對橋梁、隧道受火後進行各種檢測(cè)、試驗,查明(míng)結構受火災損(sǔn)傷的情況,並根(gēn)據損傷後的材料特性、結(jié)構特點進行計算、分析,綜合評估損(sǔn)傷對結構的影響,評定結構的安全性。
2 檢測內容
橋梁檢測評估的主(zhǔ)要(yào)內容:
(1)結構曆史情(qíng)況調查;
(2)火災情況調查;
(3)結構各部件(jiàn)外觀特征(zhēng)及開裂狀況的檢查;
(4)構件變形(xíng)檢測;
(5)構件碳化深度檢測;
(6)構件混凝(níng)土強度檢測(cè);
(7)構件表麵損傷層超聲(shēng)檢測;
(8)構件鑽孔取芯檢測;
(9)預應力筋(管(guǎn)道)檢測;
(10)芯(xīn)樣(yàng)抗壓強度(dù)試驗;
(11)芯樣混凝土抗滲試驗;
(12)芯樣微觀檢測; 根據以(yǐ)上檢測結果,對火場溫度及各過火構件的灼著溫度、混凝土強度折減係數、混凝土彈性模量及粘結強度折減係數、鋼筋強度折減係數、預應力損失程度等(děng)指標進(jìn)行評定。
(13)對橋梁(liáng)進行靜、動載試驗,評價結(jié)構在等效(xiào)活載作用下(xià)的承載能力及(jí)橋梁的剛度狀況;
(14)結合實際檢測到的材料狀況、截麵尺寸狀況、預應(yīng)力損失狀況以(yǐ)及靜、動載(zǎi)試驗結果,對(duì)橋梁的(de)承載能力進行全麵驗算(suàn),對現(xiàn)狀橋(qiáo)梁的安全性進行評定,並提出有針對(duì)性的(de)處理建(jiàn)議、加固方法和實施注意事項。
隧道檢測評估的主要內容:
(1)火災(zāi)前隧道狀況調查。
(2)火災現場初步調查。
(3)結構安全性初步鑒定。對火損嚴重的區(qū)域的襯(chèn)砌結構進行初步安全鑒定。
(4)火(huǒ)災場景初步判斷 (最高溫度(dù)、持續時間)。
(5)檢測分析未火損區域襯砌(qì)混凝土的數據。
(6)表(biǎo)麵特征觀測法評估受火溫度(dù)。根據襯砌混凝土表(biǎo)麵顏色、裂紋、爆裂(liè)疏鬆、小錘敲擊等觀測手段快(kuài)速推定火(huǒ)損區域受火溫度(dù),初步得到火(huǒ)災溫度場分布。
(7)回彈法檢測混凝土強度損失和評估受火溫度。
(8)鑽芯(xīn)取(小(xiǎo))樣法檢測混凝(níng)土強度損(sǔn)失(shī)和評估受火溫度。
(9)超聲法檢測混(hún)凝土強度損失、火損深度和評估受火(huǒ)溫度。
(10)雷達(dá)法檢測混凝土襯砌的密實度。
(11)綜(zōng)合分析各方(fāng)法的檢測結果,給出火損襯砌混(hún)凝土的強度損(sǔn)失、損傷深度和受火溫(wēn)度的結論。
(12)根據檢測結果綜(zōng)合評定不同火(huǒ)損區域襯砌結構的受(shòu)損程(chéng)度。作出災後檢測評估報告。
3 檢測方法
3.1 橋梁
現(xiàn)場(chǎng)檢測項目中,構件碳化深度檢測(cè)、構件變形檢測等方法同常規檢測方法相同。但(dàn)超聲檢(jiǎn)測、構件混凝土強度檢測、取芯檢測的基本要求雖然與常用方法基本一致,但根據過火後橋梁的特(tè)點,這些方法(fǎ)有一些值得注意的地方。
檢測區域劃分(fèn)
檢測時,宜將起火部位的構件劃分為:
混凝土損(sǔn)傷區(因(yīn)火(huǒ)災構件混凝土(tǔ)脫落或開裂的區域);
②影響區(構件受明顯(xiǎn)煙熏的區域)以及
③未受影響區(未見明顯煙熏區域)。
必要時分不同的區域進行對比檢測(cè)或取樣(yàng)分析。
(2)外觀檢測 檢測橋麵係如鋪裝層、伸縮(suō)縫(féng)、泄水管、欄杆等火災後受高溫的(de)影響程度(dù),記錄熏黑的麵積、出現破損、坑槽、縱向或橫向裂縫(féng)的麵積、長度、位置等,使用鋼尺、卷尺、激(jī)光測距儀等(děng)儀器; 檢查梁體被火灼燒(shāo)後破(pò)損程度,檢查梁體的(de)裂縫並判明裂縫的性質;支座:對各墩柱支座的被火灼燒碳化、變形等情況進行檢查; 蓋梁:檢查蓋梁被火(huǒ)灼燒的破損程度,檢查裂(liè)縫及露筋現象。 橋墩:檢測橋墩柱被火灼燒的破損程度,檢測混凝土強度(dù)、墩柱身的裂縫、露筋(jīn)現象(xiàng)等。
(3)構(gòu)件混(hún)凝土強度檢測 構(gòu)件混凝土強度檢測可采用回彈法結合鑽芯法進行。采(cǎi)用回彈法對比檢測(cè)混凝(níng)土剝落(luò)區、影響區及未受影響區域的混(hún)凝土強度,推定因火災引起的混凝土(tǔ)質(zhì)量衰退區域。回彈法檢測混凝土強度技術規程JGJ/T23一2001規定回彈法不適用於表層(céng)與內(nèi)部質量(liàng)有明(míng)顯差異或內部存在缺陷的混凝土結構或構件的檢測,同樣該規程不適用於火(huǒ)災後混凝土的檢測。但該法(fǎ)的原理完全可以借鑒,遭(zāo)受火(huǒ)災的混凝土表麵(miàn)的硬度是能夠(gòu)反映其遭受火災損傷的程度的。
(4)混凝土強度取芯檢測及芯樣微觀(guān)分(fèn)析 宜分別在混凝土剝落區及周邊影響區選擇若(ruò)幹位置取芯,與回彈法檢測混凝土強度進行互相驗證。取芯前,先量測取樣點混凝(níng)土表麵與未剝落區(qū)混凝土表麵的距離,然後鑽孔取樣。混凝土芯樣應(yīng)在取樣後(hòu)馬(mǎ)上進行幹(gàn)燥並迅速(sù)送至實驗室進行抗壓強度和微觀分析。
(5)混凝土(tǔ)芯樣抗滲性檢測 每個芯樣(yàng)截取成3塊試樣,,每個試樣直徑100mm、高度50mm,進行氯離(lí)子滲透係數試驗,將每個芯樣按外、中、內(nèi)三部分測試的數據取平均數。
(6)混凝土損傷層超聲檢測 超聲法檢測(cè)混凝土損傷層時,在火災主要影(yǐng)響(xiǎng)區表麵及(jí)混凝(níng)土剝落區域選擇若幹區域,將表麵打磨(mó)平整。然(rán)後(hòu)發射探頭固(gù)定始終不動,將接收探(tàn)頭沿(yán)一直線距發
(7)預應力筋(管道)檢(jiǎn)測 取芯時,采用小(xiǎo)直徑鑽頭從T梁(liáng)外壁(bì)鑽至預應(yīng)力(lì)筋管道,對預應力管道下方混凝土(tǔ)、預應力管道及管道內(nèi)漿體分別取樣進行分析(xī)。 通過對預應(yīng)力管道下方混凝土(tǔ)、預應力管道及管道內漿體分別取樣分析有(yǒu)助(zhù)於(yú)評估預應力筋(管道)受損狀況。根據檢測經驗,混凝土與管道內漿體(tǐ)芯樣顏色(sè)無(wú)異常;預應力筋管道芯樣完整,外壁光滑,仍可見整(zhěng)齊的模具(jù)壓(yā)痕時,可以認為火災對鋼絞線的影(yǐng)響可不考慮,但不能判定火災(zāi)是否引起了T梁預應力損失及其影響程度。如要判定火災是否引起(qǐ)了箱(xiāng)梁(liáng)預應力損失,最(zuì)好的方法還是(shì)進行(háng)荷載試驗。
(8)芯樣微觀檢測 對構件(jiàn)芯樣,首先進行外觀檢查和抗壓強度試驗,然後對芯(xīn)樣采用X 衍射和掃描電鏡等方法進行微觀檢測,以分析芯樣的過(guò)火特征溫度。
(9)混凝土保護層厚度(dù)測試 檢測采用鋼筋位置(zhì)探測儀進行,檢(jiǎn)測方法為(wéi)電磁法。其(qí)基本原理(lǐ)為電磁感(gǎn)應。當探頭探測麵靠近鋼(gāng)筋或(huò)其他鐵磁(cí)物質時,探(tàn)頭輸出的電信號增加,該信號被放大(dà)及補(bǔ)償處理後,由探測儀直接(jiē)顯示檢測結果。
(10)構件混凝土力學與材料性能評估 構件混凝土力學與材料性(xìng)能評(píng)估包括混凝土強度折減(jiǎn)係數評定、混凝土彈性模量折減係數評定、混凝土粘結強度折減係數評定、鋼筋強度折減係數(shù)評定等方麵。 構件混凝土力學與材料性能評估在構件火災溫度(dù)場評定的(de)基(jī)礎上進行。根據構件表麵及內部過火時的溫度場,可參考相關文獻評定構件混凝(níng)土力學與材料(liào)性能(néng)。
(11)靜載試驗 根據理論計算結果對梁體主(zhǔ)要受力部位進行靜(jìng)載測試。采用(yòng)試(shì)驗加載車等效加載,使(shǐ)各主控(kòng)位置達到設計荷載標準規定(dìng)的檢驗荷載所產生的內力或應力,並測試 。
(12)動(dòng)載試驗 測試該橋在大地脈動下的結構自振(zhèn)特性,以(yǐ)及車輛荷載作(zuò)用下的動力特性。通過動載(zǎi)試驗分析該橋結構的自(zì)振特性(自振頻率、阻(zǔ)尼(ní)比、振型)、判斷其總體結構剛(gāng)度(dù)和動態特性。
(13)橋梁複核計算 通過有限元程序進行計算分(fèn)析,采用實測各種數據及靜載試驗、動載試驗對橋梁工作特性(xìng)的檢驗,對橋梁進行複核計算,分析其承載(zǎi)能力能否滿足設計荷(hé)載的要求。
3.2 姑隧道
(1)火災前隧道狀況調查。這方麵的調查應在評估檢測(cè)人員進入(rù)火災現場之(zhī)前展開,應(yīng)當收(shōu)集隧道的存檔資料(liào)和運營(yíng)記(jì)錄,包括調(diào)查隧道圍岩的(de)水文地質狀況、詳(xiáng)細(xì)的設計圖(tú)紙、設備情況(kuàng)、設備運行記錄、通風狀況、車輛運行情況和位置等。
(2)火災現場初步調查。主要包(bāo)括:起火的時間、起火點位置、起火原因初步判(pàn)斷、火的(de)走向、主要燃燒物、火災持續時間、火災(zāi)的燃燒程度、滅火方式、災後殘留物狀態、過火區域、火災時(shí)通風狀況等。
(3)火損區(qū)域劃分(fèn)。這一步驟(zhòu)應與火災現場初步調查同時進行。觀察記錄襯砌結構表麵的損壞狀況,包括混凝土顏色、裂紋裂縫、爆裂剝落、疏(shū)鬆、鋼筋外露、結構變形(xíng)以及小錘敲擊現(xiàn)象(xiàng)等。運用前述表麵特征觀測(cè)法、火損簡單分級表,結合火損現象記錄,劃分火損區域。
(4)結構安全性初步鑒定。對火損嚴重的區域的襯砌結構進行初步安全鑒定,判(pàn)別其是否仍處於破壞變形階段,初步估計火損結構抗力(lì)能否(fǒu)滿足(zú)承載力要求,是否會發生大(dà)塊混凝土掉落甚至結構坍塌,作出是否暫時封閉現場以確保人(rén)員安全的決定。如能(néng)確(què)認現場人員的(de)安全有保障後,可對災後現(xiàn)場進行詳細勘查。
(5)火(huǒ)災場景初步判斷。根據起火時(shí)間、起火位置、起火(huǒ)時隧道運營狀況以及災後殘(cán)留物狀態確定火災原因、持續時間和蔓延機理等,根據燃燒物情況(kuàng)計算火災載荷(hé),判斷初(chū)步的火災場景(最高溫度、持續時間)。
(6)檢測(cè)分析未火損區域襯砌(qì)混凝土的數據。隧(suì)道一(yī)般(bān)較長且其結構一(yī)般(bān)采用同(tóng)一類型的混凝土。發生火災後,很容易找(zhǎo)到與火損區域混凝土類型一致、工作狀態(tài)相同的原型混凝土。對未火損區域的原(yuán)型混凝土進行回彈(dàn)、鑽芯取(qǔ)樣、超聲、密度等試驗(yàn),統(tǒng)計(jì)分析這些常溫混凝土的檢(jiǎn)測(cè)數據,作為火損襯砌混凝土的相(xiàng)關檢測試驗的對比基礎數(shù)據。這樣,在火損區域的相關檢測評估時,采用檢測比值(zhí)與檢測目標的關係進行評(píng)估(gū)判斷,可以避免或減小其(qí)他複雜因素對檢測(cè)結(jié)果的影響。
(7)表麵特征觀(guān)測法評估受火(huǒ)溫度(dù)。根據襯砌混凝土(tǔ)表麵顏色、裂紋、爆裂疏鬆、小錘敲擊等觀測手段快(kuài)速推定火損區域受火溫度,初步得(dé)到火(huǒ)災溫度場分布(bù)。
(8)回彈法檢測混凝土強度損失和評估受火溫度。根據火損(sǔn)區(qū)域劃分和火災場景的初步判斷(duàn),確定合理的回彈測試點分布,進行回(huí)彈法檢測。根據試(shì)驗歸納的火損混凝土表麵硬度(dù)與回彈值的關係、回彈值(回彈比)與強度損(sǔn)失(強度比)的直接關係、回(huí)彈值(回彈比)與(yǔ)受火溫度的間接關(guān)係(xì),對檢測數據進行分析,判斷火損區域襯(chèn)砌混凝土的強度損失,推定各部位最高受火(huǒ)溫度。
(9)鑽芯取(小(xiǎo))樣法檢測混凝土(tǔ)強度損失和評估(gū)受火(huǒ)溫度。根據火災損傷現(xiàn)場情況和襯砌(qì)結構體係受(shòu)力特征,確定合理的(de)芯樣鑽取點分布圖,采用專門的鑽(zuàn)芯機鑽取圓柱形芯樣,適當(dāng)加工後(hòu)在試(shì)驗機上測定火損後殘餘抗壓(yā)強度,並(bìng)通(tōng)過強度(強度比)與受火溫度的關係,推斷芯樣鑽取點處的最高受火溫度(dù)。
(10)超聲法(fǎ)檢測混凝土強度損失、火損深度和評估受火溫度。選擇能反映火損規律的測試點以及鑽(zuàn)芯取樣法鑽取的芯樣,根據試驗歸納的超聲波速(聲速比)與強度(強度比)、受火溫(wēn)度的關係,采用對測法檢測襯砌混凝(níng)土的強度(dù)損失和評估受(shòu)火(huǒ)溫度。利用超聲法的損傷(shāng)層檢測原理,采用(yòng)平測法檢測代表部位的混凝土火損深度。
(11)雷達法探測混凝土(tǔ)襯砌(qì)的密實(shí)度。
(12)綜合分析各方法的檢測結果,給出火損襯砌混凝土的強度損失、損傷深度和受火溫度的結論。
(13)根據檢測結果(guǒ)綜合評定不同火損區域(yù)襯砌結構的受損程度。作出災後檢測評估(gū)報告。