桥梁加固验收检测的行业现状与技术研究

一、引言

桥梁作为交通基础设施的关键组成部分，对国家的经济发展和社会稳定起着至关重要的作用。随着时间的推移，许多早期建设的桥梁逐渐进入老龄化阶段，面临着各种病害和安全隐患。据统计，截至 2023 年，我国公路桥梁总数超 57 万座，其中 11.8% 被评定为危桥，且危桥数量呈上升趋势。这些危桥不仅影响交通运输的正常运行，还可能对人民生命财产安全造成严重威胁。因此，桥梁加固工程显得尤为重要，而桥梁加固验收检测作为确保加固工程质量和桥梁安全的关键环节，其研究具有重大的现实意义。

二、桥梁加固行业现状分析

2.1 行业背景与需求驱动

2.1.1 存量桥梁老龄化问题

我国早期建设的桥梁由于设计标准低、施工技术有限以及长期的使用和环境作用，普遍存在不同程度的老化和病害。例如，一些建于上世纪六七十年代的桥梁，设计荷载标准较低，如汽-20 级以下占比大，无法满足当前日益增长的交通需求。同时，超载现象的普遍存在进一步加剧了桥梁的损伤，导致承载力不足和耐久性退化。这些问题不仅影响了桥梁的正常使用，还增加了桥梁安全事故的风险。

2.1.2 技术升级需求

传统的桥梁加固手段如粘钢、增大截面等虽然在一定程度上能够提高桥梁的承载能力，但存在施工复杂、协同性差等问题。例如，粘钢加固需要在桥梁结构表面进行大量的打磨和焊接工作，施工难度大，且容易对原有结构造成损伤。随着科技的不断进步，新型加固技术如碳纤维加固、智能监测等逐渐得到应用。碳纤维加固具有轻质、高强、耐腐蚀等优点，能够有效提高桥梁的耐久性和承载能力。智能监测技术则可以实时获取桥梁的结构状态信息，为桥梁的养护和管理提供科学依据。然而，这些新型技术在标准化方面还存在不足，需要进一步完善。

2.2 行业痛点与挑战

2.2.1 检测技术薄弱

目前，我国桥梁病害诊断主要依赖人工经验，缺乏智能化设备的支持。人工检测存在检测效率低、准确性差等问题，难以发现一些隐蔽性病害。例如，在检测桥梁内部结构损伤时，人工检测往往只能通过外观检查来判断，无法准确了解内部结构的实际情况。此外，承载力评估方法单一，未形成动态模型，无法实时反映桥梁的实际承载能力变化。在一些复杂地质条件和交通环境下，现有的检测技术难以满足桥梁安全评估的需求。

2.2.2 施工管理混乱

桥梁加固工程的设计审核不严，部分设计方案缺乏针对性和合理性。施工资质参差不齐，一些施工单位缺乏必要的技术和管理经验，导致施工质量难以保证。例如，在一些桥梁加固工程中，施工单位为了降低成本，偷工减料，使用不合格的材料，严重影响了加固工程的质量。此外，部分项目盲目套用国外技术，未充分考虑我国的实际情况，导致技术与实际工程的适配性差。

三、常见加固措施的检测技术研究

3.1 碳纤维加固技术检测

3.1.1 关键检测点

●粘结质量：粘结质量是碳纤维加固效果的关键因素之一。采用红外热成像检测空鼓率，要求空鼓面积 ⩽5% 。红外热成像技术通过检测物体表面的温度分布来发现内部缺陷。在碳纤维加固中，空鼓部位的温度与正常部位不同，通过红外热成像仪可以清晰地显示出空鼓的位置和大小。此外，还可以采用超声波检测等方法进一步验证粘结质量。

●材料性能：通过拉拔试验验证纤维布与胶粘剂的抗剪强度，对比设计值（如≥15MPa）。拉拔试验是一种常用的检测材料粘结性能的方法，通过施加拉力来测定纤维布与胶粘剂之间的抗剪强度。在试验过程中，需要严格按照相关标准和规范进行操作，确保试验结果的准确性。

3.1.2 薄弱环节

环境湿度与温度对固化过程的影响常被忽视，可能导致界面剥离风险。碳纤维加固施工需要在适宜的环境条件下进行，湿度和温度过高或过低都会影响胶粘剂的固化效果。例如，在高温高湿环境下，胶粘剂可能会出现固化过快、强度降低等问题；在低温环境下，胶粘剂的固化时间会延长，甚至可能无法完全固化。

3.2 预应力加固技术检测

3.2.1 张拉控制

采用应力波法监测钢绞线张力均匀性，偏差需 ⩽5% 。应力波法是一种基于应力波在钢绞线中传播特性的检测方法，通过测量应力波的传播时间和幅度来确定钢绞线的张力。在张拉过程中，需要实时监测钢绞线的张力变化，确保各根钢绞线的张力均匀一致。同时，还需要对张拉设备进行定期校准和维护，保证张拉精度。

3.2.2 长期性能评估

结合光纤传感技术监测预应力损失，重点关注锚固区锈蚀与管道压浆密实度。光纤传感技术具有高精度、高灵敏度、抗干扰能力强等优点，可以实时监测预应力的变化情况。在长期使用过程中，预应力会因各种因素而损失，如钢材的松弛、混凝土的收缩徐变等。通过光纤传感技术可以及时发现预应力损失情况，采取相应的措施进行调整。此外，锚固区锈蚀和管道压浆密实度也会影响预应力加固的效果，需要定期进行检测和维护。

3.3 增大截面法检测

通过超声波检测界面结合质量，裂缝宽度需 ⩽0.2mm 。超声波检测是一种常用的无损检测方法，通过测量超声波在混凝土中的传播速度和幅度来判断界面结合质量。在增大截面法加固中，新旧混凝土的协同工作能力是关键。如果界面结合质量不好，会导致新旧混凝土之间出现裂缝，影响加固效果。因此，需要对界面结合质量进行严格检测，确保裂缝宽度在允许范围内。

四、施工薄弱环节与验收检测重点

4.1 材料适配性缺陷

某桥梁采用高强度混凝土加固后，因收缩率不匹配导致界面开裂。高强度混凝土的收缩率一般比普通混凝土大，如果在加固过程中不考虑收缩率的差异，就容易导致界面开裂。这种裂缝不仅会影响桥梁的外观，还会降低桥梁的耐久性和承载能力。

4.2 结构协同性问题

4.2.1 检测方法

采用有限元模型对比加固前后动力特性（如频率变化 ⩽10% ），验证荷载传递路径有效性。有限元模型是一种基于数值计算的结构分析方法，通过建立桥梁结构的有限元模型，模拟加固前后结构的受力状态和动力特性。频率是结构动力特性的重要指标之一，频率变化可以反映结构刚度的变化。如果加固前后频率变化过大，说明结构的协同工作能力可能存在问题，需要进一步分析原因并采取相应的措施进行调整。

4.2.2 案例分析

某桥梁在加固后，通过有限元模型分析发现频率变化超过了 10% ，进一步检查发现是由于加固构件与原结构之间的连接不牢固，导致荷载传递路径不畅。针对这一问题，采取了加强连接的措施，重新进行有限元分析后，频率变化在允许范围内，结构的协同工作能力得到了有效提高。

结语

本文通过对桥梁加固行业现状的分析，明确了行业存在的痛点与挑战，如检测技术薄弱、施工管理混乱、验收标准滞后等。对常见加固措施的检测技术进行了研究，指出了各加固技术的关键检测点和薄弱环节。深入探讨了施工中的薄弱环节及验收检测重点，包括材料适配性缺陷、结构协同性问题和环境适应性不足等。同时，详细阐述了智能化检测技术的应用与展望，以及行业标准化与政策建议。研究表明，桥梁加固验收检测需突破传统技术局限，融合智能化手段与标准化体系，从材料、施工、环境多维度保障加固效果。