雙曲拱橋外觀檢測(cè)及分析

孫鳳祥,湯兆新

(1.中鐵大橋局五公司;2.懷通高速公路建設(shè)開發(fā)有限公司)

1 工程概況

柏梓大橋位于重慶市潼南縣境內(nèi),柏梓鎮(zhèn)與文明鄉(xiāng)之間交通線上。橋位跨越河流,橋軸線與河流向交角為 90°。水泥混凝土橋面鋪裝,橋梁主橋?yàn)?3×40m空腹式雙曲拱,另外文明鄉(xiāng)側(cè)引橋?yàn)?3×3m實(shí)腹拱,橋梁總長(zhǎng) 156.1m,橋面寬 9.7m,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量橋面布置為 1.3m(人行道)+7.1m(車行道)+1.3m(人行道)。橋梁欄桿為鋼筋混凝土鏤空護(hù)欄。橋梁上部結(jié)構(gòu)為空腹式雙曲拱,主拱單跨徑 40m,矢高 11m,橫橋向 4片拱肋由拱波和橫梁連接,主拱兩肩各有3個(gè)腹拱,腹拱跨徑 3m。橋梁下部結(jié)構(gòu)為重力式橢圓形橋墩,重力式橋臺(tái)。

2 檢測(cè)方法

2.1 橋面系

(1)橋面鋪裝:橋面鋪裝檢查主要采用目測(cè)方式進(jìn)行,并使用鋼尺、卷尺、激光測(cè)距儀等儀器。

(2)伸縮裝置:主要采用目測(cè)檢查橋梁伸縮縫的工作狀況,伸縮條老化和破損情況,伸縮縫內(nèi)沉積物及漏水現(xiàn)象;并使用鋼尺進(jìn)行測(cè)量。

(3)排水系統(tǒng):目測(cè)檢查排水系統(tǒng)的堵塞、缺損等情況及橋面積水情況;使用鋼尺、卷尺及激光測(cè)距儀等儀器。

(4)橋梁欄桿:目測(cè)檢查欄桿的缺損、裂縫或脫落;使用鋼尺、卷尺及激光測(cè)距儀等儀器。

2.2 上部結(jié)構(gòu)

檢查主梁蜂窩、麻面、破損、裂縫等缺陷,采用鋼尺、卷尺及激光測(cè)距儀等儀器;采用非金屬超聲檢測(cè)分析儀檢測(cè)裂縫的深度;采用裂縫讀數(shù)儀檢測(cè)裂縫寬度;采用回彈儀檢測(cè)混凝土強(qiáng)度;采用碳化深度尺檢測(cè)混凝土的碳化深度;采用鋼筋位置測(cè)定儀探測(cè)主梁的鋼筋保護(hù)層厚度及布置情況。

2.3 下部結(jié)構(gòu)

橋墩、臺(tái):采用目測(cè)混凝土裂縫、混凝土破損、露筋等缺陷,采用鋼尺、卷尺及激光測(cè)距儀等儀器確定其位置和尺寸;對(duì)裂縫采用裂縫讀數(shù)儀檢測(cè)裂縫寬度,對(duì)較寬典型裂縫采用非金屬超聲檢測(cè)分析儀檢測(cè)裂縫的深度;采用回彈儀檢測(cè)混凝土強(qiáng)度;采用碳化深度尺檢測(cè)混凝土的碳化深度。

3 橋面系檢測(cè)

橋面鋪裝:橋面水泥鋪裝層多處破損、網(wǎng)裂,存在縱向嚴(yán)重開裂,坑槽,橋面部分區(qū)域甚至面存在橫向貫通裂縫,人行道磨損嚴(yán)重。

排水系統(tǒng):全橋共 20個(gè)泄水孔,其中有 6個(gè)存在不同程度堵塞或淤泥。

伸縮裝置:0#伸縮縫縫內(nèi)積土、填塞小石子;1#伸縮縫縫內(nèi)積土、前后保護(hù)帶混凝土破損、碎裂、露筋,損壞非常嚴(yán)重。

橋梁欄桿:欄桿多處變形、露筋、銹蝕嚴(yán)重。

4 上部結(jié)構(gòu)檢測(cè)

該橋上部結(jié)構(gòu)為雙曲拱。拱肋橫梁端露板、銹蝕,拱肋長(zhǎng)有雜草、苔蘚;拱跨內(nèi)有水跡、泛堿現(xiàn)象;與橋臺(tái)連接點(diǎn)的橫墻有多處混凝土破損現(xiàn)象;具體情況共 31處。

5 下部結(jié)構(gòu)檢測(cè)

該橋兩側(cè)橋臺(tái)表面有滲水、水跡、泛堿現(xiàn)象;橋墩完好。具體情況共 11處,詳見表 1。

表 1 下部結(jié)構(gòu)檢測(cè)結(jié)果表

6 線性測(cè)量

柏梓大橋線形測(cè)量包括橋面線形測(cè)量、拱軸線形測(cè)量、拱肋橫梁線形測(cè)量(選定 2個(gè)橋外基準(zhǔn)點(diǎn)),橋面線形測(cè)點(diǎn)均勻布置在 0#橋臺(tái)和 6#橋臺(tái)之間,橫斷面兩側(cè);受現(xiàn)場(chǎng)條件所限,拱軸線形測(cè)點(diǎn)主要布置在主拱的四分點(diǎn)處,拱肋橫梁線形測(cè)點(diǎn)主要布置在主拱的四分點(diǎn)處。

7 特殊檢查

混凝土強(qiáng)度及碳化深度檢測(cè):抽取拱、橋墩、橋臺(tái)分別布置混凝土回彈測(cè)區(qū)?；炷粱貜棞y(cè)區(qū)均為 20cm×20cm正方形,每個(gè)測(cè)區(qū)測(cè)試 16個(gè)測(cè)點(diǎn),并在每 10個(gè)回彈測(cè)區(qū)中選取 3個(gè)測(cè)區(qū)測(cè)試混凝土碳化深度。檢測(cè)結(jié)果顯示上部結(jié)構(gòu)拱肋的實(shí)測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度推定值在 50.0～60.0MPa范圍內(nèi),平均碳化深度在 0～0.5mm范圍內(nèi);墩臺(tái)實(shí)測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度推定值在 40.0～50.0MPa,平均碳化深度在 0.3～3.2mm范圍內(nèi)。

由于《回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T23-2001)適用混凝土的齡期為 14～1000d,而該橋的齡期已經(jīng)超過(guò)了規(guī)范要求,因此混凝土強(qiáng)度檢測(cè)的結(jié)果僅供參考。

鋼筋位置及混凝土保護(hù)層厚度檢測(cè):全橋總共選取 12個(gè) 0.5m×0.5m的鋼筋保護(hù)層測(cè)區(qū),分別為第一跨第一至四片拱肋 1/4跨徑處,第三跨第一至四片拱肋 1/4跨徑處,第三跨第一至四片拱肋 1/2跨徑處。采用鋼筋位置測(cè)定儀測(cè)得拱肋豎向主筋直徑為 φ16mm,滿足要求,保護(hù)層介于16～71mm,其中 10處保護(hù)層厚度滿足要求,其余 2處保護(hù)層厚度均偏小;測(cè)得橫筋直徑為φ8mm,滿足要求,保護(hù)層介于 9～77mm,其中只有 7處保護(hù)層厚度滿足要求,其余 5處保護(hù)層厚度均偏小。

8 全橋結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況評(píng)分

全橋結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況評(píng)分是采用規(guī)范《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》(JTGH11-2004)推薦的考慮橋梁各部件權(quán)重的綜合評(píng)定方法并參照規(guī)范中的其他方法,根據(jù)檢查的橋梁技術(shù)狀況記錄,對(duì)橋面系、上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)等分別進(jìn)行評(píng)估,最終得到全橋的結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況評(píng)分Dr。

表 2 全橋結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況評(píng)分

續(xù)表2

全橋結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況評(píng)分Dr計(jì)算

因此,柏梓大橋全橋結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況評(píng)分 Dr為 56.6,屬于三類橋梁(處于較差狀態(tài))。

9 建 議

根據(jù)橋梁可視部分構(gòu)件定期檢查結(jié)果,并依據(jù)《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》(JTGH11-2004)評(píng)定柏梓大橋目前橋梁技術(shù)狀況評(píng)定等級(jí)屬于三類橋梁,處于較差狀態(tài)。針對(duì)橋梁現(xiàn)有病害及橋梁技術(shù)狀況等級(jí)評(píng)定結(jié)果,并結(jié)合規(guī)范相關(guān)要求,提出以下建議。

(1)按照《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》(JTGH11-2004)要求,應(yīng)進(jìn)行特殊檢查,進(jìn)一步判明損害原因。安排專門的荷載試驗(yàn)及其他輔助試驗(yàn),確定橋梁的承載能力。

(2)在特殊檢查前應(yīng)及時(shí)進(jìn)行交通管制,如限載、限速等,加強(qiáng)對(duì)橋梁進(jìn)行日常巡查和養(yǎng)護(hù)。

(3)根據(jù)特殊檢查結(jié)果,確定養(yǎng)護(hù)對(duì)策。

(4)對(duì)上、下部結(jié)構(gòu)處裂縫部位修復(fù);拱肋空洞露筋處鋼筋除銹等,應(yīng)參照《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》相應(yīng)條文進(jìn)行處理。

(5)由于橋面破損開裂嚴(yán)重,建議重新修建橋面,建議更換伸縮縫裝置。

(6)由于附屬結(jié)構(gòu)破損嚴(yán)重,建議重新修建附屬結(jié)構(gòu)物。

[1]《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》(JTGH11-2004).

[2]《公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD61-2005).

[3]《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60-2004).

[4]《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(JTGF80/1-2004).

[5]《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD62-2004).

[6]《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ41-99).

[7]《公路舊橋承載能力鑒定方法》(試行)1988.

[8]《回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T23-2001).

[9]《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(GBJ107-87).