淺析火災后鋼筋混凝土橋梁的檢測

梁開波

（遼寧省交通規劃設計院公路養護技術研發中心，遼寧省 沈陽市 110111）

淺析火災后鋼筋混凝土橋梁的檢測

梁開波

（遼寧省交通規劃設計院公路養護技術研發中心，遼寧省 沈陽市 110111）

本文基于對鋼筋混凝土橋梁遭受火災后檢測方法的初步探討，分析了檢測橋梁火災后的技術要點，以及結合檢測結果對橋梁損傷與承載能力的評定方法。

鋼筋混凝土橋梁 火災檢測 橋梁損傷

1. 前言

物流運輸業隨快速發展的經濟而日漸發達，而在運輸中危化品所占比例較高，危化品運輸車在運輸過程中發生事故后，燃燒十分猛烈，尤其是在橋梁上發生事故時，就會對橋梁產生比較嚴重的損傷。而且在橋下堆積柴草等可燃物時，更容易導致火災，對橋梁質量產生一定的損害。在國家頒布的養護規范中有明確要求，應對遭受火災后的橋梁進行應急檢查。但還沒有規范用于檢測評定火災后的橋梁，所以本文初步總結了檢測火災后橋梁的情況。

2. 現場檢測

2.1 調查火災情況

通常都是在火災后對事故橋梁開展應急檢查，檢測人員由于不了解發生火災的詳細情況，而這對于災后準確判斷橋梁損傷程度非常重要，所以在檢測橋梁時，應向有關人員細致了解火災具體情況，以利于初步判斷橋梁損壞的程度。

2.2 檢查表觀缺損

遭受火災的鋼筋混凝土橋梁，由于直接或間接受到火灼燒的影響，混凝土通常會產生表面顏色變化、剝落裂損、露筋等缺損狀況表現，這對于構件表面判斷曾受到火災溫度及具體范圍非常關鍵，所以檢測災后橋梁過程中應對構件表面認真進行檢查并詳細記錄，及時掌握第一手資料。

2.3 檢測混凝土強度

在溫度不同的情況下，混凝土強度表現出的性狀也各不相同。混凝土從室溫緩慢升高到800℃，將經歷“力學性能降低，但變化不明顯”→“強度比常溫下略高”→“隨著力學性能降低溫度不斷升高，遞增降低速度”的過程。

通常可結合回彈法與取芯法，回彈法檢測規定對于檢測混凝土表層強度與內部質量存在差異明顯時不適合，但該方法檢測便捷高效，優勢明顯，并作為火災后檢測混凝土強度的一種最為便捷的方法，具有較強的實用性。采用回彈法對火災后混凝土強度檢測時要清洗干凈被測構件范圍內的煙熏表面，并采用砂輪將損傷表層磨平，可優先采用火災專用曲線處理有關數據。取芯法作為一種半破損的檢測方法，對構件會產生一些無法避免的損傷。應用該方法時可對構件選擇非主要受力區域或主要受力區域中的非應力控制區，盡可能將受力鋼筋避開，對于預應力鋼筋必須要避開，根據規范對取樣后樣品采用抗壓試驗方法進行檢測。

2.4 檢測鋼筋強度

在高溫條件下，隨溫度升高鋼筋抗拉強度逐漸降低，通常在溫度低于400℃時，不會發生強度明顯降低，超過400℃強度則明顯降低，溫度在600℃左右是鋼筋的變態點溫度。所以，混凝土構件內的鋼筋強度在火災后，可按照構件高溫程度根據規范對折減系數進行合理選擇，尤其是比較重要的構件，也能從構件上將鋼筋試件直接截取，但要與受力主筋避開，試件截取后可根據規范實施拉伸試驗。

3. 分析檢測結果

3.1 評估火作用

用于對構件表面最高溫度進行確定，可依照火場變形、熔化、燒損、燃燒的殘留物等推斷曾達到最高溫的構件表面及其作用范圍，也可依照缺損的構件外觀進行綜合推斷。二是確定標準當量升溫時間，該時間主要是指火災的最高溫，與采用國際標準升溫曲線中的火災試驗升高到相同溫度的所需時間相當。

比較有缺損表現構件與混凝土構件在標準耐火試驗中外觀是一種使用普遍的方法，才能獲得標準當量的升溫時間。可結合通風條件及火荷載密度推斷纖維素類物品是否曾猛烈燃燒并具有可燃性，主要用于柴草燃燒的具體情況。對于發生燃燒不猛烈的可依照構件表面溫度計算公式進行計算，主要用于火災事故比較輕微的情況。混凝土結構截面內在火災后主要根據其損傷程度判斷曾達到的溫度。實用曲線圖與標準當量升溫時間、構件表面最高溫相結合，對深度點不同的溫度場曲線進行確定。也能采集現場混凝土小樣，通過X射線或電子顯微鏡進行分析，對混凝土顯微結構進行觀測，獲得內部截面特征溫度。

3.2 折減混凝土強度

可結合回彈法與取芯法的實測結果確定混凝土強度，也能依照規范對構件內部溫度場選擇對應的折減系數。

3.3 折減鋼筋強度

可依照取樣試驗實測結果確定鋼筋強度，也能按照規范對構件內部溫度場選擇對應的折減系數。

4. 評定橋梁

4.1 評定損傷程度

主要根據調查火災及表觀缺損的具體情況評定橋梁損傷程度，通常可分為A、B、C、D四個等級。

A級為基本完好。火焰與混凝土表面沒有發生接觸，或混凝土表面沒有因輻射火焰、擴散溫度影響而產生變化；表面比較光潔并未發生龜裂。

B級為損傷輕微。火焰已與混凝土表面發生接觸；或混凝土表面受輻射火焰、擴散溫度影響而產生變化比較明顯；混凝土表面存在黑煙、輕微麻點或黑點，龜裂細小但不夠呈網狀密集；表面自由輕微損傷，本身具有完好結構。

C 級為損傷中度。火焰與混凝土表面直接接觸或高溫向混凝土表面直接擴散；為淡黑色表面，局部呈淺黃色；表面有網狀的密集龜裂產生，局部發生破損爆裂，損傷至混凝土保護層，但沒有損傷主筋。

D 級為破壞嚴重；在火焰或高溫集中區，表面具有網狀密集龜裂，爆裂現象十分明顯；并產生大面積剝落、破損的混凝土保護層，砂漿在混凝土表面手捏時可把它捏為粉末，能夠證明火災具有極高溫度，混凝土呈淺黃色表面。

4.2 判定承載能力

基于評定損傷程度對承載能力進行評定，主要采用現場檢測獲得的結構材質特性定量檢算承載能力。主要針對B、C級構件進行承載能力計算評定，根據有關規范標準，按照計算公式計算鋼筋混凝土對橋梁承載能力的極限。

5. 具體案例

以某橋梁遭受火災的具體案例說明，火災涉及近火災位置的主梁都是D級損壞嚴重程度，需要進行報廢，按照C級1#主梁檢測結果進行分析。

根據規范標準，依照構件溫度場效應，混凝土在300℃高溫后進行水冷卻采用0.7的抗壓強度折減系數；預應力鋼筋在300℃高溫后進行冷卻后采用0.95的強度折減，屈服及抗拉極限強度折減系數；混凝土彈性模量采用0.75的折減系數；預應力鋼筋粘結強度采用0.9的折減系數。該構件部分左側腹板具有爆裂破損的混凝土，外露箍筋不多，損傷至混凝土保護層，但主筋沒有發生任何損傷，其損傷程度被評定為C級。根據國家有關標準中計算矩形截面正截面抗彎承載力的公式，折減承載能力系數、彈性模量、鋼筋和混凝土強度、鋼筋與混凝土粘結強度等有關參數，能夠確定抗彎承載力在火災后損傷高達25%，斜截面抗剪承載力在火災后減少30%。

6. 總結

綜上所述，本文通過對鋼筋混凝土橋梁火災后檢測方法的初步探討，分析了檢測橋梁火災后的技術要點，以及結合檢測結果對橋梁損傷與承載能力的評定方法，對于科學合理地評定火災后鋼筋混凝土橋梁的質量具有十分重要的參考價值。

[1] 王國輝，項凱.某預應力混凝土橋梁火災損傷評估[J]，消防科學與技術，2013.8

[2] 商峻.鋼筋混凝土橋梁檢測與損傷評價[J]，科技與企業，2014.6

[3] 程實，趙靜.混凝土工程中的鋼筋腐蝕電化學檢測技術及評價[J]，科技創新與應用，2013.19

[4] 邵永軍，張宏.混凝土橋梁火災損傷檢測評估方法與應用[J]，公路交通技術，2013.5

[5] 司秀勇，王高續，施洲.鋼筋混凝土拱橋的檢測與評估研究[J]，鐵道建筑，2014.7

[6] 劉鴻雁.公路混凝土橋梁火災后的檢測與評估[J]，公路交通科技，2012.11

U45

B

1007-6344（2015）11-0272-01

梁開波（1981—），男，漢族。