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,在拱肋之間架設橫系梁,安裝預制微彎板,通過微彎板將拱肋與現澆橋面組成整體受力結構。

設計荷載標準:汽車—20級,掛車—100。

橋梁各構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;橋面現澆30號混凝土;拱片現澆接頭采用35號混凝土;防撞護欄采用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 檢測評估及加固設計的目的

本次結構檢測,達到以下目的:1)對剛架拱橋進行全面科學的檢測,對結構的強度、耐久性評估提供基礎資料。2)通過結構驗算,檢驗該橋梁的承載能力,并為業主今后的橋梁養護工作及后續的加固設計工作提供依據。3)結合橋梁檢測與結構驗算結論,確定該橋的加固維修方案。4)完成技術可靠、耐久適用、施工簡單的加固方案。加固后結構能滿足原設計荷載的使用要求,并有一定的安全儲備,不增結構自重,不對主要構件造成損傷。

3 檢測評估、加固設計的依據及標準

3.1 檢測評估及加固設計的依據

《陵沁一級路大興分離式立交橋結構檢測評估委托書》(2007年2月1日)。

3.2 采用規范

1)中華人民共和國國家標準GB 50367-2006混凝土結構加固設計規范。2)交通部部頒JTJ 001-97公路工程技術標準。3)交通部部頒JTJ 021-89公路橋面設計通用技術規范。4)交通部部頒JTJ 022-85公路磚石及混凝土橋涵設計規范。5)JTJ 023-85公路鋼筋混凝土及預應力混凝土設計規范。6)交通部部頒JTJ 024-85公路橋涵地基及基礎設計規范。7)交通部部頒JTJ 041-2000公路橋涵施工技術規范。8)交通部部頒JTG H11-2004公路養護技術規范。9)交通部部頒JTJ F80/1-2004公路工程質量檢驗評定技術標準。

3.3 參考標準

JGJ/T 23-2001回彈法評定混凝土抗壓強度技術規程。

3.4 參考資料

中交通力公路勘察設計工程有限公司《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 橋梁檢測內容

1)橋梁情況初步調查。為確保橋梁現場檢測工作的準確性,及時調整現場檢測的重點,我單位專業技術人員先期對大興分離式立交橋進行了初步調查,并收集有關的資料。

2)橋梁檢測內容。本次檢測內容主要包括對橋梁主要承重構件、橋梁附屬構造缺陷檢查,包括對構件的無損檢測及橋梁周邊環境的調查。

5 橋梁檢測結果

5.1 大興分離式立交橋主要承重構件缺陷檢查

1)全橋主要承重構件結構尺寸復測。本次橋梁檢測就剛架拱橋主要承重構件進行了結構復測,測量的混凝土構件尺寸滿足原設計要求,偏差量小于5 mm,滿足JTG F80/1-2004公路工程質量檢驗評定標準規定。

2)全橋主要承重構件外觀缺陷檢查。全橋預制構件質量較好,構件表面平順,構件表面未發現大面積蜂窩麻面、混凝土局部粗骨料外露等,預制構件未發現混凝土局部不密實。構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,砌縫規則整齊,未發現脫落。大興村側臺帽局部混凝土剝落,另一側橋臺側墻局部有開裂現象。主要缺陷如表1所示。

表1 橋梁主要缺陷調查表

5.2 大興分離式立交橋主要承重構件無損檢測

5.2.1 構件混凝土強度檢測

檢測結果證明預制構件能達到設計要求,主要受力構件強度如表2所示。

表2 主要混凝土構件抗壓強度檢測表 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生銹蝕。所以,對大興村分離式立交橋進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,放樣,電錘打孔。2)毛刷清孔。3)向孔內噴灑1%濃度的酚酞試劑,噴灑量以孔內表面均勻濕潤為準。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層厚度檢測

大興村分離式立交橋拱肋鋼筋保護層厚度采用磁通法檢測,應用PROFOMETER5鋼筋雷達掃描,每一測點讀取3次穩定讀數,取其平均數,準確至1 mm。檢測結論表明,拱肋鋼筋按設計要求分布,大部分保護層厚度能滿足設計要求。

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,運營質量差,經檢測,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到設計要求,經NOGGIN地質雷達掃描,實測最小板厚僅9.5 cm～14 cm,遠小于設計厚度。c.橋面整體運營質量較差,板多處輕微塌落。其中1號板已經大面積破損,破損區域175 cm×103 cm,導致橋面交通中斷。d.橋面鋼筋分布不均勻,局部鋼筋間距過大。2)伸縮縫檢查。根據參考資料(中交通力公路勘察設計工程有限公司《陵沁線西河底至西上莊段一級公路天橋施工圖》)橋梁兩側設置TST伸縮縫,檢測中發現橋梁伸縮縫為D40型仿毛勒伸縮縫。3)防撞護欄檢查。橋梁兩側設混凝土防撞護欄,護欄整體線形適順,混凝土外觀質量良好,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 檢測結論

根據JTG H11-2004公路橋涵養護規范中對運營階段公路橋梁技術狀況等級評定的有關規定,大興分離式立交橋的技術現狀評定結果如表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構現狀和缺損狀況,再按缺損程度大小進行評定。根據所有橋梁部件的評定結果,再對全橋進行技術狀況評定。

[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.