公路桥梁工程中预应力混凝土桥梁的检测与加固刘金月

公路桥梁工程中预应力混凝土桥梁的检测与加固刘金月

天津市国泰工程咨询监理有限公司301700

摘要:随着经济的迅猛发展,交通业也在不断的发展,预应力混凝土在我国公路桥梁的修建上被广泛的应用,作为桥梁工程的关键性施工环节,其工程项目的质量高低将直接影响着整体工程社会效益与经济效益的发挥。因此对桥梁的检测与加固在公路桥梁工程的建设与后期养护中是一项重要的质量检测内容。

关键词:公路桥梁工程;预应力混凝土;桥梁;检测;加固

前言

近年来,随着强度的增加,对道路桥梁的承载能力要求越来越高,因而预应力混凝土桥梁得到了较大的发展,尽管取得了显著的成就,但是也有些问题的存在,人们发现我国预应力混凝土桥梁经常会因为施工的因素而产生裂缝,而难以达到工程设计要求和相关规范标准的要求,进而影响桥梁的正常使用功能,并且发现在国内外建成的预应力桥上普遍存在类似的问题。因此国内外桥梁工程师都在针对这一问题进行科学的研究与分析,希望找到合理科学有效的解决方法,寻找更加科学的施工方法。而关键是裂缝的性质、桥梁工作状况和承载能力决定了裂缝的处理措施。因此裂缝的成因分析和对结构影响程度分析,对预应力结构桥梁裂缝的处理方法起着重要的作用。

1公路桥梁工程中预应力混凝土检测分析

1.1在役预应力混凝土预应力局部破损检测

检测是利用相应的仪器对构件局部进行损伤部位的探测,根据检测仪器显示的检测数据,进行分析判定构件破损的程度以及受损的有关原因。局部破损检测法主要包括预应力筋直接检测技术和应力释放法。a)预应力筋直接检测技术:在预应力筋上布置传感器,可通过传感器直接测量预应力钢筋和混凝土构件的应力状态。目前粘贴光纤光栅传感器已得到广泛的应用,同时我们还需要对传感器的复合工艺进行研究与探讨,以减少孔道中因摩擦和挤压所造成的数据失真的影响,加强数据的分析能力。b)应力释放法:它是通过机械切割将约束产生的应力释放的最为适用的检测方法之一。应力释放法最早应用在测量结构构件的残余应力,通过测量构件分割前后的位移和应变,再经换算成应力。其基本原理是对有初始约束应力的测试构件,采用机械切割的方法使约束产生的应力被释放根据测试切割前后构件的应变的变化关系,通过分析得到构件应力状态。

1.2检测方法

a)电磁效应检测法:电磁效应检测可以分为涡流、测漏磁和磁粉检测等方法,它是根据相关磁场变化的原理进行细致分析和检测。研究发现,它是利用磁通量泄漏原理检测预应力筋的预应力损失的方法。当应力大小发生改变时,由于物体体积伸缩变化引起磁通路面积发生了一定的变化,进而引起中磁通量的大小变化,致使磁感应器线圈中感应电流大小也随之发生不同的变化,由此变化间接地反应出桥梁结构内预应力的变化。人们就是利用这一原理来检测应力变化的情况,它的最大优点就是检测速度快,操作方便,能够及时的发现应力变化,实现远距离的非接触测量监控,但它的测试结果容易受很多方面因素的影响,可靠度和精度难以达到要求的目标,而且很难标定测量值。并且它对材质有一定的局限性,只能用于铁磁材料。电磁效应法是通过外部提供磁场实现相应的工作,这就容易导致必须利用质量较大的设备,再加上能源浪费,磁化不均匀、剩磁和磁污染等问题不断。因此使得这种方法不能够在工程中得到广泛的应用。b)超声波检测法:超声波法用于非破损检测技术,利用超声波在混凝土中的传递过程中,获得物体内部具体信息的一种检测技术。由于混凝土组成颗粒小、密度大、密度分布较为均匀,所以声波能均匀地在混凝土当中传播,大量实验证明,混凝土的波速与混凝土抗压强度成正比例关系,混凝土的声波速度可以作为评价混凝土抗压强度与密实度的定量指标,能够准确的分析混凝土强度,从而达到对其内部缺陷及其位置等准确检测的效果。通过超声波技术检测,对掌握预应力桥梁混凝土裂缝深度,耐久性诊断和研究修补、加固对策有重要意义。

2公路桥梁工程中预应力混凝土桥梁加固分析

2.1间接加固法

所谓间接加固,就是在预应力混凝土构件的加固过程中通过采用其他支撑结构来实现混凝土加固的方法。这种最常见的方法是通过采用预应力钢绞线拉杆或型钢撑杆对预应力混凝土结构进行加固。其原理是通过预应力钢筋,改变了原结构内部应力分布情况,致使消除一般加固结构中应力应变滞后现象,使后加部分的应力和原结构应力能共同工作,有效提高结构的承载能力,减少结构的变形、裂缝宽度,起到加固结构的功能。预应力水平拉杆之所以能达到加固的混凝土受弯构件的效果,关键在于预应力和新增外部作用荷载的共同作用下,拉杆受拉产生轴向力,该力通过杆端锚固节点有效的传递到构件上,致使混凝土构件产生偏心受压作用,并克服部分外荷载产生的弯矩,有效减少了外荷载作用效果,从而有效提高了混凝土构件的抗弯承载能力。同时,由于拉杆的压力作用,致使有效的缓解、控制构件裂缝的发展,提高了预应力构件的斜截面抗剪承载力。

2.2表面封闭法

表面封闭法包括以下几种:首先是表面涂抹,该方法主要用于混凝土表面宽度相对较小的裂缝,将树脂保护膜涂抹在裂缝中起到加固作用;如果裂缝宽度发生变化,也可以采用焦油环氧树指材料,其具备跟踪性的特点,可以有效适应裂缝宽度的改变;如果混凝土结构中裂缝较多,比较密集,或者混凝土发生老化以及结构物出现砂浆离析等问题,也可以大面积涂抹保护膜。其次是针对V型槽口或U型槽口裂缝,可以进行充填修补。针对较深的裂缝采用表面涂抹法无法处理,则可以采用充填修补的方法,即在混凝土表面沿裂缝走向凿出V型槽口,再将树脂砂浆材料填充其中,起到加固作用。再次为凿深槽嵌补法,先根据裂缝的具体位置、选择的填补材料沿着混凝土表面裂缝凿出一条深槽,然后再将相应的粘结材料嵌补在槽内即可。

2.3高强钢丝绳抗弯加固

通过将锚具安装在梁板两端底部,再在锚具上张拉已安装成功的高度低松弛预应力钢丝绳,从而增强结构抗弯性能,达到加固混凝土结构的加固方法,是一种主动抗弯加固方法。该技术通过对材料的合理应用,能够解决增大截面加固、粘钢加固等常用加固方法的工期长、施工繁琐、增加结构自重等技术缺点,实现对混凝土梁的主动式抗弯加固,大幅度提高混凝土梁开裂荷载和最大承载力,同时延性较好,且对原有结构影响小,二次受力构件加固效果明显,同时施工成本更低,在各类桥梁应急加固中有着广阔的应用前景。

结论

通过对我国现在的预应力桥梁预应力检测方法和技术进行简要分析,只有通过部分区域的局部破损检测和大范围的无损检测方法相结合的原则,才能改善和提高桥梁预应力的持久应力的高精度有效测试,有效的增加预应力混凝土的稳定性和耐久性。同时,也可以通过在预应力钢筋中埋设智能传感器的方法,对在役预应力混凝土桥梁的持久应力进行长期监测与监控,及时发现问题,解决问题。当出现预应力混凝土桥梁裂缝时,我们要正确分析裂缝出现的原因,并对结构工作状态和承载能力的影响程度做出科学的分析判断,必要时进行相应的补救措施,及时有效的提出安全、适用、经济、科学的加固处理措施,使预应力混凝土构件保证应有的稳定性。

参考文献:

[1]郭东升.试论公路桥梁施工中预应力混凝土可靠性检测及优化[J].黑龙江科技信息,2017(13):161.

[2]冯博.公路桥梁施工中预应力混凝土可靠性检测与优化研究[J].北方交通,2015(06):47-49.

[3]李源.浅谈公路桥梁工程中预应力混凝土桥梁的检测与加固[J].科技风,2013(12):158-159.

标签:;  ;  ;  

公路桥梁工程中预应力混凝土桥梁的检测与加固刘金月
下载Doc文档

猜你喜欢