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市政老旧桥梁结构病害检测评估与加固改造技术应用

发布时间:2026-05-22 15:31:43

摘要:老旧桥梁作为城市基础设施重要的一部分,其结构安全直接关系到人民群众生命和财产安全以及城市运营的效能。随着城市化的发展,越来越多的早期修建桥梁步入病害多发期,进行结构病害检测评估及加固修复技术的应用成为市政工程界的重要工作之一,本文从项目实际出发,对市政老桥的结构病害检测评估、加固改造方法以及施工过程中的注意事项进行了论述,为以后的工程提供了借鉴作用。

关键词:市政桥梁;结构病害;检测评估;加固改造

一、老旧桥梁结构病害检测评估方法

(一)检测评估工作原则

旧桥检测评定应遵循“全面普查、重点检测、科学评估”的理念,通过现场调查与资料查阅相结合的方式来进行,找出桥梁病害的原因及程度。检测工作按照《城市桥梁养护技术规范》(CJJ 99-2017)等相关的标准规范要求完成,主要涉及桥梁上、下部结构以及附属设施的全面检查。另外结合桥梁的历史维修情况,交通量变化以及环境影响等因素来判断病害发生原因及其发展趋势,对以后的维修加固做出参考依据。

(二)检测技术手段

(1)无损检测技术:通过超声波探伤、钢筋锈蚀测试、混凝土强度回弹检测等方法对桥梁主要受力部件的内部质量及耐久性进行检测,比如用超声波探伤仪探测混凝土内部缺陷,用化学分析方法确定钢筋锈蚀程度,保证检测结果真实可靠。

(2)荷载试验与动测分析:进行静载试验和动载试验,获取在荷载作用下结构的变形、应力及振动特性,来确定其实际的承载能力是否达到设计要求。动载测试分析可以获得更多有关桥梁的模态参数信息,作为结构动力性能评价的依据。

(3)长期监测与数据分析:在重要桥梁安装传感器,及时获取结构的应力、应变以及环境参数的变化,利用大数据分析的方法来进行病害的发展趋势,做到桥梁的状态监测的动态管理。

(三)病害评定与分级

根据检测结果,参照《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG/T H21-2011)对桥梁技术状况进行分级。将病害分为轻微、较重、严重三个等级,其中轻微病害可定期观察,较重病害要马上处理,严重病害则需立即采取加固或重建措施。

二、加固改造技术路径

(一)加固改造原则

旧桥加固改造应遵循“安全可靠、经济合理、技术先进、易于施工”的原则,在保证结构安全的前提下,尽量采用对交通干扰小、工期短的加固方式,同时要结合桥梁的使用性质及将来交通量的变化情况,综合考虑加固后承载能力及限制载荷等级。比如对于还要继续使用的桥梁,可采取加固措施以增强其等级;对于功能退化的桥梁,可以考虑改建或重建等方式。

(二)主要加固技术

(1)结构加固技术

增大截面法:增大桥梁构件的截面尺寸或配筋量,以提高其承载能力,比如:在梁体外侧浇筑混凝土外包层或者布置预应力筋来增加抗弯和抗剪能力。

粘贴钢板或碳纤维布:利用高强度钢材或碳纤维复合材料粘贴于梁体受拉区,增强构件的抗拉能力,此方法操作简单易行,重量增加小,适用于桥梁上部结构加固。

体外预应力技术:在桥梁外侧增加预应力束,张拉预应力抵消部分荷载产生的弯矩,适用于大跨径桥梁加固。

(2)基础加固技术

针对基础不均匀沉降、墩台腐蚀开裂、承载能力不足等一般病害,有多种加固方法可以使用。扩大基础法是在原有基础上加大底面尺寸,使地基土的单位面积压力减小,从而减小基础沉降差,施工方便快捷,适用于埋置较浅的旧桥加固。桩基础加固法一般是在原有桥墩四周补钻孔灌注桩,把上部荷载传递到更深层次的持力层,防止基础下沉,适用于原有地基承载力不足的桥梁加固。而对于基础表层受腐蚀损坏情况,可采用灌浆加固法,把水泥浆或化学剂灌入地基土壤或者基础裂缝内,填充孔隙、胶结土体,使基础更加紧密结实,防水性能更好,提高地基承载能力。

(3)桥面系改造

桥面系直接承载车辆荷载,直接影响驾乘感受。老桥常见的桥面铺装开裂、坑槽破损、伸缩缝损坏、防水层老化渗漏等病害,会造成梁体、墩台生锈腐蚀,所以桥面系修复也是老桥加固的必要步骤之一。对于病害较轻的桥面,可采用局部铣刨重铺的方法,把损坏部分凿掉后再用沥青混凝土修补平整;如果桥面整体损坏严重、防水层失效,就要对全桥的桥面进行翻修,凿去原来的面层之后再铺上新的防水层及面层,防止雨水渗透进去来延长桥梁使用寿命。对于伸缩缝的病害,则根据损坏的程度进行更换或者修补,更换时选择合适的新型伸缩缝,保证伸缩的效果,防止跳车损坏桥梁。另外,老桥护栏防护等级不够、缺少标线标志,在维修时提高护栏防撞等级,完善交通指示标识,保障通行安全。

(三)改造方案优化

加固修复建议应根据桥梁病害类型及技术经济分析进行修正。比如桥墩倾斜问题,可以采取纠偏加固技术;桥面宽度不够的桥梁可以考虑扩大改造,还要注重与周围环境的融合,比如护岸工程、河道整治等,使桥梁加固与城市总体规划相统一。

三、工程应用要点

(一)典型工程案例

以某市洋泾港桥加固改造工程为例,该桥建于1995年,桥跨布置为3×20米,主要病害有梁体开裂、墩台沉降以及桥面损坏等,检测评估显示,桥梁技术状况等级为四类(较重病害),需要进行紧急加固处理。加固措施主要采用加大截面法与体外预应力技术相结合的方法,对外加梁体进行包裹混凝土加固,增设体外预应力筋,同时更换桥面铺装层,加固完成后,桥梁的承载能力提高了20%,技术状况等级提升为二类,符合继续使用的要求。

(二)施工组织与质量控制

(1)施工组织:加固改造工程施工应合理地布置施工顺序,避免对交通运输造成较大的影响。例如:采取分段施工或者在夜间施工的方式进行,保证桥梁安全畅通,此外还需做好与交通管理部门的工作对接,做好交通指挥以及警示标志的布置等工作。

(2)质量控制:认真落实建筑工程施工质量验收规范,对重点工序实行全过程监督。如钢板或碳纤维布粘贴施工时,要保证胶层均匀饱满、粘结力符合设计要求;桩基施工时要注意控制桩身完整性和混凝土浇筑质量,防止出现断桩或缩颈等情况。

(三)后期维护与管理

加固改造之后,应该建立健全桥梁的健康监测系统,经常进行检查与维修工作。如每季度对桥梁出现的裂缝、沉降情况进行观察,每年进行一次全面检查,及时发现并处理新出现的病害。此外,还应根据桥梁的限载标准设置限载标志,严禁超重车辆进入,减缓桥梁损坏程度。

四、结论

综上所述,市政老旧桥梁在使用年限内,受到各种荷载作用及自然环境的作用下,出现各种形式的病害,影响桥梁通行安全。经过严格按照规定的程序进行检测评估,可以及时发现病害种类,判断病害的危害程度,为制定加固改造方案提供参考依据。选择适合的加固改造方法,在施工过程中做好组织协调和后期的保养工作,可以提高旧桥的整体性能,提高桥梁的承载能力和使用寿命,保证市政桥梁的正常安全运营。

参考文献

[1] 林耿勋.市政工程中老旧桥梁病害与加固施工技术探讨[J].江西建材,2023,(10):304-305+308.

洪丽丽