大塘洞口分離立交老橋檢測與評定

胡偉民，賀春芳

(1.江西省交通設計研究院有限責任公司；2.江西省新余市公路管理局)

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大塘洞口分離立交老橋檢測與評定

胡偉民1，賀春芳2

(1.江西省交通設計研究院有限責任公司；2.江西省新余市公路管理局)

結合昌九高速公路上的大塘洞口分離立交的檢測實例，介紹了簡支梁橋試驗檢測方法，剖析了舊橋檢測的評定，總結了公路橋梁改造工程質量保證的經驗。

橋梁；檢測；評定；靜荷載

1 概 述

昌九路自通車運營至今，對橋梁涵洞等結構物的養護基本上以日常小修維護為主，一直未進行專項的結構物加固，在長時間的運營條件下，相當數量的構造物存在一定的損傷。隨著我國經濟社會和交通運輸事業的快速發展的運輸能力，緩解交通壓力，是我們目前亟待解決的問題，對老橋進行加固，確保橋梁的實用安全，提高老橋的實用壽命，如何進行舊橋的檢測與評定，從而全面了解橋梁整體狀況顯得尤為重要，還可以更好的為改擴建工程設計提供科學決策和依據。大塘洞口分離立交為昌九高速公路上的一座1～13 m預應力空心板結構橋梁，全橋長29.6 m，交角45°。設計荷載標準及主要技術指標：設計車輛荷載等級為汽超-20，掛-120；橋面凈寬：2×凈11.25 m；橋面橫坡為單向坡2%。該橋梁底已黏貼碳纖維布加固橋梁，碳纖維布基本完好，此橋已經過二期改造擴建,其結構和應力特點與原設計都發生了較大變化。

2 幾何形態參數檢測

2.1 橋面縱、橫向線型檢測

本次檢測采用水準儀分別對左右半幅、跨中處共3個斷面進行了量測。每個斷面分別檢測了一期工程、二期工程橋梁的防撞欄內側邊緣標高、中央分割帶內側邊緣標高共4個點，從測量結果可看出，一期工程實測橫坡1.2%～1.6%，比設計橫坡2.0%小，二期工程實測橫坡為1.8%～2.1%，與設計橫坡2.0%接近，。由于全線路面進行改造，增加鋪裝層厚度，實測標高無法與原設計圖紙標高比較。

2.2 梁底標高測量

大塘洞口分離立交采用的高程系統為假象高程系統，假設BM點高程為105.456 m, 高程基準點位于左幅九江側橋臺上，本次檢測分別對各片主梁兩支點及跨中三個斷面的下緣標高進行檢測，左右幅24片梁跨中撓度最大為59.0 mm,最小為14 mm, 基本保持原施工時的預拱值。

2.3 主體結構尺寸的量測

大塘洞口分離立交設計左右幅均采用12片空心板梁，邊板寬101 cm，中板寬100 cm，一期工程梁高50 cm，二期工程梁高55 cm,實際尺寸與設計尺寸基本符合。

3 橋梁缺損狀況檢測評定

3.1 橋面鋪裝層檢查

橋面是直接承受車輛荷載作用，并與外界環境直接接觸的結構層，其好壞直接影響到橋梁使用的舒適性與耐久性，本次檢查發現，在整個橋面鋪裝層范圍內，鋪裝層表面沒有出現較嚴重破損，鋪裝層出現一些小裂縫病害。

3.2 防撞墻及護欄檢查

防撞墻順直，棱角分明，無病害。

3.3 伸縮縫檢查

伸縮縫橡膠及型鋼無異常變形，大部分存在泥砂阻塞現象。

3.4 橋面線形，跨中撓度及排水系統檢查

橋面橫坡及縱坡總體滿足設計要求；橋面的排水系統無堵塞，排水順暢，橋底梁板有漏水痕跡，梁底有小部分侵蝕成乳白狀。

3.5 主梁混凝土病害檢查

預應力混凝土空心板梁外觀總體質量較差，板與板之間連接的鉸縫大部分已破壞，板與板之間橫向連接很弱；橋梁邊板梁被汽車撞損嚴重，邊梁箍筋存在外露，鋼筋銹蝕等現象。

3.6 墩臺及基礎的檢查及原因分析

橋臺臺帽混凝土的外觀質量較好;漿砌片石臺身及擋土墻保存完好；橋臺基礎保存完好。由于臺后主動土壓力較大導致橋臺身裂縫隆起。

3.7 支座檢查

支座檢查發現，大部分支座工作狀態不正常、位置不正確，但存在輕微變形現象；多數支座出現老化、剪切變形和滑移現象。

4 主要構件專項檢測

4.1 混凝土保護層厚度檢查

經現場采用鋼筋位置探測儀對各主要構件進行了主筋位置和混凝土保護層厚度測量，測量結果是鋼筋位置與設計基本相符。

4.2 鋼筋銹蝕檢查

本次現場檢測對主要構件，即13 m預應力空心板及臺帽采用鋼筋銹蝕測試儀進行鋼筋銹蝕電位檢測，經檢測：各檢測部位鋼筋銹蝕電位評定標度均為1，不需進行混凝土氯離子含量檢測、混凝土電阻率檢測。

4.3 碳化深度測定及混凝土強度結果

超聲回彈綜合法檢測梁混凝土強度，結果推定主梁混凝土強度為40.7 MPa，且各測區混凝土強度強度均>40 MPa，達到設計文件要求。碳化深度為1.5 ～2.0 mm；平均強度勻質系數Kbm=1.02。

5 總體技術狀況評定

該橋總體技術狀況等級評定采用《公路橋梁技術狀況評定標準》(JTG/T H21-2011)評定標準，考慮橋梁各部件權重進行總體技術狀況等級評定。

經匯總一期工程橋梁各部件總體技術狀況評分Dr=74.1,二期工程橋梁各部件總體技術狀況評分Dr=71.8,總體來看，該橋總體評為三類，一期工程狀況強于二期工程狀況，按規范要求都需要維修加固。

6 橋梁靜荷載試驗

6.1 理論分析

大塘洞口分離立交上部結構由左右兩幅橋組成，每幅橋由12片空心板梁組成，各板梁之間通過鉸縫連接。由于該橋2006年曾進行過大規模改造，現在橋面基本無裂縫，根據該橋上部結構的特點，在理論分析中用鉸接板法計算各片梁的荷載橫向分布系數比較符合實際情況，實際理論計算也考慮橋面鋪裝。

6.2 數據匯總與評定

本次靜荷載試驗試驗橋跨選擇右半幅橋跨進行，結果依據《公路橋梁承載能力試驗評定規程》要求和有關規范進行相關評定。

(1)最不利試驗數據匯總

表1 試驗荷載作用下最大應力校驗系數

注：拉應力為“+”，壓應力為“-”

表2 試驗荷載作用下最大撓度校驗系數

注：下撓為“+”，上撓為“-”。

(2)應力值和撓度值與理論計算值的比值評定

校驗系數是評定結構工作狀況、確定橋梁承載能力的一個重要指標。一般要求值不大于1，值越小結構的安全儲備越大。

由表1和表2可知：在試驗荷載作用下，最大應力校驗系數和最大撓度的校驗系數在容許范圍之內,但應力比值校驗系數最大值為0.88，撓度最大值為0.77，安全儲備不大，最好能考慮補強。

(3)實測殘余撓度值Sp與實測撓度值Stat的比值評定

從表1和表2可知，跨中控制截面的實測殘余撓度值與最大實測撓度值的比值均滿足《公路橋梁承載能力檢測評定規程》中第8.3.1條Sp/Stat20%要求。

(4)靜荷載試驗評定

通過理論分析與現場試驗數據對比，靜荷載試驗結果評定如下：

依據《公路橋梁承載能力檢測評定規程》8.3.規定，該橋承載能力符合要求，但安全儲備不大。

7 橋梁評定結論及處治意見

7.1 大橋主要缺損狀況

(1)上部結構主要缺損狀況：

①橋面鋪裝層出現一些小裂縫病害；

②全橋伸縮縫橡膠存在部分泥砂、碎屑阻塞現象。

③大橋橋面的排水系統基本工作正常，但部分排水孔局部被積土堵塞，滲水嚴重。

④預應力混凝土空心板板與板之間連接的鉸縫大部分有滲水現象；橋梁邊板梁被汽車撞損嚴重，邊梁箍筋存在外露，鋼筋銹蝕等現象；23#梁跨中貼有5mm加強鋼板。

(2)下部結構主要缺損狀況：

①片石混凝土臺身保持較好，總體無大病害；

②支座檢查發現，大部分支座工作狀態不正常、位置不正確，存在輕微變形；多數支座出現老化開裂、剪切變形和滑移現象。

7.2 大橋缺損狀況評定

橋梁第一期和第二期均評為三類(有中度缺損，尚能維持正常使用功能)，按技術規范均應該進行應進行中修。

7.3 橋梁承載能力評定結論及處理意見

橋梁出現結構性病害的各主要承重構件基于結構檢算的承載能力評定結論和靜載試驗報告及處理意見如下：

(1)13 m預應力空心板在原設計荷載等級“汽超-20，掛-120”的作用下，能夠滿足《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTJ 023-85)》(以下簡稱“85規范”)的承載能力極限狀態要求；在擴建設計荷載等級“公路—Ⅰ級”的作用下能夠滿足《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D62-2004)》(以下簡稱“04規范”)的承載能力極限狀態，但是右幅23，24#邊梁之間鉸縫過大，橫向連接沒有，存在重大安全使用功能隱患；且23#梁跨中貼有5 mm加強鋼板，建議23，24#梁換板；支座建議全橋頂升更換。

(2)下部橋臺片石混凝土結構，鑒于片石混凝土臺身保持較好，總體無大病害，建議利用。

綜上所述，該橋上部結構23，24#邊梁之間鉸縫過大，且23#梁跨中貼有5 mm加強鋼板，建議23，24#梁換板；支座建議全橋頂升更換；下部結構片石混凝土臺身保持較好，建議利用。

8 結束語

通過對該分離立交橋進行了全面的外觀檢測，結構材料的無破損檢測、橋梁原設計荷載作用下的靜荷載試驗，在設計荷載等級及改建后設計荷載等級作用下的技術等級評定，明確了舊橋梁結構的維修和改造都需要事先對結構狀況進行檢測與評價，隨著道路交通建設的發展，以及橋梁使用年齡的增長，結構老化的數量越來越多。通過本文的實例，全面介紹了老橋的檢測評定方法，同時也為舊橋的檢測與評定積累了一定的經驗。

[1] 公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D62-2004)[S]．人民交通出版社.

[2] 公路工程質量檢驗評定標準(JTG F80/1-2004)[S].人民交通出版社.

[3] 公路橋梁技術狀況評定標準(JTG/T H21-2011)[S].人民交通出版社.

[4] 公路橋梁承載能力檢測評定規程(JTG/T J21-2011)[S].人民交通出版社.

[5] 公路舊橋承載能力鑒定方法[S]．人民交通出版社.

2015-05-12

U445

C

1008-3383(2015)12-0127-02