鋼筋混凝土T 梁橋結(jié)構(gòu)狀況評定

汪云剛

（浙江明康工程咨詢有限公司，浙江 杭州 310000）

引言

利用現(xiàn)有評定技術(shù)對現(xiàn)役老舊鋼筋混凝土梁橋的承載能力進行科學地評估，保障橋梁安全運行成為重要課題［1］。

1 工程概況

某鋼筋混凝土T 梁橋始建于1964 年，跨徑組合為5×20 m 鋼筋混凝土簡支T 梁，橋梁全長102 m，橋面凈寬7.0 m，矩形沉井基礎(chǔ)5 m×4.8 m，高度10.5 m，水泥混凝土橋面。設(shè)計荷載為汽-20 掛-100。因該橋梁建成年代久遠，且外觀病害較為嚴重。

2 橋梁病害分析

2.1 橋面系病害

2.1.1 橋面坑槽

由于橋梁年限已久，平日過往車輛較多，日常養(yǎng)護不及時，在車輛荷載沖擊作用下，橋面鋪裝層混凝土磨損，尤其以橋面連續(xù)縫及梁濕接縫位置較為明顯，另外由于橋面鋪裝直接受溫度、雨水的影響，進一步加速了破損程度的發(fā)展，造成了橋面坑槽［2］。

2.1.2 橋面縱向裂縫

T 梁間設(shè)置濕接縫及橫隔板，在長期的車輛荷載沖擊下破損失效，導致梁間橫向連接聯(lián)系減弱，在長期活載作用下，鋪裝層縱向開裂。橋面出現(xiàn)縱向裂縫，局部破損發(fā)生在梁的濕接縫附近，且局部混凝土鋪裝有明顯塌陷現(xiàn)象，病害嚴重時會存在單板受力的現(xiàn)象［3］。

2.1.3 伸縮縫破損

橋梁伸縮縫日常養(yǎng)護不及時會使其堵塞，伸縮縫是長期承受車輪的反復沖擊作用的構(gòu)件，實際運營車輛軸載大于設(shè)計軸載，車輛對錨固區(qū)及鋼構(gòu)件不斷沖擊造成錨固區(qū)破損、鋼構(gòu)件斷裂等病害。

2.1.4 欄桿破損

初步分析是由于橋梁使用年限已久，欄桿立柱混凝土產(chǎn)生裂縫后會造成鋼筋銹蝕，鋼筋銹蝕膨脹后也會使混凝土欄桿發(fā)生破損、剝落等病害。當欄桿、護欄構(gòu)件設(shè)計強度不足以抵抗機動車輛的撞擊作用時將導致局部構(gòu)件破損，再加上局部構(gòu)件存在施工質(zhì)量問題［4］。

2.2 橋梁上部結(jié)構(gòu)病害

2.2.1 梁底滲水、泛白

梁底滲水一般有兩種滲入方式：一是從墩臺位置處滲入水，然后水從梁端封頭錨固處滲入梁內(nèi)；二是主梁頂板混凝土澆筑不夠密實，橋面防水層破壞后水直接從頂板滲入梁體內(nèi)。第一種滲入方式較為常見，主要是因墩臺處滲漏水和封頭錨固處不嚴密所致。水與混凝土中的CaO 和空氣中的CO2發(fā)生化學發(fā)應(yīng)生成晶體覆蓋在梁體表面，導致梁底混凝土出現(xiàn)滲水、泛白的現(xiàn)象［5］。

2.2.2 梁底破損、露筋

由于梁底混凝土裹力不足在長期車輛重復作用下產(chǎn)生剝落，然后與空氣中化學物質(zhì)作用，由此很容易導致主梁的大面積混凝土剝落進而造成鋼筋銹蝕與梁底混凝土破損的惡性循環(huán)。

2.2.3 支座鋼板銹蝕

初步分析為支座鋼墊板防護漆脫落或未刷防銹漆，使得鋼板裸露于空氣中，再加上由墩臺伸縮縫或接縫處向下滲水，致使支座鋼板銹蝕更快速，更嚴重。

2.3 橋梁下部結(jié)構(gòu)病害

下部結(jié)構(gòu)進行了外觀檢查發(fā)現(xiàn)主要病害：橋臺裂縫；橋臺及蓋梁滲水、泛白。

2.3.1 橋臺裂縫

由于該橋跨越河水流量較大，地基基礎(chǔ)可能存在不均勻沉降，臺后填土向前擠壓，再加上繁重的交通，汽車制動及沖擊力加劇致使橋臺裂縫的出現(xiàn)。

2.3.2 橋臺及蓋梁滲水、泛白

初步分析由于橋面伸縮縫橡膠止水帶破損、泄水孔堵塞、橋面鋪裝防水能力不足等原因，導致橋面積水通過伸縮縫、墩臺接縫下滲至橋臺、橋墩，引起橋臺和蓋梁滲水、泛白。

2.4 橋梁技術(shù)狀況評定

采用《公路橋梁技術(shù)狀況評定標準》（JTG/T H21—2011）中的橋梁技術(shù)狀況評定方法對該橋外觀狀況進行了評定，評定為四類橋梁，應(yīng)進行大修或加固。

3 橋梁荷載試驗分析

3.1 荷載工況及測點布置

將本橋1#、4#跨作為試驗跨，測試斷面為各跨跨中截面的撓度及應(yīng)變值。各測點橫向布置見圖1。

圖1 測點布置

為了模擬汽車荷載的最大彎矩效應(yīng)，通過變換試驗車輛在橋面縱向位置以保證荷載效率在規(guī)定的范圍內(nèi)，試驗共分為二種工況：工況1 為1#跨跨中截面最大正彎矩對稱加載；工況2 為4#跨跨中截面最大正彎矩偏心加載，兩種工況加載布置見圖2。

圖2 加載車輛布置橫斷面/m

3.2 靜載試驗荷載效率

為了模擬最大彎矩效應(yīng)和保證試驗的有效性，本次試驗確定采用2 輛載重30 t 的汽車在本橋指定位置進行加載，通過變換在橋面縱向的位置來模擬汽車荷載等級，以保證試驗荷載效率。各工況按模擬汽-20、掛-100 荷載加載，各工況的試驗荷載效率見表1。

表1 加載試驗荷載效率計算

3.3 撓度測試分析

不同工況各測點實測撓度與理論計算值結(jié)果見表2。

表2 各測點實測撓度與理論計算值對比

從表2 可以看出：該橋在試驗荷載作用下，試驗孔主梁跨中截面的實測撓度值部分大于理論計算值，撓度校驗系數(shù)在0.96～1.06 范圍內(nèi)，說明結(jié)構(gòu)承載能力不滿足《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》（JTG/T J21—2011）要求；主梁的殘余變形均在20 %以內(nèi)，說明結(jié)構(gòu)在卸載后有一定的彈性恢復能力。

3.4 應(yīng)變測試分析

不同工況各測點實測應(yīng)變與理論計算值結(jié)果見表3。

表3 各測點實測應(yīng)變與理論計算值對比

從表3 可以看出：試驗跨的應(yīng)變校驗系數(shù)在0.86～1.05 范圍內(nèi)，超出校驗系數(shù)＜1 的《公路橋梁荷載試驗規(guī)程》（JTG/T J21-01—2015）要求，說明該橋承載能力不滿足設(shè)計要求；主梁的相對殘余應(yīng)變均在20 %以內(nèi)，說明主梁在卸載后有一定的彈性恢復能力。

4 結(jié)語

（1）對該橋外觀狀況評定為四類橋梁，應(yīng)進行大修或加固。（2）由鋼筋混凝土T 梁橋的荷載試驗分析可以得知，該橋的撓度及應(yīng)變測試數(shù)據(jù)均存在實測值大于理論計算值的情況，因此，該橋的承載能力不能滿足設(shè)計要求。（3）通過對該鋼筋混凝土T 梁橋的病害特征進行分析評定及荷載試驗驗證，可為同類型老舊鋼筋混凝土橋梁的結(jié)構(gòu)狀態(tài)評定提供依據(jù)。