特(tè)大跨徑(jìng)連續(xù)箱梁橋如何(hé)檢測?
更新時間:2021-04-10 17:51
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一、橋梁概況
大橋全長(zhǎng)2172m,橋麵設2.957%的(de)雙向縱坡,豎曲線頂點位於主(zhǔ)橋中心,豎曲線半徑為(wéi)16000m,橋梁中心樁號為K14+745.986。
主橋上部為90m+3×165m+90m五跨變截麵P.C.連續箱(xiāng)梁橋,由上、下行(háng)分離(lí)的兩個單箱單室箱形斷麵組成,箱梁(liáng)根部梁高8.8m,跨中梁高3.0m,從1號塊至跨中按二次拋物線變化(huà),采用(yòng)三向預應力體係;主墩及主引橋過渡墩均采用矩形薄壁截麵,主墩基礎采用18φ2.5m的(de)鑽孔灌注樁,過渡墩基礎半幅橋采用4φ2.5m的鑽孔灌注樁。
圖1-1主橋概貌
本橋於1997年10月開工建設,2001年3月建成通車,至今已通車6年(nián)多(duō)。在此期間進行定期測量,主要內容為橋麵(miàn)的撓度變化值。從2001年6月(yuè)至今已測(cè)量了(le)14次(測量報告的主要(yào)結論為(wéi):主要結構的高程值在變化(下撓)。其中絕大多數點的下撓值均(jun1)在設計頂(dǐng)期值以內,但北汊主橋次邊孔跨中下撓值達到99.9mm),設計預留“頂拱度”值為100mm,幾乎用完設計預留(liú)值。
二、檢測目的
通過對(duì)主橋宏觀(guān)工作狀況及細部健康狀況的檢測,主要可以達到以下目的:
(1) 通過對(duì)該(gāi)橋表觀病害的(de)檢測,了解(jiě)橋(qiáo)梁結構的工作狀態,為橋(qiáo)梁(liáng)結構評估提供第(dì)一手資料。
(2) 通過對現有結構進行鋼筋鏽蝕電位、氯離子含量、裂縫(féng)長(zhǎng)度和寬度測量、構件(jiàn)強度(dù)、混凝土(tǔ)碳化深度等專項檢測可以為結構物的強度、剛度和耐久性評估提供數據支撐。
(3) 通過對橋(qiáo)梁結構進行全麵檢測,建立健全橋梁“指紋”檔(dàng)案,為今後本橋的養(yǎng)護管理(lǐ)提供量化依據。
三、檢(jiǎn)測內容
針對該橋目前的實際情況,結(jié)合業主的要求,主要就(jiù)下述(shù)幾個方麵對該橋進行了全麵檢測,最後根據檢測結果對橋梁結構的運營狀況進行綜合評估,並提出針對性的養護維修意見和建議。
(1) 橋梁結構表觀病害檢查;
(2) 橋梁幾何(hé)形態參數測定;
(3) 橋梁結(jié)構恒載變異狀況調查;
(4) 橋梁結構構件的材質強(qiáng)度檢測與評述;
(5)混凝土中(zhōng)鋼筋(jīn)鏽蝕電位的檢測;
(6) 混凝土中氯離子含量的測定;
(7) 混凝土碳化狀況的檢(jiǎn)測;
(8) 混凝(níng)土結構(gòu)鋼筋分布狀況的調查;
(9) 橋梁裂縫的檢測;
(10) 支座伸縮縫的檢查(chá)。
四、檢測結果
五、檢測(cè)結論
1、主要病害(hài)
通過(guò)對主橋詳細(xì)檢測,對全橋結構現狀評價如下:
(1) 橋梁上部主要承重構(gòu)件存(cún)在局部的風化、麻麵、空(kōng)洞、缺陷、滲水(shuǐ)、露筋(jīn)、裂縫等(děng)病害且個別裂縫寬超限,對結構的耐久性已造成一定(dìng)的程度的影(yǐng)響。
箱梁底板底部存在縱向裂縫,主要分(fèn)布在(zài)L/4跨附近,最大裂縫寬度為0.3mm,沿縱(zòng)橋向最長達12m,個(gè)別裂縫伴有滲水和水漬鈣化現(xiàn)象;箱(xiāng)梁腹板在L/4至(zhì)主墩墩定範圍存在水平裂縫和斜裂縫,斜(xié)裂縫走向為支點側偏高,跨中側方向偏低,其中最大裂縫長(zhǎng)度(dù)2.1m,最大(dà)裂縫寬(kuān)度0.2mm;底板底部存在大量修補痕跡,部分修補區域存在空鼓、空洞、混凝土劣化、混(hún)凝土內夾有雜物(麻絮等)、混凝土表麵存在大量鏽斑、鋼筋外露和鏽蝕等病害;箱梁(liáng)合攏段頂板存(cún)在大量縱向裂縫(féng),多數(shù)裂縫沿合攏段縱向(xiàng)貫(guàn)通,部分裂縫存在滲水(shuǐ)痕跡,並伴有水漬鈣化現象,裂縫最長為300cm,裂縫最寬0.5mm;多數預應力齒板錨固麵在(zài)預應力鋼束錨(máo)固端和腹板之(zhī)間(jiān)的部位均存在豎向(部分裂縫呈斜向下方向)裂縫,裂縫最長為130cm,裂縫(féng)最寬為0.3mm。部分齒板頂(dǐng)麵和腹(fù)板相接處存在裂縫,裂縫最長為280cm,裂縫(féng)最寬為0.3mm。少數齒板在側麵中部存在裂縫,裂縫(féng)最長(zhǎng)為130,裂(liè)縫最寬為0.25mm。
(2) 墩台基礎基本完好;支座基本完好;
(3) 橋麵鋪裝未(wèi)發現明顯病害;護欄多處因內部鋼筋(jīn)鏽蝕,導致表層(céng)混凝土脹裂、脫落(luò);伸(shēn)縮縫存在(zài)局部(bù)輕微鏽蝕,伸縮縫內積有未能夠及時清理的(de)垃圾和雜物;部分泄水管失去應有的功能。
(4) 混凝土無損檢(jiǎn)測(cè)顯示:箱梁內部的(de)實(shí)測混凝土強度基本能滿足設計強度要求;構件內(nèi)部(bù)鋼筋有可能(néng)存在局部鏽(xiù)蝕;混凝土(tǔ)碳(tàn)化對鋼筋鏽蝕影響輕微;構(gòu)件現存保護層厚度(dù)對結構鋼(gāng)筋耐久(jiǔ)性有(yǒu)影響,構件局部鋼筋(jīn)易失去堿性保護,發生鏽蝕;橋梁構(gòu)件尺寸與原設計值(zhí)比較(jiào)變化微(wēi)小;
(5)從理論計算分析可以看出(chū),本橋在成(chéng)橋階段按承載能(néng)力(lì)極限狀(zhuàng)態和正常使用(yòng)極限(xiàn)狀態進行作用效應組合(hé),主橋(qiáo)上部結構各截麵正應(yīng)力(lì)及主拉應力(考慮全部豎向預應力作用)均能滿足規範要求。
綜上所述,根據本次檢測的各項檢測結果,通過對橋梁各部件技術狀況的綜合評定,認為本橋(qiáo)總(zǒng)體情(qíng)況較好,基本可以滿足現行交通的要求。全橋技術狀況評分為78.8,確定該橋的(de)技術狀況等級為二類。
2、病害成(chéng)因分析
根據對該橋的檢測結果,結合對該橋(qiáo)的計算分析,認為導致該橋出現上述病害主要因素有下述幾個方麵:
(1) 該橋於1997年10月開工,並於2001年3月建成(chéng)通(tōng)車,受當時國內橋梁建設(shè)水平的限製,橋梁結構存在空洞(dòng)、露筋、混凝土(tǔ)劣化、蜂窩(wō)麻麵、梁段接縫錯台等先天不足的病(bìng)害(hài)。該類病(bìng)害的存在和發展直接影響了橋梁(liáng)結(jié)構的使用壽命,隨(suí)著病(bìng)害的發(fā)展,尤其是混凝土劣化速度和鋼筋鏽蝕速度的加劇,橋(qiáo)梁結構安全在一(yī)定程度上受到不利影響。
(2) 箱梁外(wài)部靠近(jìn)中央分隔帶一側的底板邊緣部位混凝土(tǔ)劣化及鋼筋鏽蝕(shí)病害較為嚴重,現場調查發現中央分隔帶位置的汙(wū)水直接衝蝕箱梁腹板,並在(zài)箱梁(liáng)底板部位形成(chéng)大量的匯水區域,導致梁體長(zhǎng)期受到汙水的(de)侵蝕,另由於橋位處有一個大型的化工廠,汙水內的(de)侵蝕性物質含量高,進(jìn)一步加劇了(le)該部位混凝土的劣化和鋼筋的鏽蝕。
(3) 檢測中發現的部分腹板斜裂縫,其走向與正(zhèng)常受(shòu)力裂縫相反,該類裂縫總體數(shù)量較少,分布在腹板下彎束位置。經分析判斷,該類裂縫主要是由於腹板束預應力管道安(ān)裝時,波紋管表層混(hún)凝土過薄所導(dǎo)致的順筋裂縫。該類裂縫由於數量較少,且目前相對穩定,故對結構安全影響輕微,但對橋梁(liáng)結構的(de)耐久性(xìng)存在不利(lì)影響。
(4) 箱梁結構外(wài)表麵檢測時發現箱梁在L/4底板存在縱向裂縫,裂縫(féng)數量相對較少,主要集中在底板束的平(píng)彎位置(zhì)附近。經分析判斷,該類裂縫主要是由於混凝(níng)土在底板束的(de)豎向和水平徑向力作用下,波紋管的表層混凝土過(guò)薄或(huò)防崩鋼筋布置位置不當所致。該類裂縫由於數量較(jiào)少,且目前相對穩定,故對(duì)結構安全影響輕微,但對橋梁結構的耐久(jiǔ)性存在不利(lì)影響。
(5) 檢測中(zhōng)發現箱內腹(fù)板(bǎn)存在較(jiào)多的斜裂縫,裂縫走向為支點側偏低,跨中(zhōng)側偏高,其中六合側的腹(fù)板開裂(liè)更(gèng)為嚴(yán)重。通過調(diào)查了解到,在該橋豎(shù)向預應力施工過程中,大部分的(de)豎(shù)向預應力張拉均未達到設計要求(qiú),部分豎向預應力根本未張拉,六合側的豎向預應力張拉效果相比更差(chà)。結合計算分析結果,在豎向預應力(lì)張拉不到位的情況下,主梁腹板的主拉應力將無法滿(mǎn)足規(guī)範(fàn)要求。因此(cǐ),分(fèn)析(xī)判斷(duàn)認為該類裂縫主要是由於主拉應力超限(xiàn)所導致的受力裂縫,對結構安全存在不(bú)利影響,同時(shí),隨著裂縫的繼續發展,橋梁結構的整體剛度損失越來越大,勢必加大橋跨主梁的下撓趨勢。
(6) 箱梁合攏段頂(dǐng)板的縱向裂縫數量較多,且多數貫通(tōng)整個合攏(lǒng)段。分析判斷認(rèn)為該類裂縫主要(yào)是由於合攏段混(hún)凝土與懸臂澆注(zhù)的(de)最後一個梁段混凝土的齡期差(chà)異較大,合攏段的混(hún)凝(níng)土(tǔ)橫向收縮(suō)變形受(shòu)到周邊混凝土的約束所致,該類裂縫對結構的(de)整體受力和安(ān)全沒有影響,但對結構的耐久性有一定影響。
(7) 箱梁(liáng)內部預應力齒板正麵在錨固點和腹板(bǎn)之間存在豎向火邪向(xiàng)裂縫,齒板頂麵在齒板與腹板(bǎn)交界(jiè)處存(cún)在水平縱向(xiàng)裂縫。分析認為,該類裂縫主(zhǔ)要(yào)是由於預應力噸(dūn)位大,局部(bù)集中(zhōng)受力較大所致,屬受力裂(liè)縫。此類裂縫對結構安全存在一定的不利影響。
六、養護維修建議
根據各(gè)種病害對橋梁結構的影響(xiǎng)程度的不同,並結(jié)合該橋的實際管養計劃,建議對該(gāi)橋的養護維(wéi)修(xiū)分為緊急維修和(hé)近期維修兩部分來安排相關的養護維修計劃和時(shí)間:
1、緊急維修(xiū)
(1) 為了防止箱(xiāng)梁中(zhōng)央分隔帶側底板(bǎn)邊緣病害的繼續加速惡化,在2008年雨(yǔ)季來臨前應首(shǒu)先對橋(qiáo)梁中央分隔帶的防水進行處理,避免梁體繼續(xù)受到汙水的直(zhí)接衝蝕,同時對梁底現有缺陷進行修補,並對缺陷修補區域重新進行防腐處理。此處建議在中央分隔帶設置防水板並在箱梁翼緣板底麵(miàn)端部設置截流槽,以從根源上截(jié)斷汙水;同(tóng)時,為了防止(zhǐ)外露鋼筋除鏽(xiù)、混凝土缺陷(xiàn)修補後(hòu),修補區域(yù)周邊鋼筋發生電子反(fǎn)向遷移,進而導致周邊鋼筋的進(jìn)一步(bù)鏽蝕,應在修補(bǔ)區域周邊2~3m範圍內塗刷滲(shèn)透性阻鏽劑,以確保維修效果。
(2) 由於目前橋梁結(jié)構(gòu)次邊跨已(yǐ)經發生了不同程度的下撓,為了延緩橋梁的下撓趨勢,建議對箱(xiāng)梁腹板寬度超過0.15mm的(de)裂縫進行灌漿,並對寬度小於0.15mm的裂縫進行封閉,以提高橋梁結構的整體剛度。否則,結構裂縫在移動荷載的反複作用下,裂縫寬度及長度會有所增加,結構剛度降低,最終產生過大的不(bú)可逆轉的主梁下撓。
(3) 為了確保橋梁結(jié)構的(de)正常使用及(jí)安全運營,建議在最近兩年內優先完成對橋梁結(jié)構齒板裂縫的維修及預(yù)應力封錨不嚴(或錨頭(tóu)外露)等主要受力(lì)部位病害的整治。
2、近期維修
考慮到該橋已經運(yùn)營7年多的時間(jiān),馬上將進行橋梁結構(gòu)中修,下述養護維修方案可配合橋梁中修計劃統一規劃實施。
(1) 為了保證橋梁結構使用功能和使用壽命(mìng),建議對(duì)橋梁表(biǎo)觀缺陷進行修補,並對橋梁結構的既有裂縫進行處理。
(2) 為了(le)盡量減輕原結構恒載,間接地(dì)提高橋梁(liáng)結構承受移動荷載的能(néng)力,建議對箱內垃圾及(jí)表麵的鬆散浮漿進行清理。
(3)鑒於本橋(qiáo)上部結構混凝土保護層厚度較設計值偏(piān)小,結構內部鋼筋存在局部鏽蝕的可能,且(qiě)目前橋梁結構外表(biǎo)麵的防腐塗(tú)層已經(jīng)使用多年,防腐性(xìng)能已經有所(suǒ)降低,故為了提高本橋結構(gòu)的耐久性,建議對全橋進行鋼(gāng)筋阻鏽保護及外表麵防腐塗裝。
(4) 建議對全橋伸縮縫、防撞(zhuàng)護欄等附屬構造物(wù)進行整治,恢複其應具備的使用功能。
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