特點。第四種是沖擊反射檢測技術，該技術主要是檢測混凝土厚度及內部缺陷，其具有能夠滿足各種測量需求、且檢測效果較好的優點，解決了傳統檢測技術中的諸多缺陷，可進行單面測試，且信號具有較高的準確性，能夠滿足多個領域（道路、工程質量、底板、隧道等）的檢測要求，具有較高的適應性和靈活性。在進行橋梁混凝土結構檢測時，需要合理選用檢測方法，以提高檢測的精度，及時發現存在的潛在質量問題，為橋梁加固奠定基礎[2]。

2.2裂縫檢測

在橋梁結構出現不同程度的裂縫后，應加強度裂縫的檢測，根據裂縫形態特征結合施工資料及設計方案等綜合分析裂縫產生的原因，并評估裂縫可能產生危害，制定合理有效的加固措施。裂縫檢測的內容主要有：裂縫的出現部位、寬度、走向、分布等；使用千分表引伸儀、手持式讀數顯微鏡、長標距裂縫應變片、塞尺等對裂縫的發展變化情況進行測定。在進行裂縫觀測時，應詳細記錄溫度變化情況，溫度較低時，混凝土結構表面收縮速度較外部收縮快，因而此時裂縫較寬；當氣溫升高時，混凝土結構表面收縮速度較外部收縮慢，因而此時裂縫較窄。因此，需嚴格按照《公路養護技術規范》中對裂縫的處理要求進行處理，若裂縫的數量及寬度超過規定要求，則需采取必要的加固措施進行加固。減少由于裂縫處理不當而出現結構變形加劇問題，降低橋梁使用壽命和承載能力。

3　跨江大橋加固措施

3.1橋梁表層結構檢修加固

表層檢修加固常用方法有混凝土的修補法、環氧樹脂修補法、混凝土粘結劑修補法、水泥砂漿修補法等，在進行加固時，應根據橋梁表層結構質量病害的嚴重程度以及病害特征對加固措施進行合理選擇。

3.2橋梁鋼筋結構的檢修加固

鋼筋結構檢修加固常用的方法有：①將損壞部分的混凝土進行鑿除剝離；②清除原有混凝土表面的灰塵，并進行鋼筋除銹處理，除銹處理結束后既可對鋼筋進行防銹處理；③通過涂粘結劑（以環氧膠液）等方式進行加固；④根據施工設計要求，澆筑、噴漿；⑤處理新澆筑混凝土表面。

3.3橋梁結構裂縫的修補與加固

橋梁結構裂縫的修補通常采用封閉修補的方式，采用打箍加固封閉法、填縫、鑿槽嵌補、表面摸灰、表面噴漿、表面粘貼等方式處理。對于部分對混凝土結構強度以及剛度有著直接影響的裂縫，則需采取相應的結構補強加固措施進行處理，針對不同的橋梁結構其加固措施也不盡相同，橋梁基礎加固的方式一般有拉桿加固、預應力筋加固、鋼筋混凝土加固、頂堆加固、加樁加固等方式。鋼筋混凝土梁橋一般通過改變結構體系加固，如斜拉改造、梁拱結合、梁的連續加固以及增設八字架等方法；也可通過增加輔助構件來進行加固，如增加輔助橫梁或縱梁；亦可增大構件截面來進行加固，如噴錨加固、加厚橋面板加固、增大混凝土截面以及增加受力主筋截面等；還可采用下撐式預應力拉桿——噴射混凝土來進行加固。鋼筋混凝土拱橋加固，一般通過加強橫向聯系、調整壓力線、拱軸線、減輕拱上建筑重量等方式加固[3]。

3.4弦桿加固措施

將原橋面鋪裝拆除后，為滿足正常的使用功能，應改善弦桿受拉一側的應力狀態，確保裂縫能夠不超過極限值，充分滿足橋梁結構承載力不超過極限狀態抗力要求；通過在剪力較大的區域增加鋼筋混凝土（15cm）以滿足該區域對斜截面抗剪強度的要求。弦桿加固方式見圖1。

3.5加固后檢測

經相應的加固措施處理后，需要對橋梁的整體質量進行檢測，發現橋梁承載力獲得了較好提升，裂縫得到了有效控制（控制為0.12mm，在相關規范要求的0.2mm之內），達到了加固處理的目的。

圖1　弦桿加固方式

4　結語

近年來，隨著我國社會經濟的快速發展和人民需求的不斷提高，跨江大橋的建造規模也在不斷擴大。由于部分橋梁建造、使用時間較長，因而使得質量病害產生，不僅對橋梁的耐久性和抗壓強度產生了直接的影響，而且直接關系著交通的暢通安全和道路使用者的人身安全。因此，應加強對橋梁質量病害檢測工作，并針對檢測出的質量病害采取相應的加固技術措施，以提高橋梁的耐久性，確保交通暢通，延長橋梁使用壽命。

[1]賀智功，何小林.四川地區鋼筋混凝土肋拱橋主要病害檢測分析與加固處治對策[J].西南公路，2011，04：126～132.

[2]黃英軍.鋼-混凝土組合梁橋維修加固質量檢驗評定方法研究[J].城市道橋與防洪，2013，06：175～179+11.

[3]秦彬，彭瓊.淺議公路橋梁中病害的預防及治理方法[J].科技視界，2015，08：247～249.

U445.7

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1673-0038（2015）18-0216-02

2015-4-11