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橋梁隧道(dào)火災損傷檢測及安全性評估
更新時間:2021-04-10 17:51
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1 檢測評估的目的 

對橋梁、隧道受火後進行各種檢測、試驗,查(chá)明結構受火(huǒ)災損傷的情況,並根據損傷後的材料特性、結構特點進行計算、分析,綜合評估(gū)損傷對結構的影響,評定結構的安全(quán)性。

2  檢(jiǎn)測內(nèi)容 

橋梁檢測評估的主要內容:

(1)結構曆史情況調查;

(2)火災情況調(diào)查;

(3)結(jié)構(gòu)各部(bù)件外觀特征及開裂狀況(kuàng)的檢查;

(4)構件變形檢測;

(5)構件碳化深度檢測;

(6)構件混凝(níng)土強度檢(jiǎn)測;

(7)構件表麵損傷層(céng)超聲檢測;

(8)構(gòu)件鑽孔取芯檢測(cè);

(9)預應力筋(管道)檢測;

(10)芯樣抗壓強度(dù)試驗;

(11)芯樣混凝土抗滲試驗;

(12)芯樣微觀檢測;
根據以上檢(jiǎn)測(cè)結(jié)果,對火場溫度及各過火構件的灼著(zhe)溫度、混凝土強(qiáng)度折減係數、混凝土彈(dàn)性模量及粘結強度折減係數、鋼筋強度(dù)折減係(xì)數(shù)、預應力損失程度等指標進行評定。

(13)對(duì)橋梁進行(háng)靜、動載試驗,評價結構(gòu)在等效活載作用下的承載能力及橋(qiáo)梁(liáng)的剛度狀況;

(14)結合實際檢(jiǎn)測到的材料狀況、截麵尺寸狀況、預應(yīng)力損失狀況以及靜、動載試驗結果,對橋梁的承載能力進行全麵驗算,對現狀橋梁的安全性進行評定,並提出有針對性的處理建議、加固(gù)方法和實施注意事項。

隧道檢測評估的主要內容:

(1)火災前隧道狀況調查。

(2)火災現場初步調查。

(3)結(jié)構安全性(xìng)初步鑒定。對火損嚴重的區域的襯砌結(jié)構進行初步安全鑒定。

(4)火災場景初步判斷(duàn) (最高溫度、持續時間)。

(5)檢測分析未火損區(qū)域襯砌混凝土的數據。

(6)表麵特征觀測法評估受火溫度。根據襯砌混凝土表麵顏(yán)色、裂紋、爆裂疏鬆、小錘敲(qiāo)擊等觀(guān)測(cè)手段快速推(tuī)定火損區域受火溫度,初步得到(dào)火災溫度場分布。

(7)回彈法檢測混凝土強度損失和評估受火溫度。

(8)鑽芯取(小)樣法檢測混凝(níng)土強度損失和評估受火溫度。

(9)超聲法檢測混凝土強度損失(shī)、火損深度和評(píng)估受火溫度。

(10)雷達法檢測混凝土襯砌的密實度。

(11)綜合分析各(gè)方(fāng)法的(de)檢測結果,給出火損襯砌混凝土的強度損失、損傷深度和受火溫度的(de)結論。

(12)根據檢測結果綜合(hé)評定不同火損區域襯砌結構的受損(sǔn)程度。作(zuò)出災後檢測評估報(bào)告。

3  檢測方法

3.1  橋梁

現場(chǎng)檢測項目中,構件(jiàn)碳(tàn)化深度檢測、構件變形檢(jiǎn)測等方(fāng)法同常規檢測方法相同。但(dàn)超聲檢測、構件混(hún)凝土強度檢(jiǎn)測、取芯檢(jiǎn)測的基(jī)本要求雖然與常用方法基本一致,但根據過火後橋(qiáo)梁的特點,這些方法(fǎ)有一些值得注意的地方。

檢測區(qū)域劃分

檢測時,宜(yí)將起火(huǒ)部位的構件劃分為:

混凝(níng)土損傷區(因火災(zāi)構件混凝土(tǔ)脫落或(huò)開裂的區域);

②影響區(構件受明顯煙熏的區域)以及

③未受影響區(未見明顯煙(yān)熏區(qū)域)。

必要時分不同的區域進行對比檢測或取樣分析。

(2)橋梁外觀檢測
    檢測橋(qiáo)麵係如鋪裝層、伸縮縫、泄水管(guǎn)、欄杆等火災後受高溫的影響程度,記錄熏黑(hēi)的麵積、出現破損、坑槽、縱向或橫向裂縫的麵積(jī)、長度、位置等,使用鋼尺、卷尺、激光測距儀等儀器;
檢查梁體被火灼燒後破損程度(dù),檢查梁(liáng)體的裂縫並判明裂縫(féng)的性質;支座:對各墩柱支座的被火灼燒碳化、變形等情(qíng)況進行檢查;
蓋梁:檢查蓋梁被火灼燒的破損(sǔn)程度,檢查裂縫及露筋現象。 橋墩:檢測(cè)橋墩柱被(bèi)火灼燒的破損程度,檢測混凝土強度(dù)、墩柱身的裂縫(féng)、露筋現象等。

(3)構(gòu)件混凝土(tǔ)強(qiáng)度檢測
    構件混凝土強度檢測可采用回彈法結合(hé)鑽芯法進行。采用回彈法對(duì)比檢測混凝土剝落(luò)區(qū)、影(yǐng)響區及未受影響區域的混凝土強(qiáng)度,推定因火災引起(qǐ)的混凝土質(zhì)量(liàng)衰退區(qū)域。回彈法檢測(cè)混凝土強度技術規程JGJ/T23一2001規定回(huí)彈法(fǎ)不適用(yòng)於表層與內部質(zhì)量有明顯差異或內部存在缺陷的混凝土結構或構件的檢測,同樣該規程不適(shì)用(yòng)於火災後混凝土的檢測。但該法(fǎ)的原理完全可以借鑒,遭受火災的混凝土表麵的硬度是能夠反映其遭受火災損傷的(de)程度的。

(4)混凝土強度取芯檢測及芯樣微(wēi)觀分析
    宜分別在混(hún)凝土剝(bāo)落區及周邊影(yǐng)響區選擇若幹位置取芯,與回彈法檢測混凝土強度進行互相驗證(zhèng)。取芯前(qián),先量測取(qǔ)樣點混(hún)凝土表麵與(yǔ)未剝(bāo)落(luò)區混凝(níng)土表麵(miàn)的距離,然(rán)後鑽孔(kǒng)取樣。混凝土芯樣應在取樣後馬上(shàng)進行幹燥並迅速送至實驗室進行抗壓強度和微觀(guān)分析(xī)。

(5)混凝土芯樣抗滲性檢測
    每個芯樣截取成3塊(kuài)試樣,,每個試樣直徑100mm、高度50mm,進行氯(lǜ)離子滲透係數試(shì)驗,將每個芯樣(yàng)按外、中、內三部分測試的數據取平均數。

(6)混凝土(tǔ)損傷層超聲(shēng)檢測
    超聲法檢測混凝土損傷層時,在火災(zāi)主要影響區表麵及混凝土剝落區域(yù)選擇(zé)若幹區域,將表麵打磨平整。然後(hòu)發射探頭固定始終不動,將(jiāng)接收探頭沿一直(zhí)線距發

(7)預應力(lì)筋(管道)檢(jiǎn)測 取芯時,采用小直徑鑽頭從T梁外壁鑽至預(yù)應力筋管道,對預(yù)應力管道下方混凝土(tǔ)、預應(yīng)力管道及管道內漿體分別取樣進行分(fèn)析。
    通過對預應力管道下方混凝土、預(yù)應力管道及管道內漿體分別取樣分析(xī)有(yǒu)助於(yú)評(píng)估(gū)預應力筋(管道)受損狀況。根據檢測經驗,混凝土與管道內(nèi)漿體(tǐ)芯(xīn)樣顏色無異常;預應力筋管道芯樣完整,外壁光滑,仍可見整齊(qí)的模具壓痕時,可以認為火災對鋼絞線的(de)影響可不考慮(lǜ),但不能判(pàn)定火(huǒ)災是否引起了T梁預應力損失及其影響程度。如要判定火災是否引起了箱梁預應力損失,最好的方法還是進行荷載試驗。

(8)芯樣微觀檢測 對構件(jiàn)芯(xīn)樣,首先進行(háng)外觀檢查和抗壓(yā)強度試驗,然後對芯(xīn)樣采用X 衍(yǎn)射(shè)和掃描電鏡等(děng)方法(fǎ)進行微觀檢(jiǎn)測(cè),以分析芯樣的過火特(tè)征(zhēng)溫度。

(9)混凝(níng)土保護層(céng)厚度測試
    檢測(cè)采用鋼筋位置探測儀進行,檢測方法(fǎ)為電磁法。其基(jī)本原理為電磁感應(yīng)。當探頭探測麵靠近鋼筋或其他鐵磁物質時,探頭(tóu)輸出的電信號增加,該信(xìn)號被放大及補償處理後,由探測儀直接顯示檢(jiǎn)測結果。

(10)構(gòu)件混凝土力(lì)學與材料性能評估
    構件混凝土力學與材(cái)料性能評估包括混凝土強度折減係數評定、混凝土彈性模量折減係(xì)數評(píng)定、混凝土粘結強度折(shé)減係數評定、鋼筋(jīn)強度折減係數評定等方麵。
構件混凝土力學與材料性能評(píng)估在構件火災溫度場評定的基礎上進行。根據構件表麵及內部(bù)過火時的溫度場,可參考(kǎo)相(xiàng)關文獻評定構件混凝土力學與材料性能。

(11)靜載(zǎi)試驗
    根據理論計算結果對梁體主要受力部位進行靜載測試(shì)。采用(yòng)試驗加載車等效加載,使各主控位置達到(dào)設計荷載標準(zhǔn)規定的檢驗(yàn)荷(hé)載所產生的內力或應力,並測試 。

(12)動載試驗
    測試該橋在大(dà)地脈動(dòng)下的結構自(zì)振特性,以及車輛荷載(zǎi)作用下的動力特性。通過動載試驗分析該橋結構的自振特性(自振頻(pín)率、阻尼比、振型)、判斷其總體結構剛度和動態特性。

(13)橋(qiáo)梁複核計算
    通過有限元程序進行計算分析,采用實測各種數據及靜載試驗、動載試驗(yàn)對橋(qiáo)梁工作特性的檢驗,對(duì)橋梁(liáng)進行複核計算(suàn),分析其承載能力能否滿足設計荷載的要求。

3.2  隧道(dào)檢測

(1)火(huǒ)災前隧道狀況調查。這方麵(miàn)的調(diào)查應在評估檢測人員進入火災現場之前(qián)展開,應當收集(jí)隧道的存檔資料和運營記錄,包括調查隧道圍岩的水文地質(zhì)狀況、詳細的設計圖紙、設備情況、設備運行記錄、通風狀況、車輛運行情況和位置等。

(2)火災現場初步調(diào)查。主要(yào)包括:起火的時間、起火點位置、起火原因初步判斷、火的走向、主要(yào)燃燒物、火災持續時間、火(huǒ)災的燃燒程度、滅火方式、災後殘留物狀態、過火區域、火災時通風狀況等(děng)。

(3)火損區(qū)域劃分。這一步驟應與火災現場初步調查同時進(jìn)行。觀察記錄襯砌結構表麵的損壞狀(zhuàng)況,包括混凝(níng)土顏色、裂紋裂縫、爆(bào)裂剝落、疏鬆、鋼筋外露、結構變形以(yǐ)及小錘敲(qiāo)擊現象等。運用前述表麵特征觀測法、火損簡(jiǎn)單分級表,結合火(huǒ)損現象記錄,劃分火損區域。

(4)結構安全性初步鑒定(dìng)。對(duì)火損嚴重(chóng)的區域的(de)襯砌結(jié)構進(jìn)行初步安全鑒(jiàn)定(dìng),判別其是否仍處於破壞變形階(jiē)段,初步(bù)估計(jì)火損結構抗力能否滿(mǎn)足承載力要求,是否會發生大塊混凝土掉(diào)落甚至(zhì)結構坍塌,作出是否暫時封閉現場以確保人(rén)員安全的決定。如能確認現場人員的安全有保障後,可對災後現場進行詳細勘(kān)查。

(5)火災場景初步判斷。根據起火時間、起火位置、起火時(shí)隧道(dào)運營狀況以及災後殘留物狀態確定火災原因、持續時間和蔓延機理等,根據燃燒物情況計算火災載荷,判斷初步的火災場(chǎng)景(最高溫度、持續時間)。

(6)檢測分析未火損區域襯砌混凝土的數據。隧道一(yī)般較長且其結構一般采用(yòng)同一類型(xíng)的混凝土。發生火災後,很容易找到與火損區(qū)域混凝土類型一致(zhì)、工作狀態相同(tóng)的原型(xíng)混凝土。對未火損區域的原型混(hún)凝土(tǔ)進行回彈、鑽芯取(qǔ)樣、超聲、密度等試驗,統計分析這些常溫(wēn)混凝土的檢測數據,作為火損襯砌混凝土的相關檢測試驗的對比基礎數(shù)據。這樣,在(zài)火損區域(yù)的相關檢測評估時,采(cǎi)用(yòng)檢測比值與檢測目標的關係進行評估判斷,可以避免或減小其他(tā)複雜因素對檢測結果的影響。

(7)表麵特征觀測法評估(gū)受火溫度。根據襯砌混凝土表麵顏色、裂紋、爆裂疏(shū)鬆、小錘敲擊等觀測手段快速推定火損區域受火溫度,初(chū)步(bù)得到火災溫度場分(fèn)布。

(8)回彈(dàn)法檢測混凝土強度損失和評估受火溫度。根據火損區域劃分和火災(zāi)場景的初步判斷,確定合理的回彈測試點分布,進行回彈法檢測。根據試驗歸納(nà)的火損混凝土表麵硬度與回彈值的關係、回彈(dàn)值(回(huí)彈比)與強度(dù)損失(強度(dù)比)的直接關係、回彈值(回彈比)與受火溫度的間接關係,對檢測數據進行分析(xī),判斷火損區域襯砌混凝土的強度損失,推定各部位最(zuì)高受火溫度。

(9)鑽芯取(小)樣法檢測混(hún)凝(níng)土強(qiáng)度損失和評(píng)估受火溫度。根據(jù)火災損傷現(xiàn)場情況和襯砌結(jié)構體係受(shòu)力特征,確定合理的芯樣鑽取點分布圖,采用專門的鑽芯(xīn)機鑽取圓柱形(xíng)芯樣,適(shì)當加工後在試驗機上(shàng)測定火損後殘餘抗壓強度,並通過強度(強度比)與受火(huǒ)溫度的關係,推斷芯(xīn)樣鑽取點處的最高受火溫度。

(10)超聲法檢測混凝土強度損失、火損深度(dù)和評估受火溫度。選擇能反映火損規律的測試(shì)點以及鑽芯取樣法鑽取的芯樣,根據試驗歸納的超(chāo)聲波速(聲速比)與強度(強度比(bǐ))、受火溫度的關係,采用對(duì)測法檢(jiǎn)測(cè)襯砌混凝土的強度損(sǔn)失和評估受火溫度。利用超聲法的(de)損傷層檢測原理,采用平測法檢測代表部位的混(hún)凝土火損深度。

(11)雷達法探(tàn)測混凝土襯砌的密實度。

(12)綜合分析各(gè)方法的檢測結果,給出火損襯砌混凝(níng)土的強(qiáng)度損失、損傷深度(dù)和受火溫度的結論。

(13)根據檢測結果綜合評定不同火損區域襯砌結構的受損程度。作出災後檢(jiǎn)測評估報告

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