雙曲拱橋外觀檢測及分析

孫鳳祥,湯兆新

(1.中鐵大橋局五公司;2.懷通高速公路建設開發有限公司)

1 工程概況

柏梓大橋位于重慶市潼南縣境內,柏梓鎮與文明鄉之間交通線上。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,橋梁主橋為 3×40m空腹式雙曲拱,另外文明鄉側引橋為 3×3m實腹拱,橋梁總長 156.1m,橋面寬 9.7m,現場實際測量橋面布置為 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欄。橋梁上部結構為空腹式雙曲拱,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個腹拱,腹拱跨徑 3m。橋梁下部結構為重力式橢圓形橋墩,重力式橋臺。

2 檢測方法

2.1 橋面系

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

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

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

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

2.2 上部結構

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

2.3 下部結構

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

3 橋面系檢測

橋面鋪裝:橋面水泥鋪裝層多處破損、網裂,存在縱向嚴重開裂,坑槽,橋面部分區域甚至面存在橫向貫通裂縫,人行道磨損嚴重。

排水系統:全橋共 20個泄水孔,其中有 6個存在不同程度堵塞或淤泥。

伸縮裝置:0#伸縮縫縫內積土、填塞小石子;1#伸縮縫縫內積土、前后保護帶混凝土破損、碎裂、露筋,損壞非常嚴重。

橋梁欄桿:欄桿多處變形、露筋、銹蝕嚴重。

4 上部結構檢測

該橋上部結構為雙曲拱。拱肋橫梁端露板、銹蝕,拱肋長有雜草、苔蘚;拱跨內有水跡、泛堿現象;與橋臺連接點的橫墻有多處混凝土破損現象;具體情況共 31處。

5 下部結構檢測

該橋兩側橋臺表面有滲水、水跡、泛堿現象;橋墩完好。具體情況共 11處,詳見表 1。

表 1 下部結構檢測結果表

6 線性測量

柏梓大橋線形測量包括橋面線形測量、拱軸線形測量、拱肋橫梁線形測量(選定 2個橋外基準點),橋面線形測點均勻布置在 0#橋臺和 6#橋臺之間,橫斷面兩側;受現場條件所限,拱軸線形測點主要布置在主拱的四分點處,拱肋橫梁線形測點主要布置在主拱的四分點處。

7 特殊檢查

混凝土強度及碳化深度檢測:抽取拱、橋墩、橋臺分別布置混凝土回彈測區。混凝土回彈測區均為 20cm×20cm正方形,每個測區測試 16個測點,并在每 10個回彈測區中選取 3個測區測試混凝土碳化深度。檢測結果顯示上部結構拱肋的實測混凝土抗壓強度推定值在 50.0～60.0MPa范圍內,平均碳化深度在 0～0.5mm范圍內;墩臺實測混凝土抗壓強度推定值在 40.0～50.0MPa,平均碳化深度在 0.3～3.2mm范圍內。

由于《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》(JGJ/T23-2001)適用混凝土的齡期為 14～1000d,而該橋的齡期已經超過了規范要求,因此混凝土強度檢測的結果僅供參考。

鋼筋位置及混凝土保護層厚度檢測:全橋總共選取 12個 0.5m×0.5m的鋼筋保護層測區,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。采用鋼筋位置測定儀測得拱肋豎向主筋直徑為 φ16mm,滿足要求,保護層介于16～71mm,其中 10處保護層厚度滿足要求,其余 2處保護層厚度均偏小;測得橫筋直徑為φ8mm,滿足要求,保護層介于 9～77mm,其中只有 7處保護層厚度滿足要求,其余 5處保護層厚度均偏小。

8 全橋結構技術狀況評分

全橋結構技術狀況評分是采用規范《公路橋涵養護規范》(JTGH11-2004)推薦的考慮橋梁各部件權重的綜合評定方法并參照規范中的其他方法,根據檢查的橋梁技術狀況記錄,對橋面系、上部結構和下部結構等分別進行評估,最終得到全橋的結構技術狀況評分Dr。

表 2 全橋結構技術狀況評分

續表2

全橋結構技術狀況評分Dr計算

因此,柏梓大橋全橋結構技術狀況評分 Dr為 56.6,屬于三類橋梁(處于較差狀態)。

9 建 議

根據橋梁可視部分構件定期檢查結果,并依據《公路橋涵養護規范》(JTGH11-2004)評定柏梓大橋目前橋梁技術狀況評定等級屬于三類橋梁,處于較差狀態。針對橋梁現有病害及橋梁技術狀況等級評定結果,并結合規范相關要求,提出以下建議。

(1)按照《公路橋涵養護規范》(JTGH11-2004)要求,應進行特殊檢查,進一步判明損害原因。安排專門的荷載試驗及其他輔助試驗,確定橋梁的承載能力。

(2)在特殊檢查前應及時進行交通管制,如限載、限速等,加強對橋梁進行日常巡查和養護。

(3)根據特殊檢查結果,確定養護對策。

(4)對上、下部結構處裂縫部位修復;拱肋空洞露筋處鋼筋除銹等,應參照《公路橋涵養護規范》相應條文進行處理。

(5)由于橋面破損開裂嚴重,建議重新修建橋面,建議更換伸縮縫裝置。

(6)由于附屬結構破損嚴重,建議重新修建附屬結構物。

[1]《公路橋涵養護規范》(JTGH11-2004).

[2]《公路圬工橋涵設計規范》(JTGD61-2005).

[3]《公路橋涵設計通用規范》(JTGD60-2004).

[4]《公路工程質量檢驗評定標準》(JTGF80/1-2004).

[5]《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(JTGD62-2004).

[6]《公路橋涵施工技術規范》(JTJ41-99).

[7]《公路舊橋承載能力鑒定方法》(試行)1988.

[8]《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》(JGJ/T23-2001).

[9]《混凝土強度檢驗評定標準》(GBJ107-87).