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摘要:桥梁的结构组成较为复杂,运营环境特殊,易在内外部因素的共同作用下,发生结构受损等异常情况。针对此问题,施工单位需将检测工作落实到位,判断桥梁各结构的质量情况,必要时采取加固措施,使桥梁恢复至正常的运营状态。
关键词:桥梁工程;预应力混凝土;桥梁检测;加固技术
1 预应力混凝土桥梁检测及加固的意义
1.1为施工质量与事故鉴定
提供客观的评价标准通过应用预应力混凝土桥梁检测与加固技术,能对桥梁质量进行科学客观的评估。通过科学的检测获得完善的测试数据,提升桥梁工程质量判断的全面性与科学性,同时提升对工程质量控制的合理性。
1.2准确合理地判断混凝土桥梁损伤程度
通过对预应力混凝土桥梁测试与数据分析,并结合检测数据信息,实现对桥梁损坏程度与具体原因的综合掌控,利用施工方案与施工技术的调整与优化,促进施工质量的提升。
2 预应力混凝土桥梁结构检测技术
2.1电磁效应检测法
根据磁场的变化实现对公路桥梁的分析和检测是该技术的基本原理。利用电磁效应检测技术,还能有效获得后张力中的应力损失,提供预测的准确性。当应力出现变化时,受膨胀因素的影响导致变化区域的磁路面积出现变化而引发通量的改变。技术人员利用通量的变化情况能够实现对应力变化的科学检测。电磁效应检测技术不仅具有检测速度快的优点,且应力变化检测的及时性较高,但在外界因素的影响下,该技术的精准性与可靠性还有待提升。
2.2超声波检测法
超声波检测法属于无损检测技术,在混凝土结构中利用超声波传输的模式实现对物体详细信息的精准获取是该技术的主要原理。同时,混凝土结构的桥梁具有颗粒较少,且分布较为均匀,从而为超声波在混凝土中的均匀传递提供了有利条件。并且,混凝土的波速与实际抗压强度的关系成正比,所以在评估混凝土结构抗压强度时将超声波的传播速度作为主要衡量指标之一。此外,在桥梁预应力检测方面也能应用该技术,保障桥梁加固措施的有效性。
3 预应力混凝土桥梁结构加固技术
3.1粘贴钢板加固法
该技术在具体的应用过程中需要结合特制的建筑胶,从而实现材料与混凝土构件的充分黏结,增强混凝土的实际承载力。建筑结构胶具有黏结能力与加固能力较强的特点,还具有理想的抗老化性能,同时弹性模量较高,所以该技术具有良好的应用效果。专业技术人员在详细分析钢筋混凝土受弯构件的情况与预应力混凝土的具体受压位置后,利用粘贴钢板加固的方式提升截面的受压能力,扩大截面的面积,增强混凝土浇筑层的抗压能力,促进混凝土构件正截面的抗弯性能与斜截面的抗剪性能,达到加固的目的。
3.2表面封闭法
混凝土桥梁表面封闭法不仅可以促进工程质量的提升,还能对加固混凝土宽度进行合理控制,一旦桥梁工程施工的裂缝问题出现各项变化,都能在施工过程中采用专业材料进行合理的浇筑与加固处理。例如焦油环氧树脂材料,为桥梁工程质量的提升提供保障。施工中,如果预应力混凝土的结构裂缝过于密集,则需采用覆盖大面积涂膜的方式提升桥梁工程的加固效果。此外,如果施工中出现混凝土结构表面爆破不透明的情况,应及时进行凿毛处理,再对地面喷洒水泥浆,从而提升施工项目的加固质量。
4 基于工程实例的预应力混凝土桥梁检测及加固分析
4.1工程案例
某跨铁路桥采用主跨为84m的预应力混凝土连续T构,桥梁全长168m,施工跨度为7lm+7lm,以470m曲线半径、40°的斜交角度跨越6条既有铁路线。该桥梁要满足强度、抗裂、刚度的要求,以刚度控制为设计,应满足动力的要求。为防止运营时间长,造成桥梁结构出现病害等问题,在施工时可运用预应力的方法,对桥梁进行加固,以解决裂缝等问题带来的不良影响。
4.2预应力混凝土桥梁检测技术分析
4.2.1综合检测法
(1)埋设声测管。以桩基直径d为参照基准,控制声测管的数量,即d≤1.5m时为3根、d>1.5m时为4根。本桥梁工程中,桩基的直径为1.3m,因此,按照3根的标准设置。
(2)开槽及修补。以开槽机为主要施工装置,在桩基垂直方向开槽,期间加强检查与控制,避免开槽过程中碰触钢筋的情况,槽宽按“声测管直径+15mm”的标准控制;需全面检查声测管的安装情况,测定延迟时间和声时修正值t。经前述工作后,若无误则重填混凝土。
(3)正式检测。以混凝土的实际状态为准,当其硬化后即可测量。
施工单位可引入取芯法获得具有代表性的试件,对其组织抗压强度检测。取芯的关键要点为控制数量,各区域的芯样应超过3个,减小偶然误差,保证检测结果的准确性;控制芯样的公称直径,要求该值超过骨料最大直径的3倍,若遇到小直径芯样,可减小至2倍,但至少需达到70mm。
计算试件的抗压强度:F=FcA(1)
式中:FC——试件的最大压力(N);A——试件的抗压截面面积(m2)。
为充分反映桥梁的质量情况,施工单位重点对混凝土强度、钢筋保护层厚度、碳化深度和钢筋腐蚀四个方面展开分析。汇总桥梁部分结构的检测数据分析可知,中间区域的桩基、桥面等结构存在更明显的病害,该处存在混凝土剥落的情况,该区域的碳化和锈蚀较为严重;受结构自身材料特性欠佳、施工方法不合理、过往车辆超载等多重因素的影响,桥面存在较明显的裂缝。
4.2.2载荷试验法
安排空车和载荷车(每辆重18.5t),由空车(3辆)、载荷车(考虑1辆、2辆、3辆三种情况)分别通过桥梁,测定在4种行车状态下主拱圈的挠度值。为满足检测需求,将测点设在主拱拱脚、1/4跨和拱顶三处,检测装置为应变计和位移传感器。实测结果表明,拉应力最大发生在主拱拱顶处,拱肋的完整性易受到影响,是整个桥梁中受损较严重的部分。
4.3加固技术的应用要点
4.3.1补强层加固
适度铣刨原桥面,将杂物清理干净后加固钢筋,再于该处组织新铺作业,形成新的完整桥面结构。铣刨的深度以钢筋可完全露出为宜,若存在钢筋数量不足的情况,需加筋;在钢筋表面涂抹适量的植筋胶,可改善施工条件,保证了钢筋与混凝土的充分混合。补强层加固施工采用的是具有良好的韧性和抗裂性的纤维混凝土,施工内容简单、质量可控,可取得较好的加固效果。
4.3.2钢板粘贴加固
(1)凿除表层2~8mm,以便内部坚硬的骨料可露出,适度修整,使毛面具有平整性。
(2)埋设锚栓,严格控制其间距,保证该误差不超过2mm,前期施工中产生的粉尘等杂物均利用高压风清理干净,在此条件下涂抹黏结剂,在边角处适当增加用量。
(3)正式粘贴钢板,以保证预先涂抹的胶液能够从钢板边缘挤出,并用木槌敲打,提高粘贴的稳定性;若存在空洞现象,需揭开钢板,再次粘贴;在施工期间,温度需达到15℃以上,以免影响钢板的粘贴稳定性,养护5~7d,在这一期间加强防护,使钢板不可受到外力的影响。
结束语:
在社会经济与交通运输业不断发展的影响下,公路桥梁的建设规模明显提升,因此,为公路桥梁施工质量提出了更严格的要求。确保预应力混凝土桥梁检测技术与加固措施得到科学合理的应用,能够确保公路桥梁工程使用过程中的安全性与稳定性,为公路桥梁工程整体施工质量的提升提供保障。
参考文献:
[1]黄照青,程斌,滕念管,等.预制空心板梁桥铰缝加固试验研究[J].公路工程,2018,43(5):5-9.
[2]李许东. 无损检测技术在公路桩基检测中的应用研究[J].工程建设与设计,2016,64(14):51-52.