陵沁一級路大興分離式立交橋橋梁檢測評估

張云平

1 工程概況

陵沁一級公路大興分離式立交橋位于山西省晉城市陵(川縣)沁(水縣)線西河底—西上莊段K6+043處,由于路線在此處處于挖方段,原有老路被挖斷,此分離式立交橋的修建及正常運營可方便村民通行。

大興分離式立交為單跨1-40 m剛架拱橋。橋面凈寬:凈—7 m,矢跨比:1/8。該橋由拱腿和實腹段合龍后組成主拱肋,在拱肋之間架設(shè)橫系梁,安裝預(yù)制微彎板,通過微彎板將拱肋與現(xiàn)澆橋面組成整體受力結(jié)構(gòu)。

設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn):汽車—20級,掛車—100。

橋梁各構(gòu)件主要采用以下材料:混凝土:拱片采用30號混凝土;微彎板、橫系梁、懸臂板采用 30號混凝土;橋面現(xiàn)澆30號混凝土;拱片現(xiàn)澆接頭采用35號混凝土;防撞護(hù)欄采用25號混凝土;拱座采用25號混凝土;鋼筋:主筋采用Ⅱ級鋼筋,其他鋼筋采用Ⅰ級鋼筋。

2 檢測評估及加固設(shè)計的目的

本次結(jié)構(gòu)檢測,達(dá)到以下目的:1)對剛架拱橋進(jìn)行全面科學(xué)的檢測,對結(jié)構(gòu)的強度、耐久性評估提供基礎(chǔ)資料。2)通過結(jié)構(gòu)驗算,檢驗該橋梁的承載能力,并為業(yè)主今后的橋梁養(yǎng)護(hù)工作及后續(xù)的加固設(shè)計工作提供依據(jù)。3)結(jié)合橋梁檢測與結(jié)構(gòu)驗算結(jié)論,確定該橋的加固維修方案。4)完成技術(shù)可靠、耐久適用、施工簡單的加固方案。加固后結(jié)構(gòu)能滿足原設(shè)計荷載的使用要求,并有一定的安全儲備,不增結(jié)構(gòu)自重,不對主要構(gòu)件造成損傷。

3 檢測評估、加固設(shè)計的依據(jù)及標(biāo)準(zhǔn)

3.1 檢測評估及加固設(shè)計的依據(jù)

《陵沁一級路大興分離式立交橋結(jié)構(gòu)檢測評估委托書》(2007年2月1日)。

3.2 采用規(guī)范

1)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50367-2006混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范。2)交通部部頒JTJ 001-97公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。3)交通部部頒JTJ 021-89公路橋面設(shè)計通用技術(shù)規(guī)范。4)交通部部頒JTJ 022-85公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范。5)JTJ 023-85公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計規(guī)范。6)交通部部頒JTJ 024-85公路橋涵地基及基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范。7)交通部部頒JTJ 041-2000公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范。8)交通部部頒JTG H11-2004公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范。9)交通部部頒JTJ F80/1-2004公路工程質(zhì)量檢驗評定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 參考標(biāo)準(zhǔn)

JGJ/T 23-2001回彈法評定混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程。

3.4 參考資料

中交通力公路勘察設(shè)計工程有限公司《陵沁線西河底至西上莊段一級公路第一合同段天橋施工圖》。

4 橋梁檢測內(nèi)容

1)橋梁情況初步調(diào)查。為確保橋梁現(xiàn)場檢測工作的準(zhǔn)確性,及時調(diào)整現(xiàn)場檢測的重點,我單位專業(yè)技術(shù)人員先期對大興分離式立交橋進(jìn)行了初步調(diào)查,并收集有關(guān)的資料。

2)橋梁檢測內(nèi)容。本次檢測內(nèi)容主要包括對橋梁主要承重構(gòu)件、橋梁附屬構(gòu)造缺陷檢查,包括對構(gòu)件的無損檢測及橋梁周邊環(huán)境的調(diào)查。

5 橋梁檢測結(jié)果

5.1 大興分離式立交橋主要承重構(gòu)件缺陷檢查

1)全橋主要承重構(gòu)件結(jié)構(gòu)尺寸復(fù)測。本次橋梁檢測就剛架拱橋主要承重構(gòu)件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)復(fù)測,測量的混凝土構(gòu)件尺寸滿足原設(shè)計要求,偏差量小于5 mm,滿足JTG F80/1-2004公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

2)全橋主要承重構(gòu)件外觀缺陷檢查。全橋預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量較好,構(gòu)件表面平順,構(gòu)件表面未發(fā)現(xiàn)大面積蜂窩麻面、混凝土局部粗骨料外露等,預(yù)制構(gòu)件未發(fā)現(xiàn)混凝土局部不密實。構(gòu)件接縫處外表砂漿抹面修補,砂漿表面有開裂。該橋拱片間接頭完好,僅晉城側(cè)拱肋跨中鋼板接頭處表面混凝土較松散,混凝土粉狀剝落,露出鋼板接頭及未脫木模。石砌橋臺臺身表面平順,砌縫規(guī)則整齊,未發(fā)現(xiàn)脫落。大興村側(cè)臺帽局部混凝土剝落,另一側(cè)橋臺側(cè)墻局部有開裂現(xiàn)象。主要缺陷如表1所示。

表1 橋梁主要缺陷調(diào)查表

5.2 大興分離式立交橋主要承重構(gòu)件無損檢測

5.2.1 構(gòu)件混凝土強度檢測

檢測結(jié)果證明預(yù)制構(gòu)件能達(dá)到設(shè)計要求,主要受力構(gòu)件強度如表2所示。

表2 主要混凝土構(gòu)件抗壓強度檢測表 MPa

5.2.2 混凝土碳化深度檢測

混凝土碳化降低混凝土的pH值,碳化后的混凝土pH值為8～9,這將使混凝土失去對鋼筋的保護(hù)作用,一旦碳化到鋼筋的表面,鋼筋就會因其表面的鈍化膜遭到破壞而產(chǎn)生銹蝕。所以,對大興村分離式立交橋進(jìn)行碳化深度的檢測是十分必要的。

檢測方法:酚酞試劑分析方法。

1)選擇測區(qū),放樣,電錘打孔。2)毛刷清孔。3)向孔內(nèi)噴灑1%濃度的酚酞試劑,噴灑量以孔內(nèi)表面均勻濕潤為準(zhǔn)。4)測量變色混凝土前緣至測點表面的垂直距離即混凝土碳化深度。

檢測位置及結(jié)論:選取有代表性的位置檢測混凝土碳化深度。共需拱腿處測點12個,平均碳化深度1.5 mm。

5.2.3 鋼筋位置及混凝土保護(hù)層厚度檢測

大興村分離式立交橋拱肋鋼筋保護(hù)層厚度采用磁通法檢測,應(yīng)用PROFOMETER5鋼筋雷達(dá)掃描,每一測點讀取3次穩(wěn)定讀數(shù),取其平均數(shù),準(zhǔn)確至1 mm。檢測結(jié)論表明,拱肋鋼筋按設(shè)計要求分布,大部分保護(hù)層厚度能滿足設(shè)計要求。

5.3 大興分離式立交橋橋面系檢測

1)微彎板和橋墩面鋪裝層檢測。該橋由微彎板和橋面鋪裝層共同組成橋面受力層,運營質(zhì)量差,經(jīng)檢測,主要存在以下問題:a.微彎板混凝土強度較差,實測值普遍在18 MPa～22 MPa左右。微彎板橫肋普遍開裂,15 cm～20 cm間距均布,裂縫呈U形貫通,寬度0.15 mm～0.2 mm。b.微彎板和橋面鋪裝層厚度未達(dá)到設(shè)計要求,經(jīng)NOGGIN地質(zhì)雷達(dá)掃描,實測最小板厚僅9.5 cm～14 cm,遠(yuǎn)小于設(shè)計厚度。c.橋面整體運營質(zhì)量較差,板多處輕微塌落。其中1號板已經(jīng)大面積破損,破損區(qū)域175 cm×103 cm,導(dǎo)致橋面交通中斷。d.橋面鋼筋分布不均勻,局部鋼筋間距過大。2)伸縮縫檢查。根據(jù)參考資料(中交通力公路勘察設(shè)計工程有限公司《陵沁線西河底至西上莊段一級公路天橋施工圖》)橋梁兩側(cè)設(shè)置TST伸縮縫,檢測中發(fā)現(xiàn)橋梁伸縮縫為D40型仿毛勒伸縮縫。3)防撞護(hù)欄檢查。橋梁兩側(cè)設(shè)混凝土防撞護(hù)欄,護(hù)欄整體線形適順,混凝土外觀質(zhì)量良好,僅端部有輕微破損。

表3 大興分離式立交橋綜合評定表

5.4 檢測結(jié)論

根據(jù)JTG H11-2004公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范中對運營階段公路橋梁技術(shù)狀況等級評定的有關(guān)規(guī)定,大興分離式立交橋的技術(shù)現(xiàn)狀評定結(jié)果如表3所示(總評按重要部件最差缺損狀況評定JTG H11-2004 3.5.2)。

通過對全橋各部件的檢測,較為詳實的掌握各部件的結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀和缺損狀況,再按缺損程度大小進(jìn)行評定。根據(jù)所有橋梁部件的評定結(jié)果,再對全橋進(jìn)行技術(shù)狀況評定。

[1] 王曼華,李永強,馬 科.談柳州二橋檢測評估[J].山西建筑,2009,35(16):301-302.