1、工程概況
1.1 橋梁承重檢測概況
橋梁均為位於無錫市新吳區橋梁承載力檢測雙孔箱型框架(jià)橋,橋長均為19.20m,跨徑組合均為2×9.30m。2號橋橋麵總寬為16.80m,橋麵橫向(xiàng)布置為(wéi)2.40m(人行道)+12m(機動(dòng)車道)+2.40m(人行道),欄杆采用鋼筋混凝土欄杆;二號橋(qiáo)橋麵(miàn)總寬為26.20m,橋麵(miàn)橫向布置為2.20m(人行道)+11.75m(機動車道)+2.60m(人行道)+9.65m(機動車道),欄杆采用鋼筋(jīn)混(hún)凝土及鋼欄杆。兩座橋橋麵鋪裝均為混凝土橋麵板,設計荷載均不詳,均建成於2003年。
1.2 技術標準
由於該(gāi)兩座橋設計圖紙已無法找到(dào),根據委托方的要求,結(jié)合橋梁建造年代,推算設計荷載為汽-20。
2、橋梁承載力檢測檢測目的、範圍和內容
為了了解該兩(liǎng)座橋梁的承載能力,並為後續施工(gōng)提供技(jì)術依據,業主特委托我司對該兩橋進行檢(jiǎn)測並對橋梁承載能力進(jìn)行檢(jiǎn)算。
根據委托鑒定(dìng)要求,具體檢(jiǎn)測內(nèi)容如下:
1、對(duì)相(xiàng)關(guān)資料(liào)進行收集調查;
2、橋梁現狀調查;
3、橋梁結構(gòu)示意圖繪製;
4、橋麵線形測量;
5、橋梁結構病(bìng)害及(jí)缺陷檢查(chá);
6、混凝土碳化檢測;
7、混凝土強度檢測;
8、鋼筋保護層厚(hòu)度檢測;
9、鋼筋配置情況檢測;
10、鋼筋(jīn)鏽蝕程度檢測;
11、橋梁技術狀況(kuàng)評定;
12、橋梁承載能力檢算;
13、橋梁病害統計及分析;
14、結論及建議。
3、橋梁承載(zǎi)力檢(jiǎn)測方法
3.1 橋梁外觀檢查
橋梁外觀檢查是對結構(gòu)及其附(fù)屬設施的各構件或部位進行全麵係統的檢查,記錄所有表觀病害及缺損的部位、範圍和程度等詳細資料(liào),進行橋梁技術狀(zhuàng)況(kuàng)評定。
3.2 橋梁專項檢測
根據檢查內(nèi)容,須進行專(zhuān)項檢查的項目可(kě)歸納為:結構幾何形態、混凝土(tǔ)強度與碳化狀況、鋼筋保護層厚度及鋼筋配(pèi)置情況、鋼筋(jīn)鏽蝕狀況檢查。
3.2.1結構(gòu)幾何形態(tài)檢查方法
(1) 橋梁長度、寬度測量(liàng)
采用皮尺測量橋梁總長、行車道寬度。
(2) 橋梁上下部結(jié)構測量
采用(yòng)皮尺、紅(hóng)外線測(cè)距儀對橋梁(liáng)上下部結(jié)構的尺寸進(jìn)行測量。
(3) 橋麵線形測(cè)量
采用水(shuǐ)準儀對橋麵線形進行測量。
3.2.2混凝土強度檢測(cè)
(1)檢(jiǎn)測方法
采用回彈法檢測結(jié)構或構件混凝土強度,主要檢測儀器為回彈儀。
(2)測(cè)區及測點布置
采用回彈法檢測混(hún)凝土強度時要求混凝土檢測麵應清潔、平整(zhěng),不應有疏鬆層、浮漿、油垢、塗層以及蜂窩、麻麵。
測區布置要求滿足相應檢測規範要求,結構或構件的(de)測區應標(biāo)有清晰的編號(hào)。測點宜(yí)在測區範圍內均勻分布,相鄰兩(liǎng)測點的(de)淨距不宜小於 20mm;測點(diǎn)距外露鋼筋、預埋件的距離不宜小於 30mm,測點不應在氣孔或外露石子上,同一測點隻應彈擊一次,每一測區應記取 16 個回彈值,每一測點的回彈值讀數估讀至1。
3.2.3混凝土碳化(huà)深度檢測
(1)檢測方法
使用(yòng)酸(suān)堿(jiǎn)指示劑噴在混凝土的新鮮破損麵,根據指示劑顏色的變化,測量混凝(níng)土的碳化深度,量測值準確(què)至0.5毫米(mǐ)。
(2)檢測範(fàn)圍
檢測範圍為主要承重構件或承(chéng)重構件的主(zhǔ)要受力部位(wèi),或根據一般(bān)檢查結果有跡象表明鋼筋可能存在鏽蝕的(de)部位。
(3)測區及測點布置(zhì)
要求測區數不應小於3個,測區應均(jun1)勻布置。每一測區應布置三個測點,三個測點應呈“品”字排列。
3.2.4鋼筋保護層厚度
除(chú)了原材料質量因素以外,鋼筋混凝土結(jié)構構件的鋼筋保護層偏差直接影響到鋼筋混凝土構件的力學性能及耐久性,關係到構(gòu)築(zhù)物的(de)使用安全及使用壽命(mìng)。保護層太薄(báo)鋼筋容易過早生鏽,從而破壞構件整體性能(néng)。如果保護層過厚,則構件表麵容易出現較大的收縮裂縫和溫度裂縫,自重也相應增加(jiā),構件的有效截麵減小,承載力也隨之下降。
鋼(gāng)筋保護層厚度檢測采用混凝土鋼筋檢測儀測量主要構件的鋼筋保護層厚度。
3.2.5鋼筋配置(zhì)情況檢測
采用鋼筋(jīn)探測儀(yí)對主(zhǔ)要混凝土構件的配筋數量進行調查,個別構件鑿開混(hún)凝(níng)土保護層,采用遊標卡尺量測鋼筋直徑。
3.2.6鋼筋鏽蝕程(chéng)度檢測
利用混凝土中鋼筋鏽蝕的電化學反應引起的電位變化來測定鋼筋鏽蝕狀態。
檢測範圍:測區選擇在主要受力構件的控製(zhì)截麵。在選定的測區上布置測試網絡,網(wǎng)格間距為20cm×20cm,網格的節(jiē)點為測點,矩陣為5×7。
3.2.6橋梁技術狀況評(píng)定
根據《公路橋梁技術狀況評定標準》(JTG/T H21-2011)中第3.1條橋梁技(jì)術狀況評定方法:公路橋(qiáo)梁技術狀況評(píng)定包括橋梁構件、部(bù)件、橋麵係、上部結構、下部結構和全橋評定。公路橋梁技(jì)術狀況評定應采用分層綜合評定與5類橋梁單項控製指標相結合的方法,先對橋梁各構件進行評定(dìng),然後對橋(qiáo)梁各部件進行評定(dìng),再對(duì)橋麵係、上部結構(gòu)和(hé)下部結構分(fèn)別進行評定,最後進行橋梁總體技術狀況的評定。
3.2.7結構承載能力評定
《公路橋梁承載能力檢測評定規程》(JTG/T21-2011)1.0.4條規定:“在用橋梁應按(àn)承載能力(lì)極限狀態和正常使用極限(xiàn)狀態(tài)兩類極限狀態進行承載能力檢測評定。”
《公路橋梁承載能力檢測評定規程》(JTG/T21-2011)7.1.6條規(guī)定(dìng):“當橋(qiáo)梁結構或構件的(de)承載能力檢算係數評定標度D≥3時,應進行正常使用(yòng)極限狀態評定計算。”即對在用橋梁,當結構或構件的承載能力檢算係數評定標(biāo)度為1或2時,結構(gòu)或構件的總體技術狀況較(jiào)好,可不(bú)進行正常使用極限狀態(tài)評定計算。
《公路橋梁承載能力檢測評定規程》(JTG/T21-2011)7.1.3條規定(dìng):“配筋混凝土(tǔ)橋梁在計算橋梁結構承載能(néng)力極限狀態的抗力效應(yīng)時(shí),應根據橋梁試驗(yàn)檢測結果,采用引入承載(zǎi)能力檢算係數Z1或Z2、承載能力惡化係數。”
4、現場(chǎng)勘測情(qíng)況
根據委(wěi)托(tuō)方要求,我公司於2018年3月28日(rì)~4月5日派技術人員對該兩(liǎng)座橋進行了現場查勘、檢測,情況(kuàng)如下:
4.1 現場查勘及檢測橋(qiáo)跨
經現場查勘,目前(qián)兩座受檢橋梁均處於正常通(tōng)行狀態,後期主要通行(háng)各(gè)種工地車輛(liàng)。根據橋梁結構(gòu)特點及委托方要求,在進行初步查勘後確定本次檢測橋(qiáo)跨為兩座橋梁全部橋跨。
4.2 橋梁結構(gòu)示意圖測繪
現場(chǎng)對兩(liǎng)座受檢橋梁的結(jié)構(gòu)示意圖進行繪製。
4.2橋麵線形測量
采用水準儀對受(shòu)檢橋梁(liáng)車行(háng)道橋(qiáo)麵鋪裝(含(hán)兩端(duān)接坡各4.4m)進行縱向(xiàng)相對標高測量,根據(jù)橋麵相對標高測量結(jié)果繪製橋麵縱向線形,見圖5.3.2和圖5.3.3所示,由圖可知錫興路橋麵整體線形順暢(chàng),南側接坡處略(luè)有沉降,新(xīn)洲路橋整體線(xiàn)形順暢,無明顯突變點。
4.2外觀(guān)檢查
4.2.1一號橋外(wài)觀檢查情況
1)橋麵係
經現場查勘,該橋未設置伸縮縫、泄水孔及路燈,未見橋梁銘牌及限(xiàn)載標誌,橋麵鋪裝層局部存在露骨,南側橋(qiáo)頭接坡處存在高低差,少量緣石掉角,多處欄杆鏽脹嚴重。
2)下部結構
經現場查(chá)勘,該橋南北兩側牆體、中隔牆在腹板位置均存在(zài)明顯豎向裂縫,局部裂縫寬度超過《混凝土結構設計規範》(GB 50010-2010)中(zhōng)關於(yú)裂縫寬度的(de)限值。
4.1.2二號橋外觀檢查情況
1)橋麵係
經現場查勘,該橋未設置伸縮縫、泄水孔(kǒng)及路燈,未見橋梁銘牌及限載標誌,橋麵鋪裝層局(jú)部開裂,局部接坡後管線蓋板移位、破損明顯,局部欄杆混凝土剝落。
2)上部結構
經現場查勘,該橋頂板無橫向裂縫,東、西兩孔頂板近中隔牆處局部均存在滲水及白色結晶物析出現象,且連(lián)通於中隔牆(qiáng)體。
3)下部結(jié)構
經現場查勘(kān),該橋南(nán)北兩側牆(qiáng)體未(wèi)發現(xiàn)明顯裂縫,但中隔牆西側麵(miàn)在腹(fù)板位置均(jun1)存在1條豎向裂縫,中隔板兩側均存在(zài)兩處滲水及白色結晶物析出現象。
4.2混凝土強度及(jí)碳化深度檢測
本次調查中進行混凝土回彈測試(shì)與(yǔ)碳化深度檢查。其中(zhōng)強度檢測利用(yòng)回彈儀進行構件混凝土抗壓強度檢測,同時進行(háng)碳化深度測量,為混凝土強度的測(cè)定提供修正(zhèng)。根據測試的回彈值、混凝土碳化深度和相關規範(fàn)計算主要構件混凝土表麵的抗壓強度。檢測結果顯示,兩座受檢橋梁混凝土強度均滿足C40要(yào)求。
4.2.3鋼筋保護層檢測
現場使用鋼筋位置測定儀對兩座受檢橋梁側牆、中隔牆及頂板鋼筋保(bǎo)護層厚度進行(háng)檢測(cè)。
4.2.3鋼筋(jīn)配置情況檢測
現場采用鋼(gāng)筋探測儀對主要混凝土(tǔ)構件的配筋(jīn)情況進行調查,個別(bié)構件鑿(záo)開混凝土保(bǎo)護層,采用0-200mm遊標卡尺(chǐ)量測鋼筋直徑。
4.2.4鋼筋鏽蝕(shí)檢測
現場采用鋼筋鏽蝕儀對兩座橋梁的鋼筋鏽蝕電位進行測量。
4.2.4自(zì)振頻率檢測
兩座受檢橋梁均為箱式框架橋,整體性較好,自振頻率評定標度均取(qǔ)1。
5、橋梁總體(tǐ)技術狀況評定
根據《公路橋梁技術狀況評定標準》(JTG/T H21-2011)中4.1.4規定,對橋梁(liáng)總體的技術狀況評分。
5、橋梁結構承載能力(lì)驗算
標度D≥3時,在用(yòng)橋梁應按承(chéng)載能力極限狀態和(hé)正常使(shǐ)用極限狀態兩類極限狀態進行承載(zǎi)能力檢(jiǎn)測評定。
由(yóu)於受檢兩座橋梁均(jun1)為箱型框架橋,故可忽略(luè)軸力和剪力的影響,僅考慮彎(wān)矩作用。本次隻針對橋梁承載極限狀態下的正截麵抗彎強度(dù)進行(háng)驗算。
5.1 驗算構件選取
每座橋沿橋梁橫向各選取1m進(jìn)行驗算(suàn),采(cǎi)用有限元軟件Midas/Civil 2012版分別(bié)建立兩座橋(qiáo)沿橫(héng)向1m的有(yǒu)限元模型。
5.1 驗算荷載、材(cái)料和截麵
5.1.1 荷載參數
1)材料自重按規範取值;
2)汽車荷載:根據(jù)委托方(fāng)的要求,結合橋梁建造(zào)年代,本次按(àn)汽-20進行檢算;
3)人群(qún)荷載:本次取3kN/m2;
5.1.2 材料
混凝土強度按C40取值,鋼(gāng)筋按HRB355級計算;
5.1.3 驗算(suàn)截麵
取中(zhōng)隔牆上側頂板及近各孔跨中(zhōng)最大正彎矩(jǔ)處,鋼(gāng)筋配置及(jí)混(hún)凝(níng)土保護層厚度按實測確定。
5.2 分項檢算係數取值
根據外觀檢查、材料及鋼筋檢測、自振特性,並依(yī)據(jù)《公路橋梁承(chéng)載能力檢測評定規程》(JTG/T21-2011)對承載能力檢算係數(shù)、承載能力惡化係數、混凝土結構截麵折減係數及鋼筋(jīn)的截麵折減係數進行取值(zhí)。
6、橋(qiáo)梁病害統計及分(fèn)析
6.1一號橋病害統(tǒng)計
1)橋麵係:經現場查勘(kān),該橋未設置橋梁銘牌及限載標誌,橋(qiáo)麵鋪裝層局部存在(zài)露(lù)骨,南側橋頭接坡(pō)處存在高低差,少量緣石掉角,多(duō)處欄杆鏽脹(zhàng)嚴重。
2)上部結(jié)構:經現場查勘,該橋頂板無橫向裂縫,南、北兩孔頂板均存在通長縱向裂縫,連通兩側牆(qiáng)體,北孔頂板(bǎn)底側個別部位(wèi)存在混凝土麻麵現象。
3)下部結構:經現場查勘,該橋南北兩側牆體、中隔牆在(zài)腹(fù)板位置均(jun1)存在明顯豎向(xiàng)裂縫,局部裂縫寬度超過規範限值。
6.2二號橋病害統計
1)橋麵係:經現場查勘(kān),該橋未設置(zhì)橋梁銘牌(pái)及限載標誌(zhì),橋麵鋪(pù)裝層局部開裂,局部接坡(pō)後管線蓋板移位(wèi)、破損明顯,局部欄杆混凝土剝落。
2)上部結構:經現(xiàn)場查勘,該橋頂板無橫向裂縫,東、西(xī)兩孔頂板近中隔牆處局部均存在滲水及白色結晶物析出現象,且連(lián)通於中隔牆體。
3)下部結(jié)構:經現場查勘,該橋南北兩側牆體未發現明顯裂縫,但中隔牆西側麵在腹(fù)板位置均存在1條豎向(xiàng)裂縫,中隔板兩側均存在兩處滲水(shuǐ)及白色結晶物析出現象。
6.3主要病害分析
1)鏽脹:主(zhǔ)要是空氣中的二氧化碳與混凝土中氫氧化鈣起反應,使混凝(níng)土碳化而失去堿性保護,當外界有腐蝕物質時,就會導致鋼筋表麵而產生鏽蝕,從而脹裂(liè)混凝土保護(hù)層,造成鏽脹現象。
2)頂板縱縫及腹板豎縫:主要是由於橫向配筋較少,故(gù)往往會產生縱向收縮裂縫,且常伴有滲(shèn)水,會影響結構耐久性。
3)白色結晶物析出:主要是由於混凝土因裂縫滲水,致使混凝(níng)土內氫氧化鈣被水溶解(jiě),滲流出混凝(níng)土表麵,產生(shēng)白色結晶物(wù)。
7、結論及建議
7.1結論
通過對受檢兩座橋梁的外觀檢查(chá)、混凝土強度及碳化深度、鋼筋配置及保護層厚度的檢(jiǎn)測(cè),並根據橋梁技術狀(zhuàng)況進行(háng)承載力驗算,得出結(jié)論如下:
1)根據《公路橋梁技術狀況評定標準》(JTG/T H21-2011)對受檢橋梁的技術狀況進行評定,一號橋技術狀況評定得分為65.3分,二號橋技術狀況評定得分為65.3分,兩座橋梁均屬於三類橋(qiáo),橋梁健康(kāng)狀(zhuàng)態為有中等缺損,尚能維持正常使用功能。
2)受檢兩座橋梁混凝土強度均滿足C40等級要求,鋼筋保護層厚度基本滿足要求,碳化深度較(jiào)大,但橋梁上、下部結構內部鋼筋仍處於堿性環境中。
3)受檢兩座橋梁上部結構能夠滿足汽(qì)車-20級荷載的安全承載要求。
7.2建議
1)為保證橋梁通行安全,建議對該橋進行加固(gù)處理,加固設計及施工(gōng)應委托具(jù)備相關資質單位;
2)結合(hé)橋梁現狀,建(jiàn)議限製通行荷載,兩座橋梁總重限載均為30t,軸重限載均為14t。
3)建(jiàn)議加強日常維護,每(měi)月定期巡查(chá),每年定期安排專項檢測。
8、主要技術依據
(1)《公路橋梁技術狀況評定標準》(JTG/T H21-2011);
(2)《公路(lù)橋梁承載能力檢測評定規程》(JTG/T J21-2011);
(3)《公路鋼筋混凝土及預應力(lì)混凝土橋涵設計規範》(JTJ 023-85);
(4)《公路橋涵設計(jì)通用規範》(JTG D60-2004);
(5)《混凝土(tǔ)結構設計規範(fàn)》(GB50010-2002);
(6)《回彈(dàn)法(fǎ)檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術規程》(JGJ/T23-2011);
(7)《混凝土結構(gòu)現場檢測技術標準》(GB/T 50784-2013);
(8)《混凝土結構設計規範》(GB 50010-2010);
(9)委托方提(tí)供的相關資料。