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公路桥梁病害检测与加固实践

  [摘  要]随着我国经济社会的迅猛发展,超载运输的危害及交通量增加。原有很多公路桥梁在经受超限超载运输,及交通量激增的作用后,或多或少的产生病害,存在安全隐患。老旧桥梁的检测与加固势在必行。 

  [关键词]桥梁  检测  加固 

  中图分类号:U448 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)22-0165-01 

  1 前言 

  本文以S227线茂易河大桥为例,作实践说明。设计为7-20米普通钢筋混凝土T型梁,桥梁全长156.8米。设计使用年限为:100年。上部设计为:普通钢筋混凝土T型梁,沥青混凝土桥面铺装。宽度:1.0m(人行道)+ 8.5m(行车道)+1.0m(人行道)=10.5m。下部设计为:水泥混凝土U型桥台,水泥混凝土重力式扩大基础。 

  2 勘查 

  2.1 桥梁勘查的目的 

  2.1.1对桥梁整体勘查,掌握桥梁的现状,才能对产生损坏的原因做正确裁定。 

  2.1.2对重点部位的详细勘查,掌握梁板性能,鉴定损坏程度,分析结构隐患,找出真实原因。 

  2.1.3对配套设施作勘查,掌握桥头引道、标志、标线等设置及破损情况,找到病害产生间接原因。 

  2.2 勘查的方式 

  2.2.1建设情况及管养情况 

  a. 掌握该桥历年管养情况,重点是养护检查记录及损坏历史记录情况。 

  b.了解该桥从施工图设计、施工管理、交竣工验收等相关资料; 

  2.2.2初步勘查 

  对桥梁整体的初步勘查,掌握该桥现状,确定主要检测部位及试验内容: 

  a.用钢尺对梁板的长、宽、高等尺寸进行测量;用全站仪或水准仪对行车道、人行道、栏杆、搭板进行高程测量。 

  b.对伸缩缝、泄水孔等进行外观勘查,测量。 

  c.采用目测、放大镜等,重点对桥墩、桥台、盖梁、梁板进行外观勘查,测量。 

  d.检查引道、标志、标线等附属设施设置及破损情况。 

  2.2.3详细勘查 

  依据初步勘查情况,对损坏较重部位作详细勘查,其内容包括: 

  a. 采用放大镜、钢尺等,对裂缝部位要详细记录其位置、长度、宽度、走向。对残缺部位要记录其面积、形状,并分析、记录产生原因。并详细记录,准确标记。 

  b.复核初步勘查数据,复核数据复测3次,确定均值。 

  2.2.4关键部位的重点勘查 

  根据详细勘查情况重点检测: 

  a. 对重要构件的受力部位,选2-3个测区,声速测定仪、低频信号发生器、示波器、回弹仪,进行声速及回弹检测,每测区检测3个声速值;采用混凝土超声-回弹综合法,进行12个回弹值测试,用于计算混凝土强度。 

  b. 对重要构件的受力部位,选2-3个测区,每测区20点,采用半电池电位法检测混凝土中钢筋锈蚀电位,电阻率测试仪测试电阻值,计算混凝土中钢筋锈蚀程度。 

  c.采用冲击钻取孔,选3个测点,孔深10 mm,用1%的酚酞酒精溶液,对重要构件的关键部位进行混凝土碳化度检测。测算混凝土表面碳化深度。 

  d.对重要构件的关键部位,选3个测点,采用氯离子含量测定仪,按照10mm、25mm、40mm的不同深度,进行混凝土及其外加剂、砂、石子、土壤等其它物质中的水溶性氯化物的氯离子含量。 

  3 确定病害及产生原因 

  通过对详细勘查的结果分析,存在的病害及原因: 

  3.1行车道沥青混凝土老化脱落,人行道表层开裂脱落。主要是沥青混凝土铺筑时清扫不干净,粘层油不合规或用量不合理,碾压不够,或正常老化和长期磨损所致。 

  3.2钢筋混凝土T型梁中部存在竖向裂纹,最大宽度为0.17mm。检测属受力裂纹,主要是长期超负荷作用老化,自身强度降低,荷载超出混凝土承受能力而产生。 

  3.3 钢筋混凝土T型主梁腹板底混凝土存在少量蜂窝,钢筋外露,主筋严重锈蚀。主要是钢筋未按照要求制作,浇筑T型梁混凝土时无法利用模板调控保护层,混凝土配合比设计不合理,振捣不适造成。 

  4 病害程度确定 

  4.1通过采用超声-回弹综合法,对混凝土强度的检测,计算得到T梁部分混凝土推定平均强度匀值系数Kbm=0.95,强度状况较好,评定标度2。 

  4.2通过半电池电位法检测混凝土中钢筋电位,并按测区锈蚀电位水平最低值,得到mv=-316,评定标度2。存在锈蚀情况,锈蚀状态不明显,但存在影响锈蚀的外部因素,仍有引起锈蚀可能。 

  4.3因钢筋腐蚀电位评定标度为2级,所以采用酚酞酒精溶液对混凝土的碳化度检测,测区混凝土碳化深度均值与实测保护层深度均值的比较,Ke=0.6,强度混凝土碳化评定标度2。 

  4.4因钢筋腐蚀电位评定标度为2级,通过氯离子含量检测,测区氯离子含量最大值0.61,评定标度3。存在诱发钢筋锈蚀的可能性。 

  4.5依据桥梁荷载静力试验要求,通过主梁中部下缘应力、端点截面主拉应力,分别在桥梁满载时与试验荷载时比较,依据实测跨中荷载横向分布系数分析,按对应理论值进行比对,其应力校验系数为:主板中部应力校验系数在0.636~0.669之间。 

  按照静力荷载试验相关要求,根据主梁中部最大挠度实测值,按相应鉴定方法计算的挠度结构校验系数在0.713~0.762之间,且相对残余变形处于允许值之间,小于20%,判定主梁处于线弹性作用状态。 

  4.6 实测主梁裂缝扩展宽度最大值0.19mm,接近规范规定的0.2mm,需要对主梁所有缝隙作封闭处理。 

  4.7行车道沥青混凝土表层老化、脱落;人行道表层砂浆网裂;伸缩缝残缺,丧失其功能,需要作清除,重新铺筑。 

  4.8 交通标志、标线不全,原有标线不明显, 丧失分流导航作用。限速、限载标志缺损,没有起到控制行车速度及控制车辆载重量的作用。 

  5 处治原理与方法 

  通过交通量增加和混凝土退化特性,确定处治方法。 

  5.1清除行车道沥青混凝土及水泥混凝土铺装层,采用C30防水混凝土铺装,提高铺装层与梁板的连接、防渗、整体受力能力。对沥青混凝土桥面进行彻底铲除,清扫,对可能影响新旧桥面结合的部位进行凿毛处理,并冲洗干静。采用ф10钢筋,制作成纵横间距为20cm的钢筋网,进行布设。铺筑8cm厚水泥混凝土。施工必须严格按照处治方案设计要求和相关技术规范要求。 

  5.2封闭处理主梁腹板裂缝,避免裂缝进一步扩大。对于裂缝缝宽在5mm以下的,首先对裂缝周围进行彻底清洗,采用环氧树脂进行封闭,表面封闭厚度10mm。 

  5.3对于老化、腐蚀部分表层的混凝土,先清除主梁侵蚀风化的表层混凝土,清洗干净,使用高标号水泥砂浆修补。对缺损部位进行补强。避免侵蚀风化加剧。 

  5.4对于主梁承载能力的提升,使用了钢板粘贴加固法。首先对粘贴范围划定,进行外表清洗,然后错开钢筋钻孔,吹静清空,植入螺杆,粘贴面处理,进行安装钢板并封边,然后进行结构胶灌注,最后进行钢板防锈处理。施工材料中的钢板、螺栓及结构胶必须满足规范要求。处理以后提升了主梁抗弯、抗剪能力。 

  5.5标志。对已破损的标志进行了补充,增加设置限速、限载,及禁止履带式机械通过标志。 

  参考文献 

  1.姜家坚.桥梁加固施工方法.《企业导报》.2011 

  2.《公路养护技术规范》(JTJ 073-96)

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