预应力混凝土桥梁检测与加固技术研究

卢光 张舒

摘  要：近年来，预应力技术的优势在公路桥梁工程领域中日渐凸显，在工程结构中人们越来越倾向于采用预应力技术来进行结构设计。对于预应力混凝土桥梁工程而言，各种检测技术的应用可以有效获得预应力混凝土结构中存在的问题，进一步改善桥梁的使用性能。但预应力混凝土桥梁的检测加固技术在桥梁工程中应用尚存在很多技术难题，未来还需要加大技术创新。基于此，本文重点探析了预应力混凝土桥梁检测和加固技术的应用，对桥梁结构性能的评估与养护具有一定的指导意义。

关键词：预应力混凝土桥梁;检测;加固技术

中图分类号：U445    文献标识码：A    文章编号：2096-6903（2021）01-0000-00

桥梁工程作为我国的交通基础设施，由于各类桥梁工程存在结构差异，使得在施工过程中的技术要求也有所不同。预应力技术在当下的很多桥梁工程中应用非常多，虽然在一定程度上克服了传统的技术限制，优化了桥梁结构性能，但在应用预应力进行桥梁加固时需注意的技术要点非常多，工程企业在开展施工建设的过程中，应根据预应力混凝土桥梁的结构特点和要求，选择最为恰当的检测和加固技术。

1预应力混凝土结构特点

1.1抗裂性与刚度强

对于常规的混凝土结构而言，在使用一段时间以后可能会出现结构裂缝，结构性能大大降低，降低了工程结构的使用安全。根据混凝土结构裂缝的原因分析，主要是由于内部钢筋在巨大的剪力作用下产生了变形现象而造成的。而预应力混凝土结构的性能非常好，尤其是抗裂性和刚度较好，在施工过程中，通过在相应构件上施加一定的预应力，使得混凝土结构的拉应力得到了有效的控制[1]。

1.2高耐久性

预应力混凝土结构还兼具高耐久性的特征，当前的城市化发展中，道路与桥梁工程中预应力技术成为了新型的结构技术，尤其是在桥梁工程中通过预应力技术与其他技术的结合，桥梁结构的承载重力得以减小，桥梁具有了更好的抗压能力，这一性能的优化对于减少桥梁构件表面裂缝非常有效。

1.3良好的抗渗性和抗震性能

在桥梁工程中应用预应力混凝土技术，还能够发挥这一技术的抗渗性和抗震性优势，因为预应力混凝土结构具有高收缩性能，桥梁在使用时出现质量问题的几率相对较低。与一般的混凝土结构相比，预应力混凝土结构下可以更好地适应恶劣天气的温度等气候变化，且渗漏威胁相对较小。

2预应力混凝土桥梁检测2.1局部破损检测的技术

局部破损检测在预应力混凝土桥梁检测方面非常有效，但需要借助于专门的仪器设备来完成，通过专业的检测仪器，对结构构件内部开展损伤探测，经由检测结果的详细分析，也就可以更为准确地掌握在构件方面的质量缺陷。通常情况下，局部破损检测包含了预应力筋检测和应力释放检测，利用前一种检测方法时，需在预应力上进行相应传感器的安装，利用传感器来进行相应的信息采集，比如，粘贴光纤传感器，但这一检测方法应用时，因为孔道内部存在摩擦或者挤压情况，导致检测结果与实际存在较大的偏差;应力释放检测时，通过机械切割可以对构件的结构问题加以全面分析，使得受到约束的应力能得以有效释放[2]。

2.2无损检测技术

2.2.1电磁效应检测法

涡流检测、侧漏检测和磁粉检测均属于电磁效应检测法，在利用电磁效应检测法进行预应力混凝土桥梁检测时，重点是要对磁场变化开展分析，一旦预应力筋的实际应力出现动态变化，物体体积也随之同步变化，此时，在原本磁通路的实际面积、磁通量都将变化[3]。利用电磁效应检测法开展相应检测时，检测的效率相对较高，在非常短的时间内就可以获得应力变化的情况。但电磁效应检测法下同样存在着一定的不足，尤其是检测精度难以达到标准，且检测数值的标定难度较大。在利用电磁效应检测法开展检测工作时，铁磁材料必不可少，检测工作进行时有时会受到材料的影响。

2.2.2超声波检测法

超声波检测法更适用于非破损检测，检测结果的获取需利用超声波来实现，超声波在混凝土内部传播时，因為相应的参数会发生一定的变化，通过对这些参数变化情况的了解，也就可以进一步判定混凝土的结构缺陷。混凝土材料的颗粒小、密度高、分布较为均匀，超声波传播的过程中较为均匀、检测工作开展时，混凝土波速与抗压强度之间存在着紧密的联系，通过这种关联关系的把控，也就可以进一步准确判断出混凝土缺陷的类型和位置[4]。

预应力混凝土桥梁中的超声波检测中，同样可以得到混凝土内部裂缝的实际深度等参数，根据检测数据的获取，也就可以更为清晰地了解结构本身的耐久性，进而来制定有效的结构处理策略。在裂缝深度的检测中，将发射探头和接收探头都放到混凝土统一结构面的裂缝周围，其检测计算如下，根据计算结果就可以进一步掌握裂缝的深度值。

上式中，dα表示的是裂缝宽度，t1和t10分别代表的是没有跨缝平测时的声时值、跨缝平测时的声测值，L为没有跨缝平测时的传播距离。

3预应力混凝土桥梁的加固方法

预应力混凝土桥梁检测完成后，可根据病害的严重程度和不同部位采用不同的加固方法。

3.1表面封闭法

当预应力混凝土只出现非受力裂缝时，可采用表面封闭法。表面封闭法虽然是预应力混凝土桥梁结构加固中的有效手段，但在具体的应用中却有着不同的类型。根据当下表面封闭加固法的应用，具体包含了以下几种：（1）表面涂抹法。在一些小宽度裂缝处理中非常有效，利用树脂材料对裂缝部位加以涂抹，实现加固处理。一旦原有裂缝宽度发生了变化，可以使用焦油环氧树脂材料，来适应裂缝变化所造成的结构问题。当桥梁中的裂缝数量多、分布密集时，利用表面涂抹法加以加固处理时，一般要开展大面积的涂抹。（2）针对槽口裂缝或者V型裂缝，在加固处理时选用充填修补法更为有效。如果裂缝深度过大，常规的表面涂抹法难以达到加固处理的效果，一般应利用充填修补法，在裂缝表面凿出V型槽口，将树脂砂浆填入槽口中[5]。

3.2碳纖维粘贴加固法

桥梁工程中混凝土粘贴碳纤维可以有效对桥梁结构起到重要的加固作用，提高桥梁结构的承载能力。具体的实施中，在桥梁表面结构中粘贴高强度碳纤维材料，因为碳纤维材料的性能稳定、质量轻，在基本维持桥梁原有结构的基础上，有效保障了加固效果。

3.3钢板粘贴加固法

当下的很多桥梁工程中，人们会利用钢板粘贴的方式来实现结构优化，延长桥梁的使用寿命。因为桥梁结构中多以混凝土构件为主，在利用钢板粘贴加固法开展结构改进时，主要利用的是高性能环氧类粘结剂，将这种材料直接粘贴在相应混凝土结构构件的表面以后，也就改变了构件原有的结构性能。与其他的加固技术相比，钢板粘贴加固法的技术原理、操作都更为便捷，一般只需要经过表面清理、锚栓埋设、粘结剂涂抹、钢板贴合就可实现。具体的加固处理中，应安排专人将混凝土构件表层凿开2～8mm，露出构件骨料，利用植筋方式保障锚栓埋设的合理性，且不同锚栓之间的距离应适当控制。因为粘结剂在涂抹时的效果可能会受到构件表面灰尘等的影响，需利用高压风来进行表面铁锈等的清除，在杂物完全清理干净以后，再进入粘结剂的涂抹阶段，钢板粘贴一般应从钢板边缘来开展，在粘贴作业完成以后，利用木锤反复敲击，保障贴合度。

3.4增大截面法

部分桥梁的养护和维修作业中，针对一些结构性问题的处理，在有操作空间和允许压缩净空或净高的情况下，增大截面法的应用效果极为理想。具体的实施中，在梁底或者侧面设置一定的细石材混凝土，也就使得主梁截面的高度和配筋量同步增加，结构承载力得以增强。采用这种处理方式，由于很多作业是在梁板底下开展的，施工的技术难度相对较高。

3.5体外预应力加固法

体外预应力加固法在桥梁工程加固中也非常有效，这是一种新型的加固方法，结构加固中主要利用的是高强钢筋或者型钢等特殊性能的材料，对于桥梁中需要加固的结构部位，在构件体外增设预应力拉杆或者撑杆，不仅可以有效提升原有构件的承载力和截面刚度，更可以使得原有构件的裂缝宽度和挠度有所减小，使得构件的抗裂能力得以增强。

4结语

现阶段，我国的很多桥梁为预应力混凝土桥梁，这种桥梁结构中有效使用了预应力技术，克服了传统混凝土技术下的结构缺陷。但因为预应力混凝土技术应用时需考虑的因素众多，加强结构检测和加固尤为重要，因此需通过科学的检测和加固技术来提高桥梁的结构性能。

参考文献

[1]温娟娟.预应力混凝土桥梁检测与加固实例分析[J].建筑工程技术与设计，2018（22）：2864.

[2]徐玉兴.关于混凝土桥梁检测与加固技术的探讨[J].低碳世界，2017（1）：227-229.

[3]胡勇.浅谈公路桥梁工程中预应力混凝土桥梁的检测与加固[J].城市建设理论研究（电子版），2017（36）：32.

[4]牟风芹，鞠一帆.公路桥梁工程中预应力混凝土桥梁的检测与加固[J].工程技术研究，2020，59（3）：95-96.

[5]邢福伟.浅谈公路桥梁工程中预应力混凝土桥梁的检测与加固[J].江西建材，2017（20）：154+158.

收稿日期：2020-12-10

作者简介：卢光（1986—），男，浙江温州人，本科，工程师，研究方向：道桥加固。

Research on Detection and Reinforcement Technology of Prestressed Concrete Bridge

LU Guang1，ZHANG Shu2

（1.Zhejiang Changhe Muqiao Engineering Technology Co.， Ltd. Zhejiang Taizhou 318000;

2.Road and Transportation Management Center， Tiantai County， Taizhou Zhejiang 317200）

Abstract：In recent years， the advantages of prestressing technology have become increasingly prominent in the field of highway and bridge engineering. In engineering structures， people are more and more inclined to use prestressing technology to design structures. For prestressed concrete bridge engineering， the application of various detection techniques can effectively obtain the problems existing in prestressed concrete structures and further improve the performance of bridges. However， there are still many technical problems in the application of prestressed concrete bridge detection and reinforcement technology in bridge engineering， and it is necessary to increase technological innovation in the future. Based on this， this paper focuses on the application of prestressed concrete bridge detection and reinforcement technology， which has certain guiding significance for the evaluation and maintenance of bridge structure performance.

Keywords： prestressed concrete bridge; detection; reinforcement technology