[摘 要] 本文主要對(duì)公路橋梁工程中預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的檢測與加固技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了分析介紹,以供參考。
[關(guān)鍵詞] 混凝土預(yù)應(yīng)力 加固技術(shù) 橋梁安全 穩(wěn)定性
中圖分類號(hào): TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
隨著科技技術(shù)手段的不斷提高,橋梁建設(shè)方式有了長足的發(fā)展空間。其中,有關(guān)于建筑工程橋梁加固方面的復(fù)雜無疑是進(jìn)步最為明顯的。橋梁加固技術(shù)對(duì)于技術(shù)要求很高,所用工藝也比較復(fù)雜。在未來的不斷完善中,我們總會(huì)找到一種行之有效的方法去完成橋梁建設(shè)的加固技術(shù)。橋梁的加固技術(shù)可有效增加橋梁的承載能力和穩(wěn)固性,大大延長橋梁的使用壽命,對(duì)橋梁交通運(yùn)輸?shù)陌踩砸灿泻艽筇岣。這些年,不少的橋梁研究者發(fā)現(xiàn),我國現(xiàn)在存在很多由于施工不規(guī)范導(dǎo)致橋梁建筑不按照設(shè)計(jì)圖紙而進(jìn)行施工的現(xiàn)象。因此,橋梁承載力不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致形成橋體裂紋,造成了橋梁的安全隱患,從而影響到橋梁的安全性和使用性。相關(guān)研究還發(fā)現(xiàn),國內(nèi)外已建成的預(yù)應(yīng)力橋都存在這種類似的問題。因此國內(nèi)外的建筑橋梁專家以及材料力學(xué)專家都在對(duì)這個(gè)課題上不斷地進(jìn)行深入的研究。由于不同的橋梁裂縫各相關(guān)單位有著不同的解決方式,而且在橋梁的建筑設(shè)計(jì)和具體應(yīng)用的材料上也都有所不同,承載力上和運(yùn)行車輛上也有很大區(qū)別。所以,對(duì)于不同類別的橋梁也要有不同的處理方式。
一、 混凝土橋梁近年來遇到的問題
在橋梁的使用中,大多數(shù)都是以行車為主。橋梁是有一定承載能力的,在日常生活中一旦有大型載重車輛超出了運(yùn)載重量,這對(duì)橋梁本身的損害也是很大的。無論是什么材料遇到力的作用都會(huì)發(fā)生形變,橋梁也不例外。它的形變是細(xì)微的肉眼所觀察不到的,但是卻是真實(shí)存在的。質(zhì)地越堅(jiān)硬的材料對(duì)于形變的承受能力往往越低,這就要向混凝土中添加鋼筋,在增強(qiáng)鋼筋強(qiáng)度的同時(shí)增加混凝土的韌性和抗拉伸能力,在一定程度上削弱形變對(duì)橋梁自身的傷害。然而經(jīng)常性的形變會(huì)導(dǎo)致橋梁的穩(wěn)固性下降、 安全性降低、使用壽命縮短等現(xiàn)象,因此限重通過是很必要的。另外,由于橋梁本體巨大所以更容易受到水力、風(fēng)力等外界環(huán)境的影響和破壞,因此做好水力設(shè)計(jì)和風(fēng)力設(shè)計(jì)對(duì)橋梁的保護(hù)也極為重要, 所以只有在各個(gè)方面加以預(yù)防,才能降低不穩(wěn)定因素對(duì)橋梁的影響。
二、 檢測混凝土橋梁預(yù)應(yīng)力的技術(shù)
1. 混凝土橋梁局部破損檢測技術(shù)
這項(xiàng)建筑工程探測技術(shù)是利用探測器對(duì)橋梁混凝土結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)裂縫進(jìn)行探測來反饋橋體建筑裂縫數(shù)據(jù),對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)化評(píng)估,這就是混凝土橋梁局部破損檢測技術(shù),主要分為:
(1)預(yù)應(yīng)力傳感檢測技術(shù)。通過在預(yù)應(yīng)力筋上設(shè)置與盈利檢測傳感器,直接反映了鋼筋和混凝土橋梁構(gòu)件上的應(yīng)力情況。通過數(shù)據(jù)分析和對(duì)比能夠得到此時(shí)鋼筋混凝土的狀況評(píng)估數(shù)據(jù),對(duì)分析橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)情況可以得到比較精確地預(yù)測結(jié)果。
(2)應(yīng)力釋放法。它是通過機(jī)械切割將約束產(chǎn)生的應(yīng)力釋放的最為適用的檢測方法之一,應(yīng)力釋放法最早應(yīng)用在測量結(jié)構(gòu)構(gòu)件的殘余應(yīng)力,通過測量構(gòu)件分割前后的位移和應(yīng)變,再經(jīng)換算成應(yīng)力。其基本的原理是對(duì)有初始約束應(yīng)力的測試構(gòu)件,采用機(jī)械切割的方法使約束產(chǎn)生的應(yīng)力被釋放。再根據(jù)測試切割前后構(gòu)件的應(yīng)變變化關(guān)系,經(jīng)過分析得到構(gòu)件的應(yīng)力狀態(tài)。
2. 檢測技術(shù)
(1) 電磁效應(yīng)檢測法。 電磁效應(yīng)檢測分為渦流、測漏磁和磁粉檢測,它是根據(jù)相關(guān)磁場變化的原理進(jìn)行細(xì)致地分析和檢測。研究發(fā)現(xiàn),它是利用磁通量泄漏原理來檢測預(yù)應(yīng)力筋的預(yù)應(yīng)力損失。當(dāng)應(yīng)力大小發(fā)生變化時(shí),物體體積伸縮變化引起了磁通路面積發(fā)生了變化,進(jìn)而引起中磁通量的變化,致使磁感應(yīng)器線圈中感應(yīng)電流大小也隨之發(fā)生變化,間接地反應(yīng)出橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)預(yù)應(yīng)力的變化,人們就是利用這一原理來檢測應(yīng)力變化的。它的最大優(yōu)點(diǎn)就是檢測速度快,能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)應(yīng)力變化,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的非接觸測量。但它的測試結(jié)果容易受很多方面因素的影響,可靠度和精度難以達(dá)到要求的目標(biāo),而且很難標(biāo)定測量值。并且它對(duì)材質(zhì)較敏感,只能用于鐵磁材料。電磁效應(yīng)法是通過外部提供磁場實(shí)現(xiàn)工作的,這就容易導(dǎo)致不得不利用笨重的設(shè)備,再加上能源的浪費(fèi),使得剩磁、磁化不均勻和磁污染等問題不斷。因此,也就決定了它不能在工程中得到廣泛應(yīng)用。
。2)超聲波檢測法。超聲波法用于非破損檢測技術(shù),是利用超聲波在混凝土中的傳遞過程來獲得物體內(nèi)部具體信息的一種檢測方法。由于混凝土組成密度大、顆粒小、密度分布較為均勻,所以聲波能均勻地傳播。大量實(shí)驗(yàn)證明了混凝土的波速與混凝土抗壓強(qiáng)度有正相關(guān)關(guān)系。混凝土的聲波速度可以作為評(píng)價(jià)混凝土抗壓強(qiáng)度與密實(shí)度的定量指標(biāo),從而達(dá)到對(duì)其內(nèi)部缺陷及其位置等準(zhǔn)確檢測的目的。通過超聲波技術(shù)檢測,對(duì)掌握預(yù)應(yīng)力橋梁混凝土的裂縫深度、加固對(duì)策、耐久性診斷及研究修補(bǔ)等有重要意義。
三、 加固混凝土橋梁技術(shù)應(yīng)用
1. 粘鋼法加固
混凝土橋梁直接加固的方法是指粘鋼法加固,它的做法是通過粘合劑將鋼板粘貼在混凝土橋梁構(gòu)件的表面,使鋼板與混凝土一體化,以達(dá)到強(qiáng)化橋梁穩(wěn)定性和承載性的目的。這種工程粘合劑適用于混凝土建筑結(jié)構(gòu)的粘合,是一種高效果、高粘性的粘合劑。它的粘合力強(qiáng)、耐腐蝕性高、彈性恢復(fù)力好,可通過加大截面增加橋梁的穩(wěn)定性。在鋼筋混凝土受彎構(gòu)件受壓區(qū)可以通過增加截面受壓區(qū)的有效高度,擴(kuò)大截面面積。添加混凝土現(xiàn)澆層,從而提高構(gòu)件正截面抗彎承載力和斜截面抗剪承載能力,改善受彎承載力和截面剛度,以達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)的作用。增加截面加固法從設(shè)計(jì)構(gòu)造方面出發(fā),合理的解決了預(yù)應(yīng)力橋梁混凝土新加部分與原有部分的共同受力問題,從而實(shí)現(xiàn)了受力平衡。通過大量的研究實(shí)驗(yàn)證明,加固混凝土結(jié)構(gòu)在受各種復(fù)合力作用過程中,橋梁截面結(jié)合面會(huì)出現(xiàn)拉、壓、彎、剪等各種復(fù)雜應(yīng)力的共同作用,而剪應(yīng)力和拉應(yīng)力的作用更為明顯。 在彈性階段,結(jié)合面兩邊新舊混凝土的粘結(jié)力度主要由剪應(yīng)力和法向拉應(yīng)力兩部分組成。當(dāng)混凝土截面開裂后或達(dá)到極限狀態(tài)的時(shí)侯,截面可通過錨固鋼筋或錨固螺栓所產(chǎn)生的被動(dòng)剪切摩擦力來實(shí)現(xiàn)力的有效傳遞。 但是這種方法有幾處非常明顯的弊端,第一,鋼板自身的重量太大,對(duì)橋梁本身就是一種負(fù)荷。雖然加固了橋梁,但是也造成了無關(guān)的重量負(fù)荷;第二,鋼板粘黏在混凝土表面,其粘黏劑容易因?yàn)榧彼倌潭a(chǎn)生十非常明顯的脆性,鋼板在粘黏過程后容易意外脫落;第三,鋼板長時(shí)間暴露在空氣中容易被腐蝕,繼而造成一些潛在的安全隱患和經(jīng)濟(jì)損失。
2. 外部預(yù)應(yīng)力加固方法
由于橋梁受到的拉力過大導(dǎo)致了承載能力到達(dá)極限,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)橋面在內(nèi)部產(chǎn)生細(xì)小裂縫,長時(shí)間積累下去橋梁的安全問題就會(huì)凸顯出來。外部預(yù)應(yīng)力加固方法是當(dāng)其受到的拉力作用時(shí),可使用簡單的物理原理解決一個(gè)麻煩的工程問題,這種理念是十分正確的。運(yùn)用二力平衡的物理原理解決問題,也啟示我們,在今后的建筑問題上也要用最簡單的方法去解決一系列復(fù)雜的問題。
3. 間接加固添加碳纖維
碳纖維加固的辦法是指在橋梁的表面結(jié)構(gòu)穩(wěn)固點(diǎn)添加粘性高強(qiáng)度的碳纖維, 增加穩(wěn)固點(diǎn)的拉伸性、承受負(fù)荷的能力。由于碳纖維的質(zhì)量很輕,因此這種方法增加殼體本身的負(fù)荷量極低,是比較有效的間接性橋梁加固方法。
四、 結(jié)語
我國交通行業(yè)隨著經(jīng)濟(jì)與科技的進(jìn)步,建設(shè)力度也在不斷增加。因此,在公路橋梁的建設(shè)工作開展的同時(shí),我們還要對(duì)公路橋梁進(jìn)行維護(hù)工作。公路橋梁的建筑工程是對(duì)我國交通行業(yè)的重大貢獻(xiàn),道路橋梁施工建設(shè)和竣工之后的維修維護(hù)工作也要嚴(yán)謹(jǐn)。道路橋梁長期處于外界環(huán)境,很容易受到來自外界的各種因素的破壞,因此對(duì)于橋梁和公路的穩(wěn)定維持,就需要道路橋梁加固技術(shù)的廣泛應(yīng)用。對(duì)于混凝土澆筑橋梁常出現(xiàn)的局部裂紋等問題,也要慎重認(rèn)真對(duì)待,爭取早發(fā)現(xiàn)早解決。
參考文獻(xiàn)
[1]章凱.預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的裂縫檢測及加固[J].山西建筑,(2007).