鄒惠鑫,鄭建榮,王淑妹
(福建農(nóng)林大學 交通與土木工程學院, 福建 福州350002)
馬洋大橋檢測及健康鑒定
鄒惠鑫,鄭建榮,王淑妹
(福建農(nóng)林大學 交通與土木工程學院, 福建 福州350002)
馬洋大橋位于永泰縣鄉(xiāng)道Y007馬石線K0+120處,隨著永泰縣城鎮(zhèn)化發(fā)展,交通量急劇增加,原有橋梁日益受損.本文通過對永泰縣馬洋大橋進行結構檢測及靜載試驗,對其健康狀況進行評價,為其它橋梁檢測及健康鑒定提供參考.
簡支T梁;外觀檢測;荷載試驗;健康鑒定
馬洋大橋位于永泰縣城峰鎮(zhèn),跨越河流為大樟溪,該橋是銜接大樟溪兩岸的重要部分,是推動大樟溪兩岸經(jīng)濟發(fā)展的紐帶.馬洋大橋全長200m,跨徑布置為4×30+2×35m,與河道正交.橋面鋪裝為水泥混凝土,兩側設置鋼筋混凝土護欄.上部結構為預應力鋼筋混凝土簡支T梁,下部為明挖擴大基礎、重力式墩、U型臺.設計荷載:汽車-20級,掛-100級,人群荷載為3.5KN/m2.橋面布置:1.5m(人行道)+9. 0m(機動車道)+1.5m(人行道).
2.1 橋面系及附屬工程
橋面,橋面鋪裝出現(xiàn)麻面、砼粗骨料外露,多處出現(xiàn)縱向開裂及橫向開裂,裂縫長度3米-9米不等,裂縫寬度達5mm.人行道鋪裝裂縫、松動;人行道板板塊部分破損.橋頭搭板破損,搭板連接處出現(xiàn)錯臺.
伸縮縫,第一道伸縮縫出現(xiàn)堵塞、橡膠破碎、斷裂,第二道伸縮縫出現(xiàn)堵塞、橡膠大面積掉塊,第三道伸縮縫出現(xiàn)堵塞、錨固構件凸起松動.
人行道欄桿,欄桿板出現(xiàn)多處混凝土開裂、破損,局部混凝土掉塊嚴重,多處露筋且嚴重銹蝕;部分欄桿柱手搖可晃動.
其它,橋梁采用橫向排水孔,部分排水孔道被灰塵、雜物堵塞,橋面交通標線模糊,照明設施出現(xiàn)老化現(xiàn)象.
2.2 承重結構、連接系
梁體裂縫,翼緣板、梁肋、橫隔板均出現(xiàn)裂縫,其中1-2、4-3、5-2、6-3、6-4梁體裂縫最多,最大裂縫寬達1.8mm,長1.5m.
滲水有水漬,多處主梁伸縮縫處有水漬,局部仍可見滲水.人行道板側主梁出現(xiàn)大面積水漬.
混凝土保護層厚度不足、蜂窩、麻面、鋼筋外露銹蝕,部分馬蹄、翼緣板出現(xiàn)蜂窩、麻面、鋼筋外露銹蝕.主梁梁肋底部邊緣出現(xiàn)混凝土破碎,鋼筋外露銹蝕.
接縫錯位,全橋主梁濕接縫施工工藝較差,接縫錯位,鋼筋外露.
2.3 支座
由于主梁梁肋底未抹平且沒有設置鋼板,造成部分橋梁支座不能和T梁梁肋完全緊密接觸,導致支座受力不均勻,部分支座發(fā)生剪切變形,出現(xiàn)斜向開裂、破損.
2.4 下部結構
蓋梁,主要是3-2梁3#墩處蓋梁有水漬、蓋梁頂部積土,鋼筋外露銹蝕,主要由于混凝土保護層太薄或砼質量不夠密實,致使鋼筋銹蝕,體積膨脹,導致表層混凝土脹裂.
橋墩,全橋橋墩均存在麻面、模板交界面澆筑質量較差,粗骨料外露現(xiàn)象.2#、3#墩混凝土澆筑內部缺陷導致水流侵蝕流白灰.
橋臺,0#、6#臺右側出現(xiàn)斜裂縫,順臺砌筑接縫延伸,0#臺裂縫寬4mm左右,長3.7米;6#臺裂縫寬3mm左右,長2.7米.
基礎,馬洋大橋建成通車至今河床地面線變化幅度大,河床沖刷較嚴重,沖刷深度:2#墩1.3米;3#墩0.9米;4#墩0.8米;5#墩0.4米.
采用碳化深度測試儀、ZBL-S210數(shù)顯回彈儀進行混凝土強度檢測.
首先在構件的各個測區(qū),用回彈儀測定橋梁構件回彈值,用碳化深度測試儀獲得碳化深度值.其次,計算測區(qū)回彈平均值及碳化深度值的平均值,根據(jù)相應的統(tǒng)一測強曲線、地區(qū)測強曲線或專用測強曲線推定混凝土構件強度換算值.再次,根據(jù)各測區(qū)的混凝土強度換算值計算混凝土強度平均值,當構件測區(qū)數(shù)為10以上時,還需計算強度標準差.最后,根據(jù)不同測區(qū)數(shù),采用相應計算公式計算構件現(xiàn)齡期混凝土強度推定值.
本橋梁檢測所采用福建省地方標準《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》中的通用測強曲線.經(jīng)對全橋30片T梁及5個橋墩進行檢測,計算得T梁最小強度為5-4#梁,其推定值23.7MPa;橋墩最小強度為5#墩其推定值小于10MPa.
4.1 試驗工況
該橋為簡支T梁橋,跨徑30m和35m兩種,一般控制截面為跨中、L/4截面及支點截面.故選取三個測試截面:跨中截面、L/4截面、支點截面.根據(jù)理論計算確定不利加載工況,本試驗取35m梁四個荷載工況如下:
工況I:跨中沿橋面中心線對稱加載,分二級加載,先從橋面邊緣加1輛,查看撓度,允許后再增加另一輛加載車輛.
工況II:跨中沿橋面中心線偏載加載,分二級加載,先從橋面邊緣加1輛,查看撓度,允許后再增加另一輛加載車輛.
工況III:為支點截面沿橋面中心線對稱加載.工況VI:為支點截面靠近測試梁方向偏載.
4.2 應變片及撓度測點布置
測試橋梁由5片主梁組成,根據(jù)規(guī)范要求對35米梁全幅布置應變片測點.全橋跨中截面共布置18個應變片,L/4截面共布置10個應變片.
由于橋高水急,不適宜搭設支架,本次檢測采用一次性反射片與全站儀配合觀測各片梁撓度,跨中、L/4截面各設置5片一次性反射片.全橋共20個反射片.
4.3 檢測結果
4.3.1 撓度
本次試驗共分四個加載工況,其中工況I分為二級,由于工況Ⅲ、Ⅳ是支點剪力控制加載,各撓度測點的數(shù)值很小,故對此工況的撓度未作整理.撓度由全站儀測讀,所有讀數(shù)均在每個工況加載、卸載后10-15分鐘讀取.全站儀測得跨中和1/4截面實測撓度對比分析見表1.
表1 試驗荷載作用下實測撓度與計算撓度對比
由表1可看出工況Ⅱ35米偏載跨中截面1、2號測點.
4.3.2 應變
實測應變值為加載所測讀數(shù)減去初讀數(shù)和卸載讀數(shù)的平均值.將主梁混凝土應變實測值與計算值對比,以判斷主梁的受力狀況.整理得試驗荷載作用下各梁應變見表2.
表2 試驗荷載作用下各梁實測應變與計算應變對比
由表2可以看出橋梁校驗系數(shù)均大于0.8,其中,4-1、4-2、4-3、5-1、5-3號梁,應變校驗系數(shù)等于或大于1.
綜上,根據(jù)《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》,對預應力混凝土梁橋,要求校驗系數(shù)不大于1,說明結構實際剛度已減小,承載能力富余量低,應采取相應的加固措施或限載,以確保橋梁能夠安全運營.
5結論
依據(jù)《公路橋梁技術狀況評定標準》對橋梁進行技術狀況評分,本橋總得分Dr為55分,評定該橋為四類橋梁(40≤Dr≤60).
綜合分析外觀檢測和靜載試驗,結果表明:目前該橋梁在正常使用狀態(tài)下其承載能力不滿足汽車-20級要求,建議嚴格限載(10噸).
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〔2〕JTG/T J21-2011.公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程[S].
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1673-260X(2014)07-0075-02