旧桥检测技术应用

第４６卷第８期　２０１０年８月　甘肃水利水电技术　

Ｇａｎｓｕ　Ｗａｔｅｒ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ　ａｎｄ　Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖｏ１．４６．Ｎｏ．８　

Ａｕｇ．，２０１０　

・设计与研究・　旧桥检测技术应用　

贾　良　（陕西铁路工程职业技术学院，陕西渭南７１４０００）　

摘要：针对桥梁结构检测工作的重要性，分别从外观缺陷检测、材料特性、结构性能状况等方面具体阐述了公路桥梁　检测技术，并且文章通过实例介绍了目前桥梁损伤综合检测方法，以期提高检测水平，保证桥梁结构安全。　关键词：公路桥梁；检测技术　中图分类号：Ｕ４４６　文献标识码：Ｂ　文章编号：２０９５—０１４４（２０１０）０８—００２４—０２　

１工程概况　岚皋路立交桥建成于１９８７年，设计荷载等级为汽车一２Ｏ　级，验算荷载为ＱＧ一１５０型平板车，人群荷载４．０　ｋＮ／ｍ！，为　一座南北走向的２４跨预应力混凝土简支梁桥，桥梁全长　５１０　ｍ，由北向南跨径组合为１０￣２０　ｍ＋３￣３０　ｍ＋ｌ１￣２０　ｍ，　其中主跨３跨为预应力混凝土简支Ｔ粱，两端引桥共２１跨，　其中北引桥１Ｏ跨，南引桥１１跨，北起第１０跨和第ｌ４跨为　变跨径预应力混凝土空心板梁，其余均为跨径２０　ｍ的预应　力混凝土空心板梁。　主跨上部结构每孔均由ｌ５片后张法预应力混凝土简支　Ｔ梁组成，梁高为１．７０　ｍ，腹板底宽为Ｏ．３６／！ｑ，相邻两片Ｔ　梁中心距为１．８０　ｍ，梁间设置５道横隔梁，支座采用板式橡　胶支座。Ｔ梁跨中截面底部布置有９束预应力钢束，每束由　２４根‘ｐ５的低碳钢丝组成，钢丝标准强度为１　６００　ＭＰａ，张　拉控制应力为１　２００　ＭＰａ，每束张拉力为５６５．５　ｋＮ，Ｔ梁混　凝土设计强度等级为５ｏｏ　，横隔梁混凝土设计强度等级为　４００＂，Ｔ梁间现浇湿接段混凝土设计强度为４０ｏ＃。　２检查和检测目的　通过对岚皋路立交桥全面检查及检测，拟达到如下目的：　（１）通过对该桥的现状进行全面、细致的检查，查明缺　陷、病害部位及其程度，分析其形成的原因，评价其对桥梁承　载能力和耐久性的影响。　（２）运用专业仪器和设备，对该桥主梁、墩台和立柱的　钢筋保护层厚度、混凝土强度、碳化深度、混凝土电阻率和钢　筋锈蚀电位进行检测，以便了解该桥结构材料的实际技术状　况。　（３）通过以上检查、检测，根据《城市桥梁养护技术规　范》（ＣＪＪ　９９—２００３）对本桥的技术状况进行全面评定，评定桥　梁目前的技术状况等级，并提出养护维修或加固建议。　３全桥外观缺陷检查及分析　３．１引桥上部结构　南北引桥共２１跨，其中北引桥１０跨，南引桥１１跨，上　部结构均采用先张法预应力混凝土空心板梁，经详细检查，　引桥上部结构外观主要缺陷汇总如下。　（１）引桥２１跨４６２片空心板梁中有１２４片梁底出现纵　向裂缝，占空心板梁总数的２６．８％，裂缝均位于空心板梁空　腔最低处，绝大多数在梁端２ｍ范围内，在总共２４７条裂缝　中，裂缝宽度在０．２　ｍｍ（含）以下的共有１８８条，占７６％，其　余裂缝宽度均超过《公路桥涵养护规范｝（ＪＴＧＨ　１１－２００４）规　定的预应力混凝土梁纵向裂缝宽度限值（０．２　ｍｍ），最大裂　缝宽度为０．４　ｍｍ，其中裂缝宽度在０．２０—０．２５　ｍｉｎ的有３１条，　占１２．６％，裂缝宽度在０。２５—０．４０　ｍｍ的有２８条，占１１．４％。　在出现裂缝的１２４片空心板梁中有ｌ９片梁底有明显渗水痕　迹或有白色结晶物析出，检查时在第３跨１　梁和第２１跨ｌ９＃　梁梁底裂缝渗水处钻‘ｐ１６孔，发现有大量水泄出，泄水时间　分别长达２０　ｒａｉｎ和３０　ｍｉｎ之久。　梁端纵向裂缝是由于预应力钢筋放张时混凝土强度尚　未达到规定的要求，使梁端混凝土纵向受压较大，横向则受　拉，当其拉应变大于当时混凝土的极限拉应变时，就会在梁　端空腔最低处一定范围内产生沿预应力钢筋方向的纵向裂　缝；梁底其他区域空腔正下方纵向裂缝除上述原因外，同时　由于空心板梁底板混凝土中钢筋较密，粗骨料不易进入空腔　最低处导致细骨料较多，此处也不易振捣，使空腔最低处混　凝土横向收缩应力较其它位置大，上述两因素导致预应力空　心板梁空腔最低处易产生纵向裂缝。部分纵缝渗水是由于空　心板梁内积水所致，梁内积水是由于梁端堵头板破损，其上　型钢伸缩缝止水带失效或桥面连续处开裂，导致桥面雨水下　渗并通过破损的堵头板进入梁空腔内。裂缝渗水并泛白是由　于水从缝隙中渗出时将混凝土中Ｃａ（ＯＨ）　带出，与空气中　ＣＯ：作用形成白色ＣａＣＯ３结晶。　梁底纵向裂缝最大宽度超过０．２　ｍｍ以及裂缝渗水，将　不利于空心板梁的耐久性，如不及时封闭，梁内预应力钢筋　将逐渐锈蚀，从而影响空心板梁的承载能力。　（２）全桥部分空心板梁距粱端底面混凝土局部起壳或　崩落，位置均位于预应力钢筋正下方，混凝土局部起壳崩落　大多位于预应力隔离段内，多数发生在自梁边缘起第２、第３　根预应力筋端部，检测发现起壳崩落处混凝土保护层偏薄，　分析其原因，应是隔离段隔离材料设计要求采用２６号白铁　

收稿日期：２０１０—０７—１２　作者简介：贾良（１９８２一），男，山西朔州人，助教，学士，主要从事教学与研究。　

・２４・　第８期　贾　良：旧桥检测技术应用　第４６卷　皮包裹，实际采用塑料套管，其隔离效果不佳，隔离段混凝土　保护层又偏薄，混凝土握裹力不足，放张时隔离段保护层混　凝土局部受塑料套管阻挡而应力集中，导致局部起壳。此类　病害对梁端抗剪强度有一定影响，目前局部维修后应加强监　测。　（３）全桥大量空心板梁间勾缝有明显渗水痕迹，有的渗　水痕迹仅在梁的端部，有的贯通梁全长，相应桥面铺装混凝　土亦纵向开裂。渗水痕迹仅在梁端是由于梁端桥面连续处开　裂或型钢伸缩缝止水带失效，导致桥面雨水下泄后渗入梁端　勾缝；勾缝渗水痕迹贯通梁全长则是由于其上桥面铺装混凝　土纵向开裂，剪力铰也开裂所致。　３．２主跨３孔Ｔ梁　主跨上部结构均采用后张法预应力混凝土简支Ｔ梁，经　检查，Ｔ梁总体外观状况良好，主要缺陷为部分Ｔ粱间湿接　缝位置局部有渗水痕迹并伴有钢筋锈蚀现象，是由于湿接缝　为后浇筑混凝土，与Ｔ梁翼缘存在龄期差。接缝位置混凝土　收缩开裂导致渗水，从而导致其内钢筋锈蚀，目前尚不会危　及行车安全，但必须予以维修。否则今后将导致安全事故。　３‘３全桥下部结构　（１）全桥２３个桥墩盖梁绝大多数桥墩盖梁端部负弯矩　区域均存在较多竖向裂缝，仅个别盖粱负弯矩区域未发现竖　向裂缝。盖梁侧面竖向裂缝宽度一般在０．２—０．５　ｍｍ，其中以　３・桥墩盖梁西悬臂段南侧面和７　桥墩盖梁东悬臂段北侧面　裂缝宽度最大，分别达到０．７０　ｍｍ和Ｏ．６６　ｍｍ，大多数盖梁　裂缝宽度均超过《城市桥梁养护技术规范》（ＣＪＪ　９９—２００３）规　定的盖梁裂缝宽度限值０．３０　ｍｍ，目前没有发现因产生负弯　矩裂缝盖梁内部钢筋有明显锈蚀，但此类超限裂缝将不利于　盖梁结构的耐久性，应及时予以封闭，否则盖梁顶部主筋逐　渐锈蚀，将影响盖梁的承载能力。　（２）全桥共设５个推力墩，分别为４－、８　、１５　、１８　和２１　桥墩，检查发现４・、８・和２１＃桥墩倒Ｔ形盖梁东西两端颈部　斜向开裂。推力墩上的盖梁均为倒Ｔ形结构，桥面仅在下坡　跨梁上设置一道伸缩缝。上坡跨空心板梁与倒Ｔ形盖梁颈部　顶面型钢伸缩装置保护带通过桥面铺装层连接，构造连续　缝，当上坡跨梁体在环境温度升高时，其热胀力通过桥面铺　装层传至倒Ｔ形盖梁颈部顶面，从而将盖梁颈部胀裂，盖梁　颈部被胀裂后略有下陷，导致此处的型钢伸缩装置两侧形成　高差。以　桥墩位置桥面东侧两型钢高差最为明显，达５　ｍｍ。要根治此类病害，应在倒Ｔ形盖梁颈部上坡跨梁端再设　一道型钢伸缩装置。　３．４全桥桥面系　（１）全桥桥面铺装出现大量纵向裂缝，经现场测量定　位，两端引桥桥面纵向裂缝均位于空心板梁间剪力铰位置，　主桥桥面纵向裂缝均位于Ｔ梁间湿接缝位置，部分纵向裂缝　下方的梁间勾缝有明显渗水痕迹。引桥桥面纵向裂缝产生原　因是由于桥面铺装层厚仅８　ｅｍ，内布设一层纵横向均为　￣ｏ８＠２０　ｔｉｌｌ的钢筋，铺装层刚度较弱，在活荷载作用下相邻　空心板梁间产生挠度差，桥面铺装受到负弯矩作用，使空心　板梁间桥面铺装开裂，随后剪力铰也将开裂，同时局部支座　脱空，也是桥面铺装纵向开裂、剪力铰开裂渗水的重要原因。　桥面产生纵缝，剪力铰开裂，渗水将导致桥梁承载能力降低，　严重者将形成单梁破坏。维修时须凿除桥面铺装，修复损坏　的剪力铰，必要时需在空心板梁上种植剪力筋，用钢筋钢纤　维混凝土重筑桥面铺装，适当增加铺装层的厚度及其配筋　量。　（２）全桥５个推力墩中有４个推力墩（　、１５　、１８　和　２１　）上型钢伸缩缝上坡跨桥面发现大面积破损，局部已形成　坑槽。由于推力墩盖梁均为倒Ｔ形结构，上坡跨梁在热胀力　作用下通过桥面铺装层将力传至倒Ｔ形盖梁颈部，受阻后促　使其上的铺装层鼓起，在汽车冲击作用下压裂破损，根治此　类病害的最好方法是在倒Ｔ形盖梁颈部另一侧（上坡跨）再　增设一道型钢伸缩装置。　（３）１６　桥墩上桥面铺装大面积破损，出现３处坑槽，曾　用沥青混凝土简单修补。但仍呈现严重破损，凹坑，２个坑槽　位于连续缝位置，１个坑槽位于墩顶桥面连续处加强钢筋的　端部，检测时发现坑槽深度已抵梁顶，但坑槽下方主梁梁顶　仍完好无损。位于连续缝位置坑槽产生的原因是由于空心板　梁在活载作用下挠曲而导致梁端产生转角，使梁端桥面连续　部位受到较大拉应变。当实际拉应变超过混凝土的极限拉应　变即产生横向裂缝。在车轮反复碾压作用下，裂缝位置的混　凝土出现破损、碎边，随着裂缝数量的增加破损面积随之加　大，最终发展为严重的坑槽；另外一个坑槽是由于桥面连续　处加强钢筋端部桥面铺装层刚度有突变，在重车作用下梁体　下挠，容易拉裂。　（４）全桥共设７道型钢伸缩装置，所有伸缩装置均已严　重堵塞。伸缩装置严重堵塞尤其是有硬物堵塞将不利于梁体　在活载及温度作用下的自由伸长，应定期予以清理。　４桥梁结构变位检测与分析　４．１桥面线形测量　桥面相对标高检测结果表明，桥面纵向自１２　桥墩位置　向南北两端设有约３．５％坡度，桥面横向自桥宽中心线向两　侧设有１．５％的坡度。从实测相对标高可以看出，桥面纵向线　形平滑、无突变，能够满足行车舒适性的要求，但桥面横向线　形个别点略有突变。　４．２相邻墩台间沉降差检测　本桥实测相邻墩台最大沉降差值为４８　ｍｍ，满足《城市　桥梁养护技术规范》（ＣＪＪ　９９—２００３）规定的相邻墩台总沉降　差值不应大于ｌＯ、／　ｍｍ＝５０　ｍｍ（Ｌ为相邻墩台间最小跨　径，单位ＩＴＩ，小于２５　ｍ仍以２５　ｍ计）的要求，现场检查未发　现由于基础不均匀沉降引起的结构性病害。　５结构材料技术状况检测与分析　结构材料检测一般包括混凝土保护层厚度检测，混凝土　碳化深度检测，混凝土强度检测，混凝土电阻率检测，钢筋锈　蚀电位检测，混凝土中氯离子含量检测，检测结果如下：　（１）抽检的１９跨引桥９３片预应力空心板粱中，仅有３ｌ　片梁的主筋保护层厚度满足设计３０　ｍｍ的要求，占抽检总　数的３３．３％，主要分布在第３…４　５　１５和１６跨；其余６２片梁　主筋保护层厚度均不满足设计要求，占抽检总数的６６．７％，　主筋最小保护层厚度仅为８　ｍｍ；抽检的３片空心板梁箍筋　保护层厚度也均不满足设计２０　ｍｍ的要求，个别地方箍筋　已经露筋。抽检的主跨Ｔ梁和引桥桥墩盖梁及其立柱箍筋保　护层厚度均满足设计要求，但均存在局部区域（下转第３４页）