某普通鋼筋砼現澆連續箱梁病害檢測與評估技術

閉春華

摘要：某普通鋼筋砼現澆連續箱梁橋在建成一年后在腹板位置出現了多條結構裂縫。文章結合該橋的檢測、評估工作，從檢測流程、檢測方法、病害評估及建議等方面詳細介紹普通鋼筋砼現澆連續箱梁橋病害的評估過程，以為同類普通鋼筋砼現澆連續箱梁橋病害評估提供參考。

Abstract： A common reinforced concrete cast-in-place continuous box girder bridge has several structural cracks in the web position after one year of construction. Based on the detection and evaluation of the bridge， this paper introduces in detail the evaluation process of the common reinforced concrete cast-in-place continuous box girder bridge from the aspects of testing process， testing methods， disease assessment and recommendations， providing a reference for the evaluation of the disease of continuous cast-in-place girder bridges of ordinary reinforced concrete.

關鍵詞：橋梁;T梁;腹板;結構裂縫

Key words： bridge;T beam;web;structural crack

中圖分類號：U445.7? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2018）34-0175-02

0? 引言

某高速在通車運行兩年后，發現一座普通鋼筋砼現澆連續箱梁的腹板位置產生了多條連續性結構裂縫。這些為結構裂縫導致橋梁存在結構安全隱患，對結構承載力及耐久性有影響的病害，因此有必要進行進一步的檢測、評估與加固。

本文結合該橋的處理過程，從檢測方法、病害評估、加固方案制訂等方面詳細介紹普通鋼筋砼現澆連續箱梁橋病害的處治過程，以為同類橋梁的加固處理提供參考。

1? 預應力混凝土T梁橋病害簡介

該橋的橋型為：2×18m+3×20m普通鋼筋砼現澆連續箱梁，病害情況：距A端前3.6m～16.5m范圍，右側腹板有15條結構性裂縫，L=60cm～95cm，d=100cm～120cm，δ=0.12～0.24mm，部分裂縫延伸至梁底110cm。

2? 病害評估的思路與流程

針對上部結構在設計荷載作用下的關鍵截面的應變、位移及加載過程中的裂縫發展進行測試，對運營橋梁進行承載能力評定。

2.1 評估目的

荷載試驗結果作為對橋梁承載能力、技術狀況與工程質量進行綜合評價的主要依據之一。本次試驗的目的主要包括：①通過靜載試驗，直接了解梁體結構的實際工作狀態，判斷實際承載能力，評價其在設計使用荷載下的工作性能。②通過動載試驗，了解梁體結構的固有振動特性，評價其在使用荷載階段的動力性能。③積累數數據，為橋梁整體性能評估及日后的運營、養護及管理提供依據。

2.2 主要檢測項目

2.2.1 靜載試驗：相應試驗工況作用下，控制截面撓度測試;相應試驗工況作用下，控制截面混凝土應力測試;相應試驗工況作用下，裂縫的開展情況;加載試驗期間，其它異常情況觀測。

2.2.2 動載試驗：橋跨結構自振特性檢測，即自振頻率;測試混凝圖梁截面動應變，獲得動應變時程曲線，利用動應變獲得試驗截面沖擊系數。

3? 病害評估結果

3.1 裂縫發展趨勢評估

本次評估對2012年至2014年以來全線橋梁的結構性裂縫進行統計，分析在兩年的試運營過程中，裂縫的發展趨勢及規律，為裂縫的成因及性質分析提供參考。對比2012年和2014年的檢測結果并結合檢測分析可知，現有裂縫均為兩年試運營過程中產生。

全線箱梁均沒有開設通風孔，根據以往研究及檢測分析可知，不開設通風孔的箱梁內外溫度相差較大，這將導致箱梁在澆筑時腹板會產生一定的收縮裂縫。復檢中還發現鋼筋混凝土現澆箱梁的豎向裂縫存在一定的規律：跨越河流、溝谷的中跨箱梁存在的豎向裂縫明顯多于靠近岸邊的邊跨箱梁，對此進行分析可以發現，中跨箱梁多處于軟基地質情況，由于施工過程中滿堂支架可能發生基礎不均勻沉降，導致了箱梁腹板產生了豎向裂縫。

3.2 結構靜載試驗檢測結果

3.2.1 結構剛度

試驗荷載作用下，各控制截面的實測撓度小于計算值，撓度校驗系數介于0.39～0.98之間，低于或處于規范規定的常值范圍（0.60～1.10）。第1跨最大實測撓度增量為2.08mm，為第1跨跨徑的1/10000，第2跨最大實測撓度增量為2.01mm，為第2跨計算跨徑的1/10000，各加載工況卸載后，各控制測點的實測相對殘余變形小于檢測規范限值（20%），最大實測相對殘余變形為17.65%。靜載試驗結果表明，試驗橋跨結構剛度滿足設計要求。（表1）

3.2.2 結構強度

試驗荷載作用下，J1～J2截面的實測應力總體正常，應力校驗系數處于0.60～0.90之間，和規范規定的常值范圍（0.60～1.10）接近。最大實測混凝土拉應力增量為0.94，荷載卸除后，多數測點的實測殘余應變較小。靜載試驗結果表明，試驗橋跨測試截面的結構受力正常，結構強度滿足設計要求。（表2）

3.3 結構動載試驗檢測結果

檢測結果分析：橋梁前三階豎向彎曲自振頻率實測值分別為11.7Hz、13.1Hz、17.7Hz，與計算自振頻率的比值介于1.03～1.14之間，實測自振頻率大于計算頻率，表明結構實際剛度大于計算剛度，與靜力試驗的檢測結果相符。單車30km/h、40km/h、50km/h行車試驗，中跨跨中截面（J3）的實測應變增大系數為1.14，較設計規范取值（1+μ=1.42）偏小。行車動荷載作用下，測試截面的動力響應正常。動載試驗結果表明，試驗橋梁橋跨結構的實測自振特性以及測試截面的行車動力響應正常。（表3、表4）

4? 結論與建議

4.1 普通鋼筋砼現澆連續箱梁裂縫成因分析

結合普通鋼筋砼現澆連續箱梁裂縫形態、荷載試驗結果，分析梁體裂縫主要成因如下：

①部分箱梁底板存在縱向裂縫，有可能是在施工期間混凝土建筑完成后，施工養護不當造成。

②復檢中發現全線箱梁均沒有開設通風孔導致箱梁內外溫度相差較大，箱梁澆筑完成后腹板內外收縮差以及混凝土整體收縮受鋼筋約束作用是腹板豎向裂縫持續增加與擴展的主要原因之一。

③復檢中還發現箱梁豎向裂縫存在明顯的規律：跨越河流、溝谷的中跨箱梁存在的豎向裂縫明顯多于靠近岸邊的箱梁，根據以往研究及檢測分析，中跨箱梁多處于軟基地質情況，施工過程中滿堂支架可能發生基礎不均勻沉降導致箱梁腹板產生了豎向裂縫。

4.2 評估建議

①該現澆箱梁能滿足設計荷載安全運營需要，橋梁的服務水平保持在較好狀態，但由于服役時間較長以及施工缺陷，鋼筋混凝土橋跨出現了不同程度的病害，橋梁的正常使用及耐久性有一定影響，建議對病害橋跨進行常規養護、加固處理后應加強正常運營中的養護監測工作，每年做一次定期檢查。

②箱梁縱向裂縫非結構受力性裂縫，建議對該裂縫進行封閉處理，以提高結構耐久性。

③鋼筋混凝土箱梁橋跨大部分箱梁存在箱底橫向裂縫，建議對箱梁底裂縫進行封閉處理，并加強日常觀測。針對全線箱梁開設通風孔，保證箱梁內外的溫差變化均勻。

④加強對全橋的養護工作，及時對橋面排水系統進行疏通，防止橋面積水以提高結構耐久性;對橋面鋪裝破損、開裂部位應及時修補。

參考文獻：

[1]杜世生，等.體外預應力筋加閩梁橋后抗彎極限強度的計算[J].華東公路，1991（4）：25-29.

[2]單成林.無粘結部分預應力混凝連續梁橋的配筋勾極限強度驗算習[J].東北公路，1995（1）：32-34.

[3]賈宏強.體外預應力加固梁的試驗研究[J].公路交通技術，2002（3）：46-48.

[4]雷俊卿.大跨度橋梁結構理論與應用[M].北京：北京交通大學出版社，2007.3.

[5]中華人民共和國交通運輸部.JTG/T，J22-2008，公路橋梁加固設計規范[S].

[6]張樹仁，王宗林.橋梁病害診斷與改造加固設計[M].人民交通出版社，2008.