橋梁承載能力評定與養護維修建議分析

鄧鑫華+章毅

摘 要：在公路橋梁工程運營過程中，受車輛荷載的反復影響，以及空氣濕度、溫度和大氣腐蝕等因素的影響，導致橋梁在運營過程中出現銹蝕、破壞等影響橋梁安全的病害，為了保證橋梁路線暢通，需對橋梁的承載能力進行評定，并結合評價結果提出相應的養護措施。文章以實際工程為例，對橋梁承載能力進行了評價和分析，然后對橋梁的養護維修建議進行了探討。

關鍵詞：橋梁承載能力 養護維修 荷載試驗法

1.工程概況

某橋梁工程建成于2004年，運營至今已8年。主橋上部構造采用三跨梁拱組合橋，跨徑組合為：（42+106+42）m。主跨拱軸線采用拋物線，邊跨采用圓曲線。引跨為40m裝配式預應力混凝土簡支T梁。全橋預應力索為61Φ7高強鋼絲，長344.02m，為平行鋼絲束，鋼絲抗拉標準強度R=1670MPa。文章以此工程為例，對橋梁承載能力進行評定和分析。

2.橋梁病害的檢測具體應用

可通過外觀調查法、荷載試驗法等評定方法對橋梁病害情況進行評定，然后建立相應的橋梁技術檔案，確定橋梁的承載能力，為橋梁結構加固和橋梁病害修復提供相應的技術支持。具體應用如下。

2.1橋面縱、橫線形檢測

本工程在主橋的第9跨部位設置了5個檢測斷面，而在引橋各跨部位設置3個檢測斷面。通過對斷面高程進行測量，得到如下測量結果：橋面上游橫坡值為1.61%，下游的橫坡值為1.64%，上下游橫坡值與設計值相比較誤差在允許范圍內；橋面設計縱坡值為1.8%，經過全站儀的測量所獲取的橋面縱坡值也為1.8%，達到相關要求。經過分析可知橋面線形與設計要求相吻合，該部位無病害現象存在。

2.2主拱圈線形檢測

本次檢測中所使用到的儀器是型號為TCR402型免棱鏡全站儀，在主拱上布設了13個測點進行測量，并采取上下游實際線形比較的方式進行檢測，如圖1所示。對上下游實測線形高程數據進行分析可知，主拱圈上下游線形的最大誤差值為5.9m，處于允許范圍內，上下游線形基本相同，可排除此部位的病害。

2.3橋梁結構無損檢測

在對橋梁結構進行檢測時，主要是從T梁、主拱肋、立柱等部位進行無損檢測。通常情況下，采取鋼筋位置儀對鋼筋銹蝕部位進行檢測，采用超聲-回彈綜合分析法對橋梁的強度進行檢測。橋梁各部位無損檢測結果總結如下：通過鋼筋銹蝕電位表顯示的數據信息說明鋼筋部位無銹蝕現象發生，并且存在由混凝土收縮變形所引發的立柱開裂現象；大量超過橋梁承載力要求的車輛通過，對橋梁整體結構造成一定的影響，支座長時間使用導致開裂等現象發生，影響結構的穩定性，蓋梁配筋量不足導致橋墩蓋梁開裂現象的發生，一些部位由于施工方式不恰當存在橋臺開裂現象；水流等侵蝕降低了橋梁整體結構的強度。

3.橋梁承載力能力評定

3.1評定的基本準則

在對橋梁結構進行檢測后，即可評定橋梁的技術狀況，分析并驗算橋梁結構的承載能力以及內力情況，然后根據得到的結果計算橋梁承載力，繼而提出相應的維修方案和改造方案。本工程采用引入檢算系數Z1或Z2、承載力惡化系數ξe、截面折減系數ξs和ξc的方法對橋梁承載力極限狀態進行修正計算，修正后計算公式如①：

橋梁結構承載力的評定可參照上述方法。

3.2評定模型及承載力評定結果

大橋結構模型計算時有下列幾點值得重視：拱橋模型主要使用的結構類型是空間桿系，系梁與橫梁部位采用的結構是平面桿系，引橋T梁使用空間梁單元；在空間桿系模型中，主拱與橫梁等部位主要使用的是梁單元，橋面鋪裝層部位則采取的是板單元；借助空間桿系結構可對大橋施工階段進行模擬，幫助設計人員找出橋梁病癥部位；嚴格按照竣工圖紙的相關要求，明確各材料參數與恒載取值。

通過對橋梁承載能力進行綜合評定得知，橋梁腹拱上出現了較多的裂縫，在主拱圈拱波上也有裂縫存在。通過進行現場檢測和分析可知：大橋主拱圈、橫梁等部位的強度可滿足汽車-超20級、掛車-120、人群3.5kN/m2的要求，符合公路Ⅰ級的要求。大橋吊桿的安全系數在2.5以上。橋梁總體技術等級判定結果為三類橋，應對病害部位進行及時檢修，以延長橋梁的使用壽命，確保車輛的安全通行。

4.養護及維修建議

（1）針對橋面破損開裂部位，應先將原有的混凝土徹底清除干凈后再進行重新澆筑，提高其強度。

（2）采用封錨的方式對吊桿下錨頭防腐系統進行維修。主橋上部的主要承重構件裂縫可使用環氧樹脂進行封閉；采取環氧樹脂小石子混凝土修復的方式對主橋構件周圍存在的混凝土破損等病害進行維修。

（3）對橋梁所有的病害支座進行修復處理，橋梁背墻與前墻部位的縫隙可采取化學灌漿的方式進行封閉處理；為了避免橋梁基礎受到沖刷，需要采用拋填塊石的方法對基礎進行保護，避免基礎受到沖刷。

（4）主拱圈和實腹段的加固措施。首先可以使用混凝土鋪設在主拱圈拱腳頂面，并在其中鋪設鋼筋網，主拱加固層為20cm。為例確保原結構面和新澆筑的混凝土能夠緊密結合，在進行施工時需要先鑿毛結合面，然后設置錨筋，最后再進行混凝土的澆筑作業。在對實腹段進行加固處理時，需要先將主拱圈上的填料清理干凈，然后進行防水層、混凝土填料以及鋼筋混凝土路面的鋪設，使用剪力鋼筋將主拱圈以及混凝土橋面和新鋪填料連接好，進而達到提升橋梁整體剛度和承載力的目的。

5.結論

綜上所述，對該橋梁工程承載力進行評定證明，該橋梁目前為公路I級，道路總體技術情況和等級評定為三類橋，需要對破碎開裂面進行修補，并對承重構件裂縫使用環氧樹脂進行封閉，設置好限高標志，定期對橋梁進行養護，做好巡檢工作，保證橋梁運營安全。

參考文獻：

[1]張澤民.大型城市橋梁檢測評估方法及應用分析[D].濟南：山東大學，2016.

[2]秦建國.滏陽新河特大橋承載能力檢測評定研究[D].西安：長安大學，2012.endprint