計楚凡
摘 要:在評價橋梁性能時,外觀檢查和無損檢測技術屬于常用的手段。本文結合連續(xù)剛構橋梁工程實例,對外觀檢查和無損檢測技術的應用進行研究,希望為相關行業(yè)提供借鑒。
關鍵詞:連續(xù)剛構橋梁;外觀檢查;無損檢測
0 引言
在混凝土大跨梁式橋中,連續(xù)剛構橋屬于重要橋型,這種橋型同時兼具T型剛構和連續(xù)梁的特點,以主梁為連續(xù)梁體,與薄壁橋墩通過固接的方式成型。目前,在評價橋梁時,常用的檢測方式以外觀檢查和無損檢測技術為主,因此,對此項課題進行研究,具有十分重要的意義。
1 橋梁工程概況
本文所研究的連續(xù)剛構橋梁工程位于南方某城市,該橋梁為雙向四車道,總長度為1.9 km,車道的寬度為12.8 m,兩側人行道的寬度為1.2 m。該橋的設計時間為1991年,開工建造時間為1994年,建成通車時間為1998年。橋梁結構由三部分組成,分別是主橋、南引橋和北引橋。其中,主橋為不對稱連續(xù)剛構,跨徑組合為65 m+125 m+180 m+110 m,橋面面層為水泥混凝土,在后續(xù)改造后加鋪了瀝青混凝土。本工程橋面還設置了4%的雙向縱坡。
2 檢測目的、依據和方法
(1)檢測目的和依據。使用先進的方法和儀器,檢查橋梁當前的情況,明確橋梁存在的質量問題,并在此基礎上描述和分析質量缺陷。本次檢測將交通部的《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》、《大跨徑混凝土橋梁試驗方法》和《超聲法檢測混凝土缺陷技術規(guī)程》作為依據,同時還需在檢測過程中,結合竣工和變更圖紙等資料。
(2)檢測方法。本次檢查所使用的方法為外觀檢查法、超聲波檢測法、鋼筋銹蝕電位檢測法和化學分析法。如下所述:第一,在進行外觀檢測時需要使用鋼尺進行測量,并使用目測方法觀察。第二,在檢查裂縫寬度時,使用裂縫測寬儀。第三,在檢測橋梁關鍵部位時,使用超聲波檢測法對裂縫深度進行檢測。第四,在測試混凝土表面自然電位和電阻率時,使用鋼筋銹蝕電位檢測儀和電阻率測試儀,最后依據測試結果,對鋼筋銹蝕情況進行準確評價。第五,通過現場取樣和化學試驗的方式,對混凝土氯離子含量加以明確[1]。
3 外觀檢查分析
(1)上部結構檢查。通過對橋梁上部結構進行檢查后得知,連續(xù)剛構橋梁部分箱梁外底板底面和箱梁內腹板存在露筋現象,漏出的鋼筋長度為約為0.03 m~0.2 m,同時,檢測人員還發(fā)現橋梁第二孔箱梁內跨中附近頂板底面存在裂縫,且長度較大,接近1 m,其最大寬度為0.1 mm,與標準相符。第二孔-第四孔之間存在多條縱向裂縫,這些裂縫的長度位于0.3 m~8.0 m之間,最大寬度為0.2 mm,在寬度上與標準相符。由此可見,連續(xù)剛構橋梁工程的病害并不嚴重,對結構安全性的影響微乎其微。
(2)支座檢查。通過外觀檢查后得知,主橋1號和5號墩采用了盆式橡膠支座,這些支座均存在程度不一的銹蝕問題,如果不及時處理,可能會影響支座鋼板的使用性能和使用壽命。
(3)下部結構檢查。薄壁箱形混凝土橋墩、鉆孔灌注樁基礎是橋梁工程的下部結構,其中,3號和4號橋墩設置了鋼筋混凝土。在外觀檢查時發(fā)現,橋梁橋墩表面出現了麻面現象,還有部分區(qū)域存在輕微的裂縫。
(4)橋面系檢查。第一,在檢查橋面外觀時,發(fā)現橋面存在一處長度為2.5 m,寬度為10 cm的坑槽。第二,橋面系部分泄水孔被堵塞,導致橋面排水能力下降。第三,人行道板內側邊緣混凝土存在破損、露筋問題。第四,兩側欄桿混凝土裝飾面開裂和剝落現象較為普遍,局部位置的混凝土嚴重破損,鋼筋外露銹蝕[2]。
4 無損檢測技術的應用和檢測結果
(1)混凝土電阻率檢測。檢測人員在檢測混凝土表面自然電位和電阻率時,使用鋼筋銹蝕電位檢測儀和電阻率測試儀,檢測結果如下所述:第一,檢測部位:主橋第3孔底板距3號墩60 m處。電阻率:13 kΩ·cm~15 kΩ·cm。鋼筋銹蝕可能性和銹蝕速度:一般。第二,檢測部位:主橋第3孔箱梁內頂板。電阻率:>20 kΩ·cm。鋼筋銹蝕可能性和銹蝕速度:較慢。第三,檢測部位:主橋第4孔箱梁內頂板。電阻率:>20 kΩ·cm。鋼筋銹蝕可能性和銹蝕速度:較慢。第四,檢測部位:主橋3-1號墩。電阻率:11 kΩ·cm~14 kΩ·cm。鋼筋銹蝕可能性和銹蝕速度:一般。第五,檢測部位:主橋4-2號墩。電阻率:12 kΩ·cm~15 kΩ·cm。鋼筋銹蝕可能性和銹蝕速度:一般。
上述檢測結果表明,主橋第3孔底板距3號墩 60 m處的電阻率低于其他檢測區(qū)域,故本區(qū)域的鋼筋銹蝕速度較快,在對比后發(fā)現,本次檢測結果與橋梁各部位實際銹蝕程度相匹配[3]。
(2)鋼筋銹蝕電位檢測。檢測方法:通過半電池電位法的使用,對鋼筋銹蝕電化學反應所引起的變化進行檢測,并依據檢測結果,對鋼筋銹蝕程度進行評價。
檢測結果:本次檢測所檢測的銹蝕部位為5處,檢測部位分別位于橋梁的上下結構,其中,上部結構的檢測點為3處,下部結構的檢測點為2處。檢測結果如下:第一,檢測部位:主橋第3孔底板距3號墩60 m處。電位水平:-304 mv
~-389 mv。鋼筋狀態(tài):銹蝕活動強度大,極易發(fā)生銹蝕,發(fā)生概率高達90%以上。第二,檢測部位:主橋第3孔箱梁內頂板。電位水平:-11 mv~-34 mv。鋼筋狀態(tài):銹蝕活動性不強。第三,檢測部位:主橋第4孔箱梁內頂板。電位水平:-40 mv~-90 mv。鋼筋狀態(tài):銹蝕活動性不強。第四,檢測部位:主橋3-1號墩。電阻率:電位水平:-34 mv~-175 mv。鋼筋狀態(tài):未發(fā)生銹蝕活動。第五,檢測部位:主橋4-2號墩。電阻率:電位水平:-5 mv~-186 mv。鋼筋狀態(tài):未發(fā)生銹蝕活動。
通過檢測結果可知,主橋第3孔底板距3號墩60 m處發(fā)生銹蝕的概率極高,與電阻率法檢測結果相吻合。
(3)氯離子含量測定。檢測方法:本次檢測通過室內化學分析法,對混凝土中氯離子含量進行檢測。
檢測結果:化學分析結果表明,橋梁工程各部位混凝土氯離子含量的百分比均低于0.15%,表明橋梁工程混凝土狀態(tài)良好,鋼筋銹蝕病害發(fā)生的概率較低。具體結果如下:第一,主橋混凝土氯離子含量:0.015%~0.131%。第二,引橋混凝土氯離子含量:0.009%~0.101%。
(4)混凝土保護層厚度檢測。檢測方法:檢測人員通過對鋼筋探測儀的使用,對混凝土中鋼筋位置進行明確。
檢測結果:本次檢測結果如下所述:第一,檢測部位:主橋第3孔底板距3號墩60 m處?;炷帘Wo層平均厚度:18 mm。設計凈保護層厚度25 mm。結果:與設計值不符。第二,檢測部位:主橋第3孔箱梁內頂板?;炷帘Wo層平均厚度:28 mm。設計凈保護層厚度25 mm。結果:符合標準。第三,檢測部位:主橋第4孔箱梁內頂板。混凝土保護層平均厚度:26 mm。設計凈保護層厚度25 mm。結果:符合標準。第四,檢測部位:主橋3-1號墩。電阻率:混凝土保護層平均厚度:51 mm。設計凈保護層厚度50 mm。結果:符合標準。第五,檢測部位:主橋4-2號墩?;炷帘Wo層平均厚度:51 mm。設計凈保護層厚度50 mm。結果:符合標準。
通過上述結果可知,主橋第3孔底板距3號墩60 m處的混凝土保護層厚度較小,需要及時加固。
(5)裂縫深度。檢測方法:在檢測橋梁裂縫深度時,所應用的方法為超聲波檢測法,通過對聲波檢測儀的使用,確定橋梁裂縫的深度。
檢測結果:主橋梁箱梁內頂面存在縱向裂縫,其最大深度為45 mm,最小深度為32 mm。主梁箱梁外部的縱向裂縫,其最大深度為46 mm,最小深度為42 mm。
(6)無損檢測結果總結。結合上述無損檢測結果可得出如下結論:第一,主橋第3孔底板距3號墩60 m處存在銹蝕現象的概率極高。第二,本次檢測部位的氯離子含量均不超過0.15%,不易誘發(fā)鋼筋銹蝕,混凝土穩(wěn)定性強。第三,主橋第3孔底板距3號墩60 m處的混凝土保護層厚度與標準不符,需要及時加固。第四,超聲波檢測結果表明,橋梁部分裂縫的厚度與保護層厚度相差不大,甚至部分裂縫的厚度已經超過保護層厚度,針對這些部位,施工單位應及時處理。
5 結論
綜上所述,本文應用外觀檢測和多種無損檢測方法,對某連續(xù)鋼構橋梁進行了技術狀況評定,結果表明,該橋梁的技術狀況較好,依據《養(yǎng)護標準》中的評估方法,認為該橋梁屬于二類橋梁,無需大規(guī)模維修改造。
參考文獻:
[1]閻玉菡,孫拴虎,李帥,等.橋梁基礎不均勻沉降對橋梁結構的影響[J].甘肅科技縱橫,2021,50(2):35-38+58.
[2]李俊.山區(qū)高烈度地震區(qū)連續(xù)剛構橋抗震設計分析[J].交通科技,2021(1):29-33.
[3]陳興權,楊峰,李培濤.某重載鐵路連續(xù)剛構橋梁體外預應力加固設計[J].廣州建筑,2021,49(1):24-28.