橋梁發揮著重要的交通運輸功能,橋梁質量問題或事故會影響其正常交通通行,甚至會釀成交通事故,必須定期加強對橋梁的檢測,根據檢測結果來采取維修加固措施。本文以某遭受火災破壞的橋梁為例,分析了橋梁檢測技術與維修加固技術。
《建筑施工》(月刊)創刊于1979年,由上海建工(集團)總公司主辦。其內容套萃精英、博采眾長,凸現中華建筑施工之大成,是中國自然科學建筑類核心期刊,近期又被評為"中國期刊方陣"的社會效益、經濟效益好的"雙效"科技期刊。
引言
橋梁作為基礎性的交通設施,實際施工與運用中必然面臨著多種環境問題,例如:外力侵蝕、火災破壞等,采用科學的檢測技術,并對破壞橋梁加護維修,才能確保橋梁工程質量,恢復橋梁作為交通基礎設置最基本的通行功能,提高交通運輸質量,確保高水平的交通運輸。
1.受災橋梁概況
某大型跨河橋梁,全程106.6m.主體結構為鋼混結構,上部結構屬于先簡后支連續預應力空心板梁,下部則為雙柱式橋墩。由于受到大型火災襲擊,橋梁的空心板、墩臺等都受損嚴重,現將圍繞橋梁混凝土、鋼筋等進行檢測,并對應加以維修與加固。
2.橋梁的檢測技術
2.1溫度對鋼混結構影響
眾多試驗研究表明,當鋼混結構處于200度以上高溫時,則將發生屈服變化,如果混凝土超過300度,其強度則將顯著降低,達到800度時,則將徹底失去強度,而且,受到大火侵襲后,混凝土塑性也上升,其強度與彈性模量的關系也將發生異常。
鑒于高溫對鋼混結構的影響,對于大火侵襲的橋梁就必須采取特殊的檢測技術和方法,確保檢測質量。
2.2橋梁病害檢測技術
橋梁結構由于受到火災、高溫等影響,難免會出現一定程度的病害,對此則采取科學的檢測技術,具體執行以下步驟:
(1)剖析橋梁結構。如果檢測過程中,發現其局部出現裂縫、裂痕等問題,則意味著橋梁結構內部鋼筋的應力相對機制、而且超強,說明橋梁結構有缺陷問題,相反,如果受拉部位未發生任何損害、雷鋒問題,意味著橋梁構造有著良好的超高的強度,沒有衰弱現象。
(2)分析橋梁極限。如果橋梁受到特定的荷載,其受拉的環節則將產生裂縫,或者裂縫呈現放大的勢頭,這就意味著橋梁結構的極限度正在逐漸走向穩定,如果橋梁遭遇外部的襲擊,其鋼筋也會發生斷裂,或者其結構中遭受一定的破壞與受損,也可能導致其強度下降。
(3)其他病害的檢測。遭遇火災襲擊的橋梁難免將出現各種病害問題,實際檢測中,還要加強對其他病害的檢查與監測,例如:混凝土外皮是否發生脫離、剝離,橋梁主體結構是否出現裂縫,外露鋼筋有無腐蝕等。
2.3掃描儀檢測法
保護層厚度的檢測要采取特殊的檢測設備,具體選擇了HC-GY61T鋼筋掃描儀,主要用來檢查、測試混凝土保護層厚度。
2.4酚酞試劑法
選擇酚酞試劑法來檢測,混凝土受到火災的高溫沖擊以后,其內部游離的堿熱將發生分解,從而檢測其碳化深度。
2.5超聲波法
橋梁受到火災沖擊后,其鋼混結構必將受到一定的影響與破壞,對此可以選擇超聲波探測儀來對其內部的破損情況加以探測,從中發現其裂縫的深度、受損程度等,同時,也要對混凝土結合面實行探測、檢查。
2.6回彈儀法
橋梁在高溫火災的侵蝕下,其強度可能受到影響,對此可以采用回彈儀與超聲波檢測儀相互配合的方法來對混凝土強度進行測試,通過檢測來得出其硬度、強度、碳化程度等,根據超聲波傳播速度來對應測試得出混凝土的硬度、強度等。同時,借助回彈儀法能夠測試得出混凝土構件的強度,但是,實際的檢測數值需要調整與修正。
2.7鋼筋強度拉伸檢測
橋梁工程主要由鋼筋結構組成,其中混凝土會發生一定程度地剝離,其內部鋼筋也必將受到影響,失去同混凝土的黏連效果,出現大范圍的裸露,從而遭到外力的侵蝕與破壞,對此可以采用拉伸試驗法,通過拉伸試驗來檢測得出鋼筋的強度、屈服度等,最終得出,鋼筋的極限強度與屈服強度都下降。
3.橋梁的維修加固技術
3.1混凝土的修復
當混凝土表層出現裂縫、麻孔、洞孔以及損壞等問題時,可以對其加以修復、修補,而且要將經煙熏、火燒的橋梁局部結構來加以處理、沖洗,在此基礎上來發現具體故障,對應修補維護。根據混凝土受損面積,大面積受損且較嚴重,則需要剔除受損混凝土結構,對受損界面加以清潔、清理,再選擇高等級的混凝土來重新修復受損部分,相反,對于受損較輕的混凝土,則可以小范圍剔除受損部分,并選擇環氧砂漿來修復處理。對于受損平面面積小、但是深度較深的混凝土則應該小孔壓漿技術。
3.2墩柱噴涂阻銹劑
火災過后,橋梁墩柱內部的鋼筋受損,應該對受損部分進行更新或清潔處理,并噴涂阻銹劑,能夠達到保護功能。而且鋼筋噴涂阻銹劑前也應有效處理好混凝土,例如:除掉其表層的浮漿、灰塵等,保持其表層清潔,在此基礎上來噴涂阻銹劑,同樣生產一層保護性的覆蓋層,保護混凝土安全,防止外界水分、有害物的侵蝕與破壞。
3.3墩帽梁碳纖維布粘貼
橋梁受災之后,其混凝土會遭到破壞,在正式粘貼碳纖維布之前,必須做好相應的處理工作。
第一,處理混凝土底層。徹底清理混凝土構件受損結構,確保其堅硬新層外露,如果其外露鋼筋有所腐蝕,則要清除腐蝕層,達到復原效果,在此基礎上來貼補碳纖維布,確保二者有效粘合,而且要保證混凝土層質量,任何表面不光滑的混凝土都要進行修復處理。
第二,底層膠涂抹。依照比例規范來稱出一定量的底層膠液,將其裝進容器,并確保攪拌均勻,同時,要確保所調配量能在特定時間范圍用盡,這樣才能保證其良好的粘合力,再借助刷子來將底層膠勻稱地涂抹于需要的部分。
第三,纖維片的粘貼。梁損害較大部位,則應該沿腹板方向來粘貼多層碳纖維布,以此達到修補的目的,而且要掌握好碳纖維布的粘貼順序,一半要從上到下,從左到右,而且要借助滾筒,來擠壓貼面,從而達到碳纖維布與樹脂之間的貼合,而且要借助壓板徹底排出其內部空氣。
第四,養護。粘貼完工后,要確保固化養護一晝夜以上,這期間沒有任何其他物質的污染,直到碳纖維布與被粘結物充分粘合。
第五,涂裝。被補強、維修的橋梁構件必須回歸初始的美觀狀態,對此可以涂一層防火涂料。
3.4粘貼鋼板
鋼板粘貼法主要針對墩柱、臺蓋梁等,以此來修復受損部分,具體施工中,需要經歷測量放樣、構件處理等,然后再進行鋼板下料。
參照設計圖來明確鋼板粘貼與鉆孔的部位,借助掃描儀來測試混凝土保護層厚度,以及其中鋼筋部位等,為安全鉆孔做好準備。正式黏貼前要做好黏貼部位的清潔與打磨處理。前期準備工作后,再參照放樣長度來下料鋼板,并做好清潔工作,在混凝土面與鋼板面都同樣涂抹鋼膠,涂抹要均勻,適度地增加中間部位涂抹厚度,要達到3—5毫米。粘合過后則要做好防銹、防腐蝕處理。
4.總結
橋梁受到災害襲擊后會出現局部故障,對此則要對其進行全面檢測,掌握并科學運用檢測技術,并選擇科學的維修加固措施,確保橋梁工程質量。
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