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斜拉橋橋梁檢測與評估(gū)技術
更新時間:2021-04-10 17:51
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斜(xié)拉橋因其(qí)特殊的結構形式及強大的跨(kuà)越(yuè)能力,在我國道路橋梁施工中得(dé)到了廣泛應用。隨著橋梁使用(yòng)年限的不斷增加,在多種因素作用下大量橋梁產生了結構性損傷,定期全麵檢測橋(qiáo)梁使(shǐ)用狀況,成(chéng)了當前了解橋(qiáo)梁使用情況的重要手段。為此,該文依托平頂(dǐng)山市湛河特殊(shū)結構大橋,從多角(jiǎo)度分析了(le)斜拉橋檢(jiǎn)測方法、流程等內容,並(bìng)結合(hé)多年工作經驗,提出了(le)自己的見解,以期(qī)為(wéi)此類工程(chéng)養護提供(gòng)借鑒與參考。
關鍵詞:橋梁檢(jiǎn)查(chá);特殊檢測;檢測實例
1 橋梁檢測分(fèn)類和方法(fǎ)
1.1 橋梁經常性(xìng)檢查
經常性檢(jiǎn)查是由養護單位組織進(jìn)行,應對結(jié)構變異、橋及橋區施工作業情況和橋麵係、限載(zǎi)標識、交通標識及其他附屬設施等狀況(kuàng)進行日常巡(xún)檢。經(jīng)常性(xìng)檢查應由專職橋梁養護人員或專業技術人員負責(zé)。經常性檢(jiǎn)查也叫一般檢查,以目測為主,配合簡(jiǎn)單工具量測,每月至(zhì)少進行一次,要當場(chǎng)填寫城市(shì)橋梁(liáng)經常性檢查記錄(lù)表, 登記(jì)所檢查城市橋梁(liáng)的缺損類型、估計範圍和養護工作量, 提出相應的(de)小修保養(yǎng)措施。經(jīng)常性檢查記錄應(yīng)定期整理歸檔(dàng),並提出評價意見。巡(xún)查過程中發現設施明顯損壞,影(yǐng)響車輛(liàng)和行人安全,應及時采(cǎi)取相應(yīng)維護措施, 並應(yīng)立即向上級主管部(bù)門報告。經常性檢查的目的是檢查從(cóng)外表可見的病害和缺陷等,為橋梁養護維(wéi)修提供依據。
1.2 橋梁定期檢查
橋梁定期檢測(cè)一般分為2類,即常規與結構定期(qī)檢測。其一,常規定期檢測次數為1次/年,特殊情況下,需根據(jù)橋梁運行狀況適當增(zēng)加定(dìng)期檢測次數。其二,結構(gòu)定期檢(jiǎn)測是指在指定時間段內,根據橋梁養護級別、類型進行檢測。開展橋梁定期檢測的目的在於及早發現橋梁的主(zhǔ)體結構及其附屬結構物的缺損(sǔn)狀況(kuàng),並保證他們經常處於良(liáng)好狀態。
1.3 橋梁特殊檢查
特(tè)殊檢(jiǎn)測是由相應的專業單位的專業人員,采用專門的技術(shù)手段,並輔以現(xiàn)場和實驗室測試等特殊手段對城市橋(qiáo)梁進行詳細檢測和綜合分析,對結構材料(liào)缺(quē)損狀況做出診斷,評(píng)定橋梁繼續使用的(de)安全性,提(tí)出結構及局部維修、加固或改造的建(jiàn)議方案,提(tí)出維護管理措施,根據診斷的構件材料質(zhì)量(liàng)狀況及其在結構中的實(shí)際功能,用計算分析方法評估結構承載力,當計算分析不(bú)滿足或(huò)難(nán)以確定時,用靜力荷載實驗鑒定結構承載力,用動力(lì)荷載實驗測定結構力(lì)學性能參數和振(zhèn)動參數。
2 斜(xié)拉橋檢測實例
根(gēn)據建設部(bù)《城市橋(qiáo)梁檢測和養護維修管理辦法》規定(dìng)、城市橋梁養護規範和有關橋梁檢測評估技術標準要求,結合我市實際情況,該次對平頂山市開發路湛河橋(斜拉橋)進行安全(quán)評估現場(chǎng)檢測,分析(xī)橋梁(liáng)主要承重構件體係存在的安全隱患,並詳(xiáng)細地分(fèn)析了(le)結構材料檢測和橋梁荷載試驗,為橋(qiáo)梁承載能力評定提供科學依據(jù)。
2.1 工程概況
開發路湛河橋(斜拉橋)全長205.72 m,主橋麵寬度30 m,跨徑組合20 m+20 m+88 m+72 m。上(shàng)部結構引橋為2 m×20 m預應力空心板,該主橋梁為88 m+72 m單(dān)塔單索(suǒ)麵預應(yīng)力混凝土斜拉橋,主(zhǔ)梁為現澆單箱三室懸臂端梁,采用預應力結構,設有縱(zòng)橫豎三向預應力。縱橫向(xiàng)預應力筋為(wéi)鋼絞線,豎向預應力筋為精軋螺紋鋼(gāng)筋,布置在(zài)橫隔板內,拉索采用雙排(pái)鎖,主塔兩側對稱9對,最大(dà)索(suǒ)力400 kN左右,主塔下部采用鋼筋混凝土雙(shuāng)牆(qiáng)薄壁墩,基礎(chǔ)采用鑽孔灌注樁。
2.2 外觀(guān)檢查
2.2.1 橋麵係檢查
第一跨東半幅存在大麵(miàn)積磨(mó)損、露骨,2#伸縮(suō)縫北存在坑槽(cáo),第三跨北存在縱向裂縫,長約12 m,第三跨多處存在漏筋(jīn)鏽蝕,麵積3m2;人行道磚多處存在破損缺失(shī);伸縮縫雜物堵塞需要清理。
2.2.2 上部承重構檢查
梁板底部混凝土(tǔ)存在混凝土脫落露筋及裂縫現象,引橋梁板間鉸縫混(hún)凝土(tǔ)滲水(shuǐ)堿蝕;拉(lā)索外護套收縮變位;主橋箱體(tǐ)內錨固端錨墊板、防護罩存在鏽蝕現象。
2.2.3 下部結構檢(jiǎn)查
多處蓋梁(liáng)漏筋、滲水堿蝕,2#擋塊(kuài)裂縫(féng),4#蓋梁有一處(chù)豎向裂縫。
2.3 橋梁外觀綜(zōng)合評定
采用《城市橋梁(liáng)養護技(jì)術規範》(CJJ99—2003)中的橋(qiáo)梁技術(shù)評(píng)定方法(fǎ)對該橋外觀進行評定,平頂山市開發路湛河橋Ⅰ類養(yǎng)護的(de)城市橋梁(特(tè)大(dà)橋或特殊結構的(de)橋梁),其完好狀態為合格級——橋梁結構完好或結構(gòu)構件有損傷(shāng),但不影響結構(gòu)安(ān)全。應進行保養、小修。
2.4 橋梁結構材料檢測
2.4.1 回彈法(fǎ)測試混凝(níng)土強度
混凝土(tǔ)強度采(cǎi)用回彈法(fǎ)檢測,用試劑混凝土碳化深(shēn)度測(cè)試儀測試混凝(níng)土碳化深(shēn)度,對該橋的空心板、箱梁、蓋梁、橋墩、索塔構件強度進行檢測。檢測結果見表(biǎo)1。
2.4.2 鋼筋鏽蝕檢測
對橋梁鋼筋混凝土結構鋼筋鏽蝕狀態采用(yòng)半(bàn)電(diàn)池電位試驗方法檢測,該方法(fǎ)通過測定鋼筋、混凝(níng)土與在混凝土表麵上參考電極之間(jiān)連成的係統所反(fǎn)應的電(diàn)位差來判斷鋼筋發生鏽蝕的概率。
測試結果見表2。抽取該橋梁2片空心板、1片箱梁、1個索塔、1片蓋梁、2個橋墩,各構件布(bù)置一個測(cè)區,每個測區檢測20個點。具體按照(zhào)《公路橋梁承載能力檢測評定規程(chéng)》,檢測結果表明各節點間(jiān)的電位差均在0~-200 mV,可(kě)見以上構件鋼筋沒(méi)有發生鏽(xiù)蝕現象。
2.4.3 砼保護層厚度檢測
該次(cì)檢測采用鋼筋位置測定儀確定鋼筋保護(hù)層厚(hòu)度(dù)。空心板保護層厚度平(píng)均值為43 mm~45 mm;箱(xiāng)梁保護層厚度平均值為(wéi)48 mm;蓋梁保護層(céng)厚度平均值為36 mm~40 mm;索塔保護層(céng)厚度平均值為44 mm;橋墩(dūn)保護層厚度平均值為(wéi)55 mm~58 mm。由抽檢結果評定得出混凝土保護層(céng)厚度對鋼(gāng)筋耐(nài)久性影響(xiǎng)的評定標度為1。
2.4.4 混凝(níng)土氯離子含量
混凝土(tǔ)中的氯離子可誘發並加速鋼筋鏽蝕,測量混凝土中氯離子含量可(kě)間(jiān)接評判鋼筋鏽蝕活化的可能性。混凝土中氯離子含量越高,鋼筋(jīn)發生鏽蝕的可能性越大。具體(tǐ)按(àn)照《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程(chéng)》,檢測結果表(biǎo)明混凝土結構氯離子含量(liàng)評定標度1級,誘發鋼(gāng)筋鏽(xiù)蝕的可能性很小。
2.4.5 拉索索力
拉索(suǒ)索力直接反應結構(gòu)橋梁持久狀(zhuàng)況下的內力狀態,是評價橋梁承載能力的重要(yào)指標,橋梁吊索索力采(cǎi)用振動法進行測量。測試結果表(biǎo)明,拉索索力均在±10%範圍內,滿足規範要求。
2.5 橋梁荷載試驗(yàn)
2.5.1 靜載試驗
試驗工況(kuàng)和加載車輛。根據該橋設計圖紙,該次荷載試驗采用(yòng)8輛重約35 t的三軸載重汽車加載模(mó)擬荷載汽-超20級、掛-120。試驗工況(kuàng)和試驗效率係數按照對稱加載工況和偏(piān)載加載工況進行荷載(zǎi)加載,得到(dào)各控製試驗(yàn)荷載內力,各控製截麵荷載試驗產生的效應與設計荷載產生的效(xiào)應比值,計(jì)試驗荷載效(xiào)率係數,見表3。
應變測試(shì)結果及分析。由以上應變數據可見,各個應變測點(diǎn)的效驗係數分布在0.66~0.94,校驗係數均小於1,滿足《公路橋梁承載能力檢測評定規程》(JTG/T J21—2011)規範要求,說明該(gāi)橋的結構強度滿足要求。從應變實測值與理論值結(jié)果可以看出,主要控製截麵殘餘變位不大於20%要求(qiú),結構滿足彈性工作狀態要求。
2.5.2 動載試驗
橋梁結構在動力荷載作(zuò)用下(xià)將產生震動,橋(qiáo)梁(liáng)的振動問題影響因素相當複雜。橋(qiáo)梁的動載試驗(yàn)是檢驗橋梁的動力(lì)特性,並據(jù)此對橋(qiáo)梁承載力狀況和運營狀況進行判斷的重(chóng)要手段。
該橋動(dòng)力特性測試選擇第3、4跨作為實驗(yàn)跨,分別(bié)在橋的L/4、L/2、3L/4位置處布置3個(gè)豎向(xiàng)加(jiā)速度測點(diǎn)進行模態測試(脈動實驗),經模態分(fèn)析和計(jì)算得到自振頻率、阻尼比、振型、動力衝擊係數等,分析結果見表4。
3、4跨 計算值(zhí) 測試值 0.039 0.0401.287 1.367
通(tōng)過利用放置在試(shì)驗孔橋麵(miàn)上的速度傳感器測得橋梁天然脈(mò)動信(xìn)號時域曲線,對采集到的時間(jiān)曆(lì)程圖波形進行分析得到,該橋1階豎向自振頻率測試值大於計算值表明實際結構(gòu)的整體性良好。結構的實測阻尼比0.039,實測阻尼(ní)比(bǐ)介於橋梁常見阻尼比範圍內,這說明橋跨(kuà)結構的截麵設計及(jí)質量分布較為合理,結(jié)構具(jù)有良好的振動特性能。
通過對該橋(qiáo)檢測(cè)可以看出,橋(qiáo)梁狀況狀態等級為合格(gé)級,局部有損壞但不影響橋梁安(ān)全;該橋(qiáo)橋(qiáo)梁承載能力能夠滿足汽-超20、掛-120荷載等(děng)級(jí)正常使用(yòng)要求。針對出現(xiàn)的各種病害,做出以下建議:一是橋麵(miàn)鋪(pù)裝進行加固維(wéi)修,人行道(dào)缺失彩磚進行修複及(jí)伸縮縫進行更換及維(wéi)修;二是對斜拉索錨具進行養護(hù),做好防腐措施,鋼護筒變位及鏽蝕部位進行修複;三是對箱梁、蓋梁、立柱破損(sǔn)、裂縫、鋼筋鏽蝕進行修複。
3 結語
綜上所述,隨著社會經濟的快速發展(zhǎn),我國交通運輸(shū)事(shì)業也取得了極大的成績。橋梁工程作(zuò)為公(gōng)路工程建設的重點,做好橋梁檢(jiǎn)測及評估工作(zuò)意義重大。該(gāi)文通過對斜拉橋橋梁養護和檢測,並(bìng)在橋梁養護和檢測實踐中獲得了一些新知(zhī)識,基於此,必須不斷提升斜拉橋檢測技術水平,從(cóng)而(ér)保證工程建設整體質量,推進我國公路建設事業持續、健康發(fā)展。
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