桥梁的检测与维修加固探讨

何著

（广西交投科技有限公司，广西 南宁 530022）

0 引言

随着桥梁数量越来越多，由于一些桥梁年久失修，不仅无法满足交通的需要，而且会给驾驶带来很大的安全隐患。因此，针对当前桥梁现状，必须对其进行必要的加固和改建，以避免发生安全事故。各级政府和有关公路单位要加强桥梁的养护和加固工作，并加大投资。在一定程度上提高了各级政府对桥梁的养护和加固工作的积极性，激发了广大群众的积极性，使桥梁得到有效的修复和加固。

1 公路桥梁检测与维修加固的重要性

桥梁改造项目，既要注重技术，又要注重建设管理，要对建设单位的经济实力进行分析。在实际的加固和改建中，要从经济和技术两个层面来分析和结构状况评价；加强设计要与施工计划紧密结合，确保新的结构与原有的结构相衔接；要保证工程的可行性，提高旧桥的使用寿命，必须加强对桥梁的管理。

2 工程概况

广西某桥梁采用钢管混凝土-预应力混凝土槽梁拱组合结构桥位平面位于s 型反曲线上，跨度为（50.12+99.483+50.78）m，桥面水平面总宽度达到19.95m。其中桥跨组合为7×29.5m。每个跨度包含6 个腹板拱，上部结构主拱环为双铰式敞肩拱桥式。其下部结构为悬臂盖梁、下部结构为双柱墩、石桥墩，预埋轻质桥台。

3 检测内容与方法

3.1 检测内容

3.1.1 主梁检查

检测吊杆钢护筒与拱肋、系梁连接处的外观情况，检查护筒是否松动、脱落、锈蚀、渗水，周围混凝土是否开裂。防护层老化开裂严重的吊杆，结合开锚检查情况，发现高强钢丝存在明显锈蚀的，必要时打开防护层，检查高强钢丝锈蚀及断裂情况。支座垫石是否有裂缝。支座垫石是否平整完好，有无积水，支座与垫石是否密贴接触，有无局部脱空现象。

3.1.2 无损检测

钢管混凝土拱桥无损检查为钢构件防腐涂层检测，混凝土强度检查，钢筋保护层厚度检测，钢筋锈蚀检测。索力直接反映了结构的受力状况，根据《城市桥梁养护技术标准》（CJJ 99—2017）规定，对混凝土拱桥拱肋吊杆索力进行检测。

3.1.3 拱肋钢管混凝土密实度检测

采用人工敲击法对拱肋钢管内混凝土的密实度进行检测，左右两侧拱肋采用抽检方法检测，拱桥静载试验包括应力测试，挠度测试和梁端转角测试[1]。

3.2 检测方法

3.2.1 桥梁外观普查方法

桥梁外观普查以目测观察为主，本次外观检查，主要利用登高车、搭设临时支架、人字梯等设备接近构件进行检查。

3.2.2 钢结构涂层厚度检测

钢结构抽检数量：同类构件不应少于3 件，混凝土强度检测采用回弹法检测，同时检测构件混凝土的碳化深度。左侧拱肋外露面涂装厚度最大值为310μm，最小值为285μm，15 个测点平均值为298.0μm，大于设计值。

实测右侧拱肋外露面涂装厚度最大值为312μm，最小值为289μm，15 个测点平均值为304.0μm，大于设计值。

3.2.3 回弹法检测混凝土强度

用钢钎在测试部位形成直径1.5cm 的孔洞，露出混凝土新茬，并吹净碎屑及混凝土粉末。将酚酞指示剂喷到测孔壁上[2]。

3.2.4 桥梁恒载线形测量

桥面线形测量，分别在桥梁左、中侧、右侧护栏处设高程观测点，本次桥面纵向线形检测每5m 布置一个测点进行高程测量，采用天宝电子水准仪按要求进行闭合水准测量。

拱轴线形测量，按吊杆位置布置纵向测点，测点布置在拱肋上弦管处，吊杆的正上方，单侧拱肋共布置13个测点。测量位置按黄浦路侧拱肋上弦管和混凝土拱座交接处为起点0m，采用徕卡全站仪进行测量。钢管内混凝土密实度检测，采用人工敲击法对钢管拱桥拱肋钢管内混凝土的密实度进行检测。

3.2.5 静载试验内容

根据主桥结构特点，静载试验测试如下内容。

（1）拱顶截面最大应力（应变）和挠度。

（2）拱脚截面最大应力。

3.2.6 拱肋及横撑外观检测

拱肋和横撑主要病害为钢结构局部锈蚀、检修管道焊接脱落、锈蚀严重。右侧拱肋上拱顶处施工注浆孔未做处理，锈蚀，且有混凝土残留，左侧拱肋上轻微锈蚀，检修道锈蚀严重，且拱顶处检修道焊接脱落，严重影响安全。

3.2.7 吊杆索力测试

采用频谱法准确测试索力的关键之一是确定吊杆的计算索长，方法是根据施工期吊杆张拉时千斤顶标定的索力推算成桥后的计算索长。本桥缺少施工期的相关资料，本次检测计算索长取自由段长度（理论索长减去拱肋和系梁内吊杆长度），因为短索刚度大，索力测试误差相对较大，索力检测结果仅供参考。本次检测采用1 阶固有频率。根据黄浦路钢管拱桥吊索索力检测数据，实测值与设计值最大偏差为6.98%，考虑测试仪器精度、现场测试环境，吊杆长度等影响，认定吊杆索力总体保持稳定。

3.2.8 控制截面和测点布置

根据招标文件要求，需要根据普查确定荷载试验桥跨，应力测试断面及测点布置选取是根据该桥结构特点和受力特性，根据活载产生的状况。主梁布置4 个应力测试截面，分别为中跨跨中（截面1）、中跨1/4（截面2）、截面3 中跨支点（截面3）、边跨跨中（截面4），应力测试截面布置，主梁截面测点布置为底面布置9 个应变片，腹板布置4 个应变片。拱肋布置3 个应力测试截面，分别位于拱脚、拱肋1/4、拱肋拱顶处；拱肋截面测点布置为在每个钢管四面各布置1 个应变片。拱肋变形测点布置在拱脚及拱肋四分点，共布置10 个测点。桥面挠度测点布置在主跨四分点和边跨四分点处，共布置18 个测点。梁端转角测点布置在一侧梁端桥面上，共布置1 个测点。梁端纵向位移测点布置在一侧梁端处，共布置1 个测点。

3.2.9 桥梁恒载线形检查结论

桥面线形基本平顺，由于没有本桥桥面线形的历史资料，本次线形测量结果可作为下次检测的初始值。由于实测值与设计值最大偏差为6.98%，考虑测试仪器精度、现场测试环境，吊杆长度等影响，认定吊杆索力总体保持稳定。通过人工敲击法检查黄浦路钢管拱桥拱肋钢管内混凝土的密实度，未发现明显空鼓、脱空现象。

偏载作用下，实测主梁最大应力为0.89MPa，钢管拱肋最大应力为-4.74MPa，实测应力均小于理论计算值；实测桥面挠度最大值为5.01mm，偏载系数为1.06。实测拱肋挠度最大值为0.68mm，偏载系数为1.07，在通常值范围内。实测试验跨吊杆索力最大增量为127.3kN，计算索力增量为135.6kN，实测值小于计算值，满足设计要求。根据《城市轨道交通桥梁设计规范》（GB/T 51234—2017）中6.0.4 无砟轨道桥梁梁体单端转角弧度不应大于3‰，实测梁端转角为0.19×10-3rad，小于规范值。

4 公路桥梁在维修加固期间面临的问题

4.1 缺乏必要的勘察

对桥梁来说因年久失修，已不能满足目前的交通发展需求，必须进行必要的修缮和加固。然而，由于桥梁的历史较长，在调查中存在较大的困难。也就是说，现在的桥梁，根本找不到相关的建筑资料，尤其是技术措施，几乎没有，这就给调查带来了更大的难度。

4.2 定期检测不足

桥梁的修复和加固非常重要，但对其后期的管理和维护也不容忽视。目前，我国许多桥梁在的应用寿命较短，主要是由于其定期检查力度不足。尤其是一些限制性的道路桥梁，如果不加以管理和保养，缺乏常规的监测，也是导致桥梁发生的重要原因。

4.3 维修加固技术不科学

目前，由于桥梁改建技术的不合理，导致了道路养护和加固工程的进度受到了限制，从而影响了工程的实施。同时，由于国内的道路建设技术还不够成熟，这也是造成我国道路建设水平落后于世界先进水平的主要原因。要探索出更先进的技术，必须对新技术进行分析，同时要对新的材料进行新的研究。只有这样，才能促进桥梁养护和加固技术的更新和发展，使桥梁得到有效的修复和加固[3]。

5 桥梁维修加固的措施

5.1 重视前期质量控制内容

桥梁进行加固和改建，并非单纯的治理方式，而是一个复杂的过程。在这一复杂的程序中，首先要做好充分的准备。首先，必须对项目的具体情况进行经济分析，通过现场调查，可以获得最精确、最真实的资料，从而为今后的工作提供决策依据。其次，项目建设单位对项目进行了充分的关注。分项目是整个项目中的一部分，也是项目的一部分。在工程建设前，对工地进行实地勘察，做好各项工作。

5.2 注重施工时的质量管理工作

质量管理制度的健全与否以工程质量为目的，了解项目的特点和施工的需要，只有把这些工作做好，方能全面掌握施工进度。从而形成了一套完善的质量监控系统。

5.3 强化竣工验收时的质量管理

验收的单位不止一家，由两家机构承担了桥梁加固改建项目的验收工作：建设单位和正式验收机构。首先，由建筑公司自行验收，由技术人员对照国内或当地标准，并进行细致的检验。检查的内容通常包括施工是否遵循有关的施工计划、组织与图纸和设计。一旦发现问题，立刻向上级汇报，并制定相应的对策。在通过并执行了方案之后，重新进行验收，确保最终的验收合格[4]。其次，设计单位、施工单位和施工单位共同验收。在此期间，应向验收组提供详尽、真实的信息。搜集这些信息，可以方便其他部门快速地进行质量检验和验收。所需的资料主要有新材料的种类、新施工方法、新的验收技术等。

6 基础加固施工方案

6.1 基础及桥墩结构混凝土凿毛以及附着物的清理

对于沉井与桥墩构造表面问题实施相应处理，对于腐蚀、剥落、蜂窝以及疏松等混凝土实施凿除处理。潜水员需要下水使用气镐装置对于桩表面的混凝土实施凿毛处理，用钢刷、钢钎等有效工具对桩体表面松散层清理，打毛桩身表面，将所有附着物清洗干净。

6.2 植筋

检测原桩基钢筋位置，避开钢筋进行钻孔、植筋。混凝土表面清洗干净后，用风钻打孔，孔洞位置、深度按设计要求进行施工作业，采取水下植筋胶进行16mm剪切钢筋的植入，植筋依据梅花形状进行分布。植筋前进行高压空气洗孔，将杂质清除。植筋胶采用水下植筋胶，用针枪从内注入。注入量基本达到孔洞口，植入钢筋后清除溢出的植筋胶，此时不能摇动钢筋，等待植筋胶固化。

6.3 钢筋的制作安装及水下焊接

所有植筋胶固化后实施钢筋安装处理。依据设计间距以及预定部位制作钢筋笼。而且加固措施是采取湿法焊接方式。本焊接措施为焊接工作人员于水下进行施焊工作，使得电弧稳定。

6.4 灌注水下混凝土

混凝土是采取定制的商品混凝土，应用导管以及泵车输运到预设灌注管，在施工进程当中需要重视模板是不是出现漏浆以及偏位问题，若出现应当及时进行封堵以及纠偏处理。在灌注之前通常先对于不分散的砂浆以及砂浆清管进行泵送，混凝土泵送的时候需要将泵送的压力控制好，混凝土泵送施工应连续进行，施工过程中不得不停顿时，续浇时间应控制在30min内。当混凝土灌注到钢模板口时应停顿1～15min 后再泵注混凝土，把先灌注浮浆给以清除，进而确保桩身的混凝土质量问题[5]。

6.5 维修及养护建议

建议如下：①拱肋检修道锈蚀严重，且拱顶处检修道护栏焊接脱落，严重影响安全，建议及时更换。②吊杆上锚头防水罩部分严重锈蚀，下锚头全部防水罩存在较严重锈蚀，建议及时补刷防锈涂层，对锈蚀严重的可考虑更换。③对拱肋局部部位进行除锈、防锈处理。④主梁底有多处渗水，应结合桥面防水层维修进行；桥墩E25#墩头道街方向渗水较严重，应结合伸缩缝维修进行。⑤定期进行桥面线形、拱轴线及吊杆索力监测[5]。

7 结语

总之，就目前国内的桥梁现状而言，必须结合桥梁的实际使用状况，对桥梁加固前、维修期间、维修后期的问题进行正确的分析，无论是对桥梁的检测、维修、加固，都要结合具体的施工条件，制定科学实用的施工方案，并进行全方位的分析和研究。只有如此，才能更好地理解桥梁所面对的问题，并为其提供科学、可行、实用的施工方案。为保证桥梁的养护和加固工作质量，必须采取科学的技术措施，才能更有效地达到养护和加固的目的。