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摘 要:桥梁在使用过程中难免出现质量问题,这种问题是难以避免的。本文基于这一背景,简单阐述了桥梁检测与加固的必要性,分析了检测方案以及加固方案模式,并在此基础上从经济性角度分析了加固方案的实施注意事项。旨在完善检测与加固模式,提升桥梁使用安全性与有效性。
关键词:桥梁;检测;加固
受到车辆行驶速度、承受应力、环境、使用年限等因素影响,桥梁必须在使用一段时间后展开检测,了解其承受极限、结构状态以及桥面破损情况等,并根据检测结果制定合适的加固方案,确保桥梁使用安全性。
1 桥梁检测方案分析
桥梁的检测主要目的在于找到桥梁中由于使用或是施工原因存在的一些影响质量安全的漏洞,从而为加固提供现实依据。检测工作结束后需要对桥梁展开综合评估,包含对现有质量危险因素的评估、对施工阶段各项目实施有效性评估(该项评估需根据桥梁工程资料实施具体分析)、对现场荷载试验结果的评估这三个方面。只有在评估结果出现之后才能够进行后续加固方案的制定,从而计算其经济性。病害检测具体实施包含以下几个方面:
1.1 桥梁极限的测定
桥梁极限指的是在收到荷载作用下桥梁能够承受的最大强度。当对桥梁实施荷载试验时,需观察其受拉区状态,重点在于裂缝是否扩大以及原有不存在裂缝部位是否出现开裂情况。若没有发生上述现象则证明桥梁结构能够承受的强度并没有下滑。但若在检测前桥梁曾受到过撞击(汽车翻车时对桥梁造成的撞击等),可能引发内部钢筋断裂,此时桥梁内部结构处于受损状态,其极限强度必然会减小。
1.2 桥梁结构的测定
桥梁结构测定主要目的在于了解桥梁结构设计是否完善,若发现结构存在异常变化时需要及时停用该桥梁并进行加固,这类加固需要的经济成本较高。在荷载试验下,受拉区原有裂缝出现扩大痕迹或是产生开裂则证明桥梁原有建造中使用的钢筋应力较大,但结构使用情况需进一步完善,以免造成断裂等突发危险。若没有发现受拉区破损情况,则证明桥梁极限强度仍在可控范围(安全范围)内,并且未出现较明显衰弱现象。
1.3 其它检测
这类型检测包含了桥梁在检测阶段的细微查验,例如查看桥柱、桥面上是否出现了空洞、露筋、开裂或是蜂窝现象,了解其钢筋是否存在老化可能性,查看露出钢筋在雨水天气影响下是否出现了锈蚀情况。
2 桥梁加固方案分析
桥梁加固的方式通常存在许多种,方案选择需要根据桥梁检测结果针对性选取适合方案。加固人員首先应了解桥梁受损基本状态,其次为桥梁在不加固情况下的耐久力以及承载能力,根据检测结果判断下滑程度。从经济性角度出发,桥梁的加固方案应该建立在完成目标任务使用经济投入最少基础之上,并且在实践方面注意控制,减少加固过程对来往车辆交通产生的不良影响。通常而言,桥梁加固方案可表现为下列几种:
2.1 结构受损情况
原有桥梁在结构出现受损情况时,可根据受损程度了解结构使用时间以及能够承受的最大应力。之后从经济性角度分析结构是否应更换,若可以更换则使用新结构取代。
2.2 构件截面的扩增
若检测结果显示桥梁刚度与强度出现了衰弱迹象,可通过将其构件截面增加面积或扩大方式增强加固程度。这种方式的实施需注意结合有效性,即新扩增部位需要与原有旧结构融合在一起形成一个整体,这样才能够保障加固有效性。否则若两者处于分离状态,加固充其量只是稍微提升了承载力而已。
2.3 外应力的施加
桥梁出现裂缝情况原因多在于所受应力不均造成,此时的加固方案可从外应力方面着手,对原结构加大外应力,让原有桥梁受力状态发生变化,从而达到减轻裂缝部位所受应力程度效果,从另一角度增强桥梁强度与刚度。
2.4 受力体系的改变
桥梁受力体系在加固中可以通过改变将原有受力程度减轻,从而减少桥梁受力作用,将裂缝之类的破损情况保持在现有状态,减缓破损恶化速度。
3 检测与加固经济方案研究
3.1 桥梁本身寿命
桥梁的寿命周期会受到多种因素影响,当需要对桥梁实施检测与加固时,首先应了解该桥梁在使用环境中这些因素对桥梁影响的所占比重。通过比重计算对桥梁的加固能够维持的有效时间,同时在三种成本的分析下决定出经济性方案。桥梁寿命周期影响因素如下:
3.1.1 社会成本
社会成本也可以被称为环境成本,主要为环境污染为桥梁带来的损失。这类损失程度相对而言微乎其微,但却会随着社会状态、污染程度等方面的变化而产生改变。例如当环境异常时,酸雨这类具有一定腐蚀作用的雨水不仅对花草树木以及人类产生影响,其同样会作用于桥梁混凝土,对桥梁表面产生轻微腐蚀。此时的加固方案需针对这类环境因素展开分析,在桥梁表面涂抹防腐蚀材料等。同时需计算经济成本以及在此加固时间。
3.1.2 机构成本
机构成本包含了设计成本、建造成本以及维护成本。设计成本主要指加固方案的设定方面,当检测人员得出桥梁检测报告之后,加固操作人员应设计出完整的加固方案,期间花费的成本即为设计成本。建造成本指的是加固方案的实施阶段所花费用,包含人工操作费用、材料使用费用、机械设备租赁费用等。维护成本指的是桥梁加固维护费用,主要指在加固方案实施之后隔段时间为定期维护所花成本。
3.1.3 用户成本
用户成本包含用户耽搁成本以及维护事故成本。在桥梁加固维修期间,需要行驶在这座桥上的车辆通行道宽变窄,在可能出现堵车的情况下会产生用户成本。在维护期间,就我国目前桥梁维护保养来看,通常是取1~2个车道展开作业维护,车辆在剩余车道上行驶。这种维护模式虽然可以保障车辆仍旧在桥面上通行,但由于车道数量的减少,该路段事故产生几率也会随之增加,进而产生事故成本。
3.2 加固时机设定
对桥梁的加固时机设定需要建立在对多方面因素的综合考虑基础之上,例如车流量时段高峰期、节假日、气候条件等等。加固时机的选择必须对桥梁进行至少一周时间的观测,了解其行驶状况。加固时机测定可通过回归分析建立出行驶质量模型:
线性模型:RQI=6.757-0.46IRI
也可以建立一个非线性模型:RQI=5.0exp(-0.0573IR)
上述公式中RQI维五分制算法,表示行驶质量指数;IRI表示国际平整度指数,其单位为m/km。
3.3 养护费用计算
桥梁的维修养护主要是对危害桥梁正常使用的部分进行预防以及修缮工作。例如桥面伸缩缝装置、桥面铺装层、桥面防水设施的更换与修补,这些都属于桥梁的维修养护范畴,由此发生的费用计为桥梁每年的维修养护费用。同时桥梁营运一段时间后还要对其进行一定程度的大修,对存在病害的部位、构件进行补强、维修,以保证其后相当长时间内桥梁正常营运。
4 结束语
综上所述,桥梁的检测有效程度直接影响到后续加固工序实施有效性,因此对桥梁的加固首先应保障检测结果准确性,并将结果按维修保养差异性分类。加固方案的制定不仅需要保障桥梁日后使用安全性,还需要考虑到经济成本,在有效加固条件下尽可能减少不必要经济支出。总之,相关研究人员还需加大投入力度,根据桥梁实际状况制定出针对性经济方案,提升检测与加固有效性。
参考文献
[1]杨勐.桥梁检测与加固技术应用[J].江苏商报·建筑界,2013(17).
[2]侯杰.混凝土桥梁检测与加固技术的应用[J].科技资讯,2013(07).
[3]韩华.关于高速公路桥梁检测与维修加固的探讨[J].商品与质量:学术观察,2012(08).
[4]韩兆存.桥梁的检测与加固技术研究[J].工程建设与设计,2012(09).
[5]高明永,田伟平,王栋.高速公路桥梁检测分析评价与维修加固措施[J].交通企业管理,2012(01).
关键词:桥梁;检测;加固
受到车辆行驶速度、承受应力、环境、使用年限等因素影响,桥梁必须在使用一段时间后展开检测,了解其承受极限、结构状态以及桥面破损情况等,并根据检测结果制定合适的加固方案,确保桥梁使用安全性。
1 桥梁检测方案分析
桥梁的检测主要目的在于找到桥梁中由于使用或是施工原因存在的一些影响质量安全的漏洞,从而为加固提供现实依据。检测工作结束后需要对桥梁展开综合评估,包含对现有质量危险因素的评估、对施工阶段各项目实施有效性评估(该项评估需根据桥梁工程资料实施具体分析)、对现场荷载试验结果的评估这三个方面。只有在评估结果出现之后才能够进行后续加固方案的制定,从而计算其经济性。病害检测具体实施包含以下几个方面:
1.1 桥梁极限的测定
桥梁极限指的是在收到荷载作用下桥梁能够承受的最大强度。当对桥梁实施荷载试验时,需观察其受拉区状态,重点在于裂缝是否扩大以及原有不存在裂缝部位是否出现开裂情况。若没有发生上述现象则证明桥梁结构能够承受的强度并没有下滑。但若在检测前桥梁曾受到过撞击(汽车翻车时对桥梁造成的撞击等),可能引发内部钢筋断裂,此时桥梁内部结构处于受损状态,其极限强度必然会减小。
1.2 桥梁结构的测定
桥梁结构测定主要目的在于了解桥梁结构设计是否完善,若发现结构存在异常变化时需要及时停用该桥梁并进行加固,这类加固需要的经济成本较高。在荷载试验下,受拉区原有裂缝出现扩大痕迹或是产生开裂则证明桥梁原有建造中使用的钢筋应力较大,但结构使用情况需进一步完善,以免造成断裂等突发危险。若没有发现受拉区破损情况,则证明桥梁极限强度仍在可控范围(安全范围)内,并且未出现较明显衰弱现象。
1.3 其它检测
这类型检测包含了桥梁在检测阶段的细微查验,例如查看桥柱、桥面上是否出现了空洞、露筋、开裂或是蜂窝现象,了解其钢筋是否存在老化可能性,查看露出钢筋在雨水天气影响下是否出现了锈蚀情况。
2 桥梁加固方案分析
桥梁加固的方式通常存在许多种,方案选择需要根据桥梁检测结果针对性选取适合方案。加固人員首先应了解桥梁受损基本状态,其次为桥梁在不加固情况下的耐久力以及承载能力,根据检测结果判断下滑程度。从经济性角度出发,桥梁的加固方案应该建立在完成目标任务使用经济投入最少基础之上,并且在实践方面注意控制,减少加固过程对来往车辆交通产生的不良影响。通常而言,桥梁加固方案可表现为下列几种:
2.1 结构受损情况
原有桥梁在结构出现受损情况时,可根据受损程度了解结构使用时间以及能够承受的最大应力。之后从经济性角度分析结构是否应更换,若可以更换则使用新结构取代。
2.2 构件截面的扩增
若检测结果显示桥梁刚度与强度出现了衰弱迹象,可通过将其构件截面增加面积或扩大方式增强加固程度。这种方式的实施需注意结合有效性,即新扩增部位需要与原有旧结构融合在一起形成一个整体,这样才能够保障加固有效性。否则若两者处于分离状态,加固充其量只是稍微提升了承载力而已。
2.3 外应力的施加
桥梁出现裂缝情况原因多在于所受应力不均造成,此时的加固方案可从外应力方面着手,对原结构加大外应力,让原有桥梁受力状态发生变化,从而达到减轻裂缝部位所受应力程度效果,从另一角度增强桥梁强度与刚度。
2.4 受力体系的改变
桥梁受力体系在加固中可以通过改变将原有受力程度减轻,从而减少桥梁受力作用,将裂缝之类的破损情况保持在现有状态,减缓破损恶化速度。
3 检测与加固经济方案研究
3.1 桥梁本身寿命
桥梁的寿命周期会受到多种因素影响,当需要对桥梁实施检测与加固时,首先应了解该桥梁在使用环境中这些因素对桥梁影响的所占比重。通过比重计算对桥梁的加固能够维持的有效时间,同时在三种成本的分析下决定出经济性方案。桥梁寿命周期影响因素如下:
3.1.1 社会成本
社会成本也可以被称为环境成本,主要为环境污染为桥梁带来的损失。这类损失程度相对而言微乎其微,但却会随着社会状态、污染程度等方面的变化而产生改变。例如当环境异常时,酸雨这类具有一定腐蚀作用的雨水不仅对花草树木以及人类产生影响,其同样会作用于桥梁混凝土,对桥梁表面产生轻微腐蚀。此时的加固方案需针对这类环境因素展开分析,在桥梁表面涂抹防腐蚀材料等。同时需计算经济成本以及在此加固时间。
3.1.2 机构成本
机构成本包含了设计成本、建造成本以及维护成本。设计成本主要指加固方案的设定方面,当检测人员得出桥梁检测报告之后,加固操作人员应设计出完整的加固方案,期间花费的成本即为设计成本。建造成本指的是加固方案的实施阶段所花费用,包含人工操作费用、材料使用费用、机械设备租赁费用等。维护成本指的是桥梁加固维护费用,主要指在加固方案实施之后隔段时间为定期维护所花成本。
3.1.3 用户成本
用户成本包含用户耽搁成本以及维护事故成本。在桥梁加固维修期间,需要行驶在这座桥上的车辆通行道宽变窄,在可能出现堵车的情况下会产生用户成本。在维护期间,就我国目前桥梁维护保养来看,通常是取1~2个车道展开作业维护,车辆在剩余车道上行驶。这种维护模式虽然可以保障车辆仍旧在桥面上通行,但由于车道数量的减少,该路段事故产生几率也会随之增加,进而产生事故成本。
3.2 加固时机设定
对桥梁的加固时机设定需要建立在对多方面因素的综合考虑基础之上,例如车流量时段高峰期、节假日、气候条件等等。加固时机的选择必须对桥梁进行至少一周时间的观测,了解其行驶状况。加固时机测定可通过回归分析建立出行驶质量模型:
线性模型:RQI=6.757-0.46IRI
也可以建立一个非线性模型:RQI=5.0exp(-0.0573IR)
上述公式中RQI维五分制算法,表示行驶质量指数;IRI表示国际平整度指数,其单位为m/km。
3.3 养护费用计算
桥梁的维修养护主要是对危害桥梁正常使用的部分进行预防以及修缮工作。例如桥面伸缩缝装置、桥面铺装层、桥面防水设施的更换与修补,这些都属于桥梁的维修养护范畴,由此发生的费用计为桥梁每年的维修养护费用。同时桥梁营运一段时间后还要对其进行一定程度的大修,对存在病害的部位、构件进行补强、维修,以保证其后相当长时间内桥梁正常营运。
4 结束语
综上所述,桥梁的检测有效程度直接影响到后续加固工序实施有效性,因此对桥梁的加固首先应保障检测结果准确性,并将结果按维修保养差异性分类。加固方案的制定不仅需要保障桥梁日后使用安全性,还需要考虑到经济成本,在有效加固条件下尽可能减少不必要经济支出。总之,相关研究人员还需加大投入力度,根据桥梁实际状况制定出针对性经济方案,提升检测与加固有效性。
参考文献
[1]杨勐.桥梁检测与加固技术应用[J].江苏商报·建筑界,2013(17).
[2]侯杰.混凝土桥梁检测与加固技术的应用[J].科技资讯,2013(07).
[3]韩华.关于高速公路桥梁检测与维修加固的探讨[J].商品与质量:学术观察,2012(08).
[4]韩兆存.桥梁的检测与加固技术研究[J].工程建设与设计,2012(09).
[5]高明永,田伟平,王栋.高速公路桥梁检测分析评价与维修加固措施[J].交通企业管理,2012(01).