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外观病害检测及评定

时间:2022-10-06 百科知识 版权反馈
【摘要】:同时该桥第八跨有约0.5m2的桥面塌落,形成空洞,为了该桥的使用安全及确定目前桥梁的现有状况,我们根据《公路桥涵养护规范》和相关规范、标准,结合有关要求对该桥进行检测和评定。震后桥梁结构检测的内容主要包括震后桥梁结构表观状况及各类病害的检测、桥梁结构主要几何尺寸测量、桥梁结构混凝土强度检测及结构计算分析和承载能力评估等,具体的内容如下。

汉彭什公路川西大桥为彭州至什邡公路上的一座重要桥梁,该桥结构形式为8孔45m的钢筋混凝土刚架拱桥,横向由六片钢筋混凝土刚架拱片组成,拱片间铺设预制微弯板,现浇填平层后形成桥面板。桥面宽为净18m+2×0.5m的安全带。该桥于1998年建成通车。

在汶川里氏8.0级地震的影响下,该桥桥面两侧伸缩缝砼出现因挤压产生的明显错台现象。同时该桥第八跨有约0.5m2的桥面塌落,形成空洞,为了该桥的使用安全及确定目前桥梁的现有状况,我们根据《公路桥涵养护规范》和相关规范、标准,结合有关要求对该桥进行检测和评定。

图6-17 汉彭什公路川西大桥总体图

(一)检测内容

震后桥梁结构检测的内容主要包括震后桥梁结构表观状况及各类病害的检测、桥梁结构主要几何尺寸测量、桥梁结构混凝土强度检测及结构计算分析和承载能力评估等,具体的内容如下。

1.震后桥梁结构表观状况及各类病害的检测

(1)主拱结构的检测。

对各主拱片及其横系梁工作状况检测,着重于混凝土是否存在裂缝、缺损,对各主拱片要特别关注其节点部位的损伤状况。

(2)桥面状况检测。

①震后桥面铺装存在的损伤、缺陷、排水是否畅通以及有无漏水侵蚀桥跨结构等情况的检测。

②震后桥梁伸缩缝及变形缝工作状况检测。

③震后桥梁栏杆是否完整、牢固及符合要求等检测。

(3)墩台状况检测。

对震后墩台混凝土裂缝,砼破损现象的检测。

(4)桥梁结构其他部位状况的检测。

对其他部位在震后出现的如裂缝、保护层脱落、变形等损伤缺陷进行检测。

2.结构实际几何尺寸测量

对上弦杆、拱腿、斜撑、横系梁、墩台盖梁、桥墩立柱、拱座等构件的几何尺寸进行测量。

3.混凝土强度检测

着重对上弦杆、拱腿、斜撑、横系梁、墩台盖梁、桥墩立柱、拱座等构件的混凝土强度和碳化深度进行检测。

4.全桥结构计算分析和承载能力评估

根据实际结构的现有状况,将桥梁结构离散化,利用桥梁计算专用软件,对桥梁的承载能力、使用状况等进行计算,对应力情况复杂的主次节点部位建立空间有限元模型进行分析和综合评价。

(二)桥梁各部位病害检测结果

为检测方便,将全桥统一编号,如图6-18所示。

图6-18 全桥结构编号图

1.主拱结构表观状况的检测检查结果

根据现场检测,震后在主拱片的应力集中处有裂缝,主拱片的裂缝都集中在上弦杆,在上弦杆与斜撑交接的次节点处多存在1~3条裂缝,在震后出现多处缝宽大于1mm的裂缝,其余大部分裂缝宽度在0.1~0.3mm之间,裂缝长度在40~70cm之间,多呈上宽下窄形,明显为该处上弦杆受反弯矩引起。上弦杆与主拱腿交接的主节点处大部分也存在裂缝,宽度在0.1~0.2 mm之间,其余部位裂缝均较细,宽度多在0.1mm以内。拱片斜撑与拱座连接处,有细微环向裂缝,拱片拱腿间横系梁与拱腿连接处大部分有环向裂缝,在上弦杆与斜撑交接的次节点处裂缝存在裂缝,局部斜撑根部砼有破损、露筋现象。如图6-19所示。

图6-19 拱片节点处裂缝

2.桥墩盖梁检测结果

桥墩盖梁位于桥墩立柱以上,上弦杆以下,上弦杆与桥墩盖梁间未设支座及垫石,仅用油毛毡将之隔离,为滑动铰接结构。桥墩盖梁砼有裂缝及剥落现象,几乎每处桥墩盖梁搁放弦杆处均出现混凝土剥落、漏筋、泛碱等现象,严重处混凝土剥落面积达约0.5m2,深约3cm(因无设支座上弦杆与盖梁交接处无缓冲所导致)。部分桥墩拱座在上下游端头在震后有水平环向裂缝。

桥墩拱座震后病害如下:

1号桥墩拱座上游端头,有两条横向裂缝,裂缝分别为235(0.2)和180(0.2)。(注:235(0.2)表示裂缝长度为235cm,宽度0.2mm,以下同)

1号桥墩拱座下游端头,有两条横向裂缝,裂缝分别为220(0.2)和190(0.2)。

1号墩什邡拱座面自拱座顶部向下有一裂缝长174cm,宽0.4cm(裂缝位于2、3号拱片间,距3号拱片45cm)。

2号墩彭州侧拱座有自拱座顶部向下发展两条裂缝,均为30(0.15)(裂缝位于5、6号拱片间,距6号拱片50cm和105cm)。

2号墩上游拱座端头,有一横向裂缝长85cm,宽0.2cm。

3号墩上游拱座端头,有两条横向裂缝,分别为233(0.3)和190(0.2)。

3号墩下游拱座端头,有两条横向裂缝,分别为230(0.2)和180(0.2)。

4号墩上游拱座端头,有一横向裂缝为350(0.3),有一自顶部向下发展的裂缝35(0.3)。

4号墩下游拱座端头,有两条横向裂缝,分别为150(0.1)和140(0.2)。

5号墩上游拱座端头,有一横向裂缝,长230cm,宽0.3 mm。

7号墩上游拱座端头,有一横向裂缝,长210cm,宽0.2 mm。

8号台上游拱座侧面,有竖向裂缝,缝宽为3mm。

盖梁震后病害如下:

盖梁砼破损面积15cm×20cm,深4cm,破损处箍筋外露16cm,箍筋已锈蚀(第二跨,2号拱片什邡侧上弦杆下方)。

盖梁砼破损面积40cm×40cm,深6cm,破损处主筋外露,已锈蚀(第二跨,6号拱片什邡侧上弦杆下方)。

4号墩盖梁什邡侧砼破损面积40cm×35cm,深5cm。(第四跨,3号拱片上弦杆下方)

1号墩盖梁什邡侧面竖向裂缝(距下游侧端头50cm),裂缝长度60cm,宽度0.3mm。1号墩盖梁什邡侧面竖向裂缝(距上游端头65cm),裂缝长度60cm,宽度0.3mm。1号墩盖梁彭州侧相应亦有两条竖向裂缝。

桥墩盖梁立柱缺陷如图6-20所示。

图6-20 立柱横梁混凝土剥落、漏筋、泛碱

3.横系梁检测结果

震后上弦间横系梁出现新裂缝(从裂缝的痕迹和缝口的新鲜程度判断),裂缝长度大部分在40~50cm之间,宽度在0.1~0.2mm之间,少量达到0.3mm,个别裂缝贯通整个横系梁断面。震后第一跨至第六跨拱片拱腿间横系梁与拱腿交接处均出现明显环向裂缝,裂缝宽度在0.3~3mm之间。说明在此次地震影响下,拱腿的横系梁与拱片连接处受力大,横系梁对桥梁的横向稳定连接起决定作用。

4.震后桥面板检测结果

本桥的桥面板以6cm厚的加筋肋预制微弯板为劲性骨架,在其上现浇钢筋混凝土填平层而形成。检测中发现微弯板上广泛出现裂缝,并有破损、露筋等现象,主要破损位置出现在微弯板角隅处和加筋肋处,特别是在第八跨出现微弯板、填平层、铺装层混凝土整体塌落的严重破损现象。桥面板缺陷如图6-21至图6-23所示。

图6-21 微弯板加筋肋破损、露筋

图6-22 微弯板角隅处破损、露筋

图6-23 桥面铺装层混凝土塌落

5.震后桥面系检测

震后什邡侧桥头伸缩缝两侧桥面挤压形成错台达8cm,错台处桥面(桥头搭板)砼破碎,且错台处桥梁护栏变形,砼破损露筋,护栏破损区域纵向440cm(自伸缩缝向什邡侧)。什邡侧桥头伸缩缝因挤压,现已不能变形,必须更换,桥头跳车现象严重。

彭州侧桥头伸缩缝两侧桥面挤压形成错台达9cm,错台处桥面(桥头搭板)砼破碎,且错台处桥梁护栏变形,砼破损露筋,护栏破损区域纵向450cm(自伸缩缝向彭州侧)。什邡侧桥头伸缩缝完全破坏,因挤压现已不能变形,必须更换,桥头跳车现象非常严重。

什邡侧搭板处由于台内填土沉降,导致搭板略有下陷,出现积水现象。

在两桥台、1号至7号桥墩处桥面伸缩缝局部损坏,导致雨水从伸缩缝处下渗至桥台前墙和墩上立柱盖梁。

栏杆大部分完好,少量栏杆破损,出现裂缝、露筋、破碎现象。

第八跨处桥面板混凝土塌落形成空洞。

桥面系缺陷如图6-24至图6-27所示。

图6-24 桥头搭板混凝土龟裂

图6-25 桥面栏杆立柱破损、露筋

图6-26 什邡侧桥台搭板部位积水

图6-27 伸缩缝装置老化、部件丢失、破损

6.震后桥梁墩台、基础的检测结果

0号桥台上下游侧墙、8号桥台上游侧墙各有一条斜向裂缝,缝宽为4mm。彭州、什邡两侧桥台填土有沉降现象,8号桥台上游侧还有比较明显的渗水现象。6号桥墩位于主河道中央,常年受河水冲刷,加之川西大桥上下游1km的范围内均有采砂场,导致该桥墩有冲刷现象。

桥台侧墙缺陷如图6-28、图6-29所示。

图6-28 8号桥台侧墙及台上积水

图6-29 0号桥台侧墙裂缝

(二)混凝土强度检测结果

川西大桥的混凝土强度采用回弹法进行测试,如图6-30、图6-31所示。

图6-30 用回弹仪测定混凝土强度

图6-31 测定混凝土碳化深度

其中混凝土强度推定按照公式(6-3):

1.主拱片

川西大桥主拱片各构件的设计强度为30号混凝土(C28),强度推定值分别为拱腿C35、斜撑C40、实腹段拱顶C50、上弦杆C50,均满足设计强度。

2.横系梁

川西大桥横系梁的设计强度为30号混凝土(C28),混凝土强度推定值为C35,满足设计强度要求。

3.微弯板

川西大桥微弯板的设计强度为30号混凝土(C28),混凝土强度在推定值为C35,满足设计强要求。

4.桥墩

川西大桥墩柱、墩柱系梁、墩座、盖梁、墩座上立柱的设计强度为25号混凝土(C23),混凝土强度推定值分别为墩柱C30、墩柱系梁C50、墩座C40、盖梁C30、墩座上立柱C35,均满足设计强度要求。

5.桥台

川西大桥桥台基础设计强度为15号混凝土(C13),台帽、拱座的设计强度为25号混凝土(C23),强度推定值分别为基础C15、台帽C30、拱座C20,均满足设计强度要求。

(三)桥梁整体检测评定

表6-1 川西大桥的检测评定结果

由表6-1可知,震后汉彭什公路川西大桥的综合评定分数为40≤Dr<60,属于三类桥梁,该桥综合评定分数较低,且存在较多评定标度Ri≥3的部件,必须进行维修和加固。

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