东堤头大桥10号墩检测报告(终稿)

1、津榆公路东堤头大桥10号墩质量检测与评价报告PAGE PAGE 52津榆公路东堤头大桥10号墩质量检测报告目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc183188067 1 概述 PAGEREF _Toc183188067 h 1 HYPERLINK l _Toc183188068 2 检测目的 PAGEREF _Toc183188068 h 3 HYPERLINK l _Toc183188069 3 检测依据 PAGEREF _Toc183188069 h 4 HYPERLINK l _Toc183188070 4 检测项目及方法 PAGEREF _Toc1831

2、88070 h 5 HYPERLINK l _Toc183188071 5 常规质量检测结果 PAGEREF _Toc183188071 h 7 HYPERLINK l _Toc183188072 5.1结构历史与现状调查 PAGEREF _Toc183188072 h 7 HYPERLINK l _Toc183188073 5.2结构的一般性检查 PAGEREF _Toc183188073 h 8 HYPERLINK l _Toc183188074 5.2.1结构物总体和细部尺寸复核 PAGEREF _Toc183188074 h 8 HYPERLINK l _Toc183188075 5.

3、2.2伸缩缝 PAGEREF _Toc183188075 h 9 HYPERLINK l _Toc183188076 5.2.3支座 PAGEREF _Toc183188076 h 10 HYPERLINK l _Toc183188077 5.2.4挡块 PAGEREF _Toc183188077 h 13 HYPERLINK l _Toc183188078 5.2.5盖梁 PAGEREF _Toc183188078 h 14 HYPERLINK l _Toc183188079 5.2.6桥墩 PAGEREF _Toc183188079 h 18 HYPERLINK l _Toc1831880

4、80 5.2.7承台 PAGEREF _Toc183188080 h 20 HYPERLINK l _Toc183188081 5.3结构特殊检查 PAGEREF _Toc183188081 h 21 HYPERLINK l _Toc183188082 5.3.1混凝土强度检测 PAGEREF _Toc183188082 h 21 HYPERLINK l _Toc183188083 5.3.2碳化深度检测 PAGEREF _Toc183188083 h 24 HYPERLINK l _Toc183188084 5.3.3钢筋锈蚀电位检测 PAGEREF _Toc183188084 h 25 H

5、YPERLINK l _Toc183188085 5.3.4钢筋分布及保护层厚度检测 PAGEREF _Toc183188085 h 28 HYPERLINK l _Toc183188086 5.3.5标高测量 PAGEREF _Toc183188086 h 30 HYPERLINK l _Toc183188087 5.4工程地质钻探 PAGEREF _Toc183188087 h 33 HYPERLINK l _Toc183188088 6 结构计算分析 PAGEREF _Toc183188088 h 36 HYPERLINK l _Toc183188089 6.1 盖梁开裂的计算分析 PA

6、GEREF _Toc183188089 h 36 HYPERLINK l _Toc183188090 6.1.1结构模型 PAGEREF _Toc183188090 h 36 HYPERLINK l _Toc183188091 6.1.2计算分析 PAGEREF _Toc183188091 h 36 HYPERLINK l _Toc183188092 6.2基础计算分析 PAGEREF _Toc183188092 h 40 HYPERLINK l _Toc183188093 6.3 裂缝成因分析 PAGEREF _Toc183188093 h 40 HYPERLINK l _Toc183188

7、094 7 结论及建议 PAGEREF _Toc183188094 h 41 HYPERLINK l _Toc183188095 7.1结论 PAGEREF _Toc183188095 h 41 HYPERLINK l _Toc183188096 7.2建议 PAGEREF _Toc183188096 h 41 HYPERLINK l _Toc183188097 8附表、附图 PAGEREF _Toc183188097 h 43附表一：10号墩身、盖梁裂缝统计表附表二：回弹取芯综合法测强记录表附图一：10号墩身、盖梁裂缝分布示意图附图二：10号墩、盖梁、承台钢筋分布及保护层厚度示意图附件一：

8、东堤头大桥工程岩土工程勘查报告津榆公路东堤头大桥10号墩质量检测与评价报告1 概述津榆公路东堤头大桥位于永定新河上，是天津市通往唐山、山海关及东北地区国家干线公路上的一座大桥。主桥为70m+100m+70m三跨箱形变截面预应力连续梁。引桥为普通钢筋混凝土T型简支梁，跨径20m，南北引桥各六孔，桥梁全长490.53m。主桥连续箱梁结构采用50号混凝土，单箱双室截面，箱顶设有0.5%横坡，梁高由支座顶6m变化到跨中3.3m。箱底宽10m，两侧翼缘各悬出3.5m，箱顶宽17m。构件尺寸除0号块特殊外，1号5号，1号5号之顶板厚30cm，肋板厚40cm，其余各块件顶板厚25cm，肋板厚32cm，变截面

9、连续梁底面曲线采用的是正弦曲线，底板厚度随正弦曲线变化由55cm变到28cm主桥支座采用交通部新津筑路机械厂生产的PZ系列盆式橡胶支座，7号、9号、10号墩顶设多向活动支座，固定支座设在8号墩顶。引桥中墩采用板式氯丁橡胶支座20035042mm，共220块，边台采用四氟板组合板式支座20035031mm，共44块。主桥下部结构采用群桩基础，混凝土实体式墩台。7号、10号墩为过渡墩，每墩各有8根桩，桩入土深度为38m，桩径1.5m；8号、9号墩，各20根桩，桩入土深度为46m，桩径1.5m。引桥下部结构采用普通钢筋混凝土排架梁桩结构，桩径为1.20m，入土深度为36m。本桥主要技术标准如下：1、

10、荷载等级：汽超20级、挂车120级、人群荷载3.0kN/m2。2、桥面宽：净1521.5人行道，总宽18.5m。3、桥面坡度：主桥顺桥向纵坡为：主跨1.0%，边跨1.5%。引桥2.0。主桥、引桥横坡为0.5%。4、抗震设防烈度：八度。该桥由天津市市政工程勘测设计院设计，由天津市第一市政工程公司施工。大桥于1984年11月17日开工建设，1988年10月25日竣工，至今已运营19年，桥梁现状照片如图11所示。图1-1 桥梁现状照片目前该桥10号墩顶盖梁出现多条贯通裂缝，部分裂缝由盖梁顶部延伸至墩身，裂缝宽度较大，墩顶跳车较为严重，危及桥梁的安全，大桥现状令人担忧。鉴于此，2007年11月天津市公

11、路管理处委托交通部公路科学研究院（北京公科固桥技术有限公司）对东堤头大桥10号墩进行全面的质量检测，探究墩身、盖梁开裂的原因。 2 检测目的通过对10号墩身、基础及相关构件进行质量检测，并结合计算分析， 拟达到以下目的：（1）对10号墩顶伸缩缝进行检查，测量伸缩缝两侧的桥面标高，查明伸缩缝的病害，分析桥面变形与下部结构病害的关系。（2）对10号墩顶的支座、抗震挡块进行检查，查明支座的实际工作状况及挡块混凝土表面有无破损、开裂状况。（3）对10号墩顶盖梁、墩身、承台表观病害进行检查，记录病害的大小及分布特征，测量承台、盖梁天津侧、唐山侧顶部标高，看墩身是否倾斜，并通过特殊检测对构件的技术状况进行

12、评定。（4）对10号墩位置进行工程地质钻探，并结合桩基竣工资料，分析地质状况，桩身质量、长度与墩身开裂的关系。（5）进行结构计算，分析墩身受力情况。（6）通过对检查结果和结构计算结果的综合分析，为该桥的维修、加固提供可靠的技术数据和设计依据。3 检测依据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）岩土工程勘察规范（GB50021-2001）公路工程地质勘察规范（JGJ064-85）公路桥涵地基与基础设计规范（JGJ024-85）公路工程技术标准（JTGB01-2003）混凝土强度检验评定标准（GBJ107-87）回弹法检测混凝土强度技术规程（JGJ/ T23 2001）

13、钻芯法检查混凝土强度技术规程（CECS 03:88）混凝土中钢筋的半电池电位试验标准（ANSIASTMC87691）工程测量规范(GB50010-2002)公路桥梁承载能力检测评定规程（报批稿）津榆公路东堤头大桥质量检测技术服务合同，2007.11津榆公路东堤头大桥竣工图及相关设计、施工文件4 检测项目及方法质量检测包括常规质量检查、特殊质量检测、工程地质钻探。检查（检测）项目、主要检查（检测）内容、检查（检测）方法和主要仪器设备列于表4-14-3。各个项目的具体详细检测方法请参见东堤头大桥10号墩质量检测方案。常规质量检查项目及方法 表4-1序号检查项目主要检查内容检查方法仪器设备1桥梁结构

14、历史与现状调查设计、施工、养护等相关文件资料查阅、分析资料计算机、相机等2构件总体及细部尺寸复核盖梁、墩身、承台几何尺寸用钢卷尺丈量，并查阅竣工图纸钢卷尺、钢尺等3结构各部件表面混凝土缺损检查盖梁、挡块、墩身、承台等以人工目力检查为主，辅以简单检查工具进行钢卷尺、相机等4构件混凝土裂缝检查裂缝的位置、走向、宽度等以人工目力检查结合裂缝测宽仪、钢尺、相机等进行裂缝测宽仪、钢尺、放大镜、相机等5支座检查老化、开裂、位移、钢板脱落、锈蚀等以人工目力检查结合裂缝测宽仪、钢尺、相机、探照灯等进行裂缝测宽仪、钢尺、相机、探照灯等6伸缩缝检查表观质量查阅分析资料，以人工目力检查，辅以钢尺、相机进行相机、钢尺

15、特殊质量检测项目及方法 表4-2序号检测项目主要检测内容检测方法仪器设备1构件混凝土强度检测盖梁、墩身、承台采用回弹法检测混凝土强度，并通过钻芯法进行修正回弹仪、取芯机等2构件混凝土碳化深度检测盖梁、墩身、承台采用酚酞试剂法进行测试电子读数卡尺、酚酞喷雾器等3主要结构普通钢筋检测盖梁、墩身、承台普通钢筋分布及混凝土保护层厚度检测利用钢筋定位仪等对钢筋位置与保护层厚度进行测试钢筋定位仪4构件钢筋锈蚀状况检测盖梁、墩身、承台普通钢筋锈蚀状况检测利用钢筋锈蚀仪对钢筋进行锈蚀测试钢筋锈蚀测量仪5相对标高测量主要是测量承台、盖梁顶面及桥面伸缩缝两侧标高按工程测量规范，作水准测量水准仪工程地质钻探 表4-

16、3序号试验项目主要试验内容试验方法仪器设备110号墩处地质钻探不同深度处的土质物理力学性质 地质钻孔、室内试验钻机、土质试验设备5 常规质量检测结果5.1结构历史与现状调查1、收集的技术资料在天津市公路管理处的大力协助下，共收集到以下资料：(1) 津榆公路东堤头大桥主桥上部结构竣工图(4册)，天津市第一市政工程公司，1988.10(2) 津榆公路东堤头大桥主桥上部结构变更图(4册)，天津市第一市政工程公司，1988.10(3) 津榆公路东堤头大桥主桥下部结构竣工图(1册)，天津市第一市政工程公司，1988.10(4) 津榆公路东堤头大桥引桥工程竣工图(1册)，天津市第一市政工程公司，1988.

17、10(5) 津榆公路东堤头大桥附属工程竣工图(1册)，天津市第一市政工程公司，1988.10(6) 津榆公路东堤头大桥下部结构工程质量评定表 (1册)，天津市第一市政工程公司，1988.10(7) 津榆公路东堤头大桥基础工程质量评定表 (1册)，天津市第一市政工程公司，1988.10(8) 津榆公路东堤头大桥水泥混凝土强度及桩基施工记录表(1册)，天津市第一市政工程公司，1988.10(9) 津榆公路东堤头大桥水泥混凝土强度及桩基施工记录表(1册)，天津市第一市政工程公司，1988.10(10) 津榆公路东堤头大桥计划任务书、计划任务批复、工程机械施工方案、竣工验收报告、竣工总结、施工方案及单

18、位工程质量评定 (1册)，天津市第一市政工程公司，1988.102、主要调查结果 = 1 * GB2 过渡墩、盖梁钢筋配置过渡墩钢筋采用 = 2 * ROMAN I级钢筋，墩身主筋为1620，横向分布筋为1620，竖向分布筋为1220，竖向分布筋和主筋间间距为10cm。盖梁钢筋采用 = 2 * ROMAN I级钢筋，主筋为1620，横向分布筋为1220。承台纵向、横向主筋均采用20的 = 2 * ROMAN II级钢筋，间距为20cm，构造筋采用12的 = 2 * ROMAN I级钢筋。 = 2 * GB2 资料查阅对大桥施工期间的资料进行查阅，未发现构件混凝土强度不合格的情况；下部结构及钻孔

19、灌注桩钢筋绑扎、浇注桩混凝土实测项目偏差均小于允许偏差，构件混凝土浇注情况正常，合格率评定为优；但原施工资料记录中缺少工程地质勘测报告，未发现记录重大施工质量事故的资料。 = 3 * GB2 走访相关技术人员通过向天津市公路管理处相关技术人员座谈了解到该桥于2000年对桥面铺装及主桥箱梁进行大修过，10号墩身、盖梁裂缝产生于2000年大修之后。5.2结构的一般性检查5.2.1结构物总体和细部尺寸复核通过对10号墩、承台、盖梁的细部尺寸进行复核，发现实测值与设计值基本一致。从桥墩横桥向及竖向实测长度与设计长度对比发现，偏差在020mm之间，承台尺寸实测值与设计值差值变动范围基本在-10mm20m

20、m之间，盖梁实测长度和设计长度偏差基本在10mm以内。各构件实际尺寸与设计尺寸详见图5.2.1-1图5.2.1-3图5.2.1-1 10号图5.2.1-2 10号图5.2.1-3 10号5.2.2伸缩缝该桥1988年竣工时采用的是梳形板伸缩缝，2000年对主桥连续箱梁进行了加固处理，桥面铺装及伸缩缝全部重做，但资料不详。从现场来看，目前伸缩缝为SSF160B型伸缩缝。检查发现10号墩顶伸缩缝主桥侧橡胶全部脱落、缺失，引桥侧被泥沙堵塞。引桥侧存在跳车现象，有明显的振动感，如图5.2.2-1图5.2.2-2所示。 图5 .2.2-1 伸缩缝橡胶脱落、缺失照片 5.2.3支座 = 1 * GB1 主

21、桥支座主桥桥墩编号从天津至唐山方向依次为7号墩、8号墩、9号墩、10号墩。墩顶支座采用交通部新津筑路机械厂PZ系列盆式橡胶支座，各墩顶支座详细信息见表5.2.3-1。主桥支座类型统计表 表5.2.3-1型号数量地脚螺栓使用墩位PZ-DX-400(多向)42上板下板48M3651048M365107、10号墩PZ-DX-2000(多向)444M7287044M3612009号墩PZ-DX-2000(固定)448M7287048M3612008号墩由表5.2.3-1可知，主桥的固定支座设置在8号墩，其余3个墩均采用多向活动支座。检查发现，10号墩顶支座防尘罩严重锈蚀，部分支座垫板锚固螺丝帽脱落、缺

22、失，支座典型病害照片如图5.2.3-1所示，支座病害记录见表5.2.3-2。此外，大量施工垃圾堆积在箱梁底和墩顶之间，如图5.2.3-2所示。 图5.2.3-1 主桥支座垫板锈蚀、错动照片 图5.2.3-2 主桥支座处施工垃圾淤积照片主桥支座病害记录表 表5.2.3-2支座编号病害描述1防尘罩严重锈蚀，支座垫板锚固螺丝帽缺失，大量施工垃圾堆积在墩顶和箱梁之间2防尘罩严重锈蚀，大量施工垃圾堆积在墩顶和箱梁之间3防尘罩严重锈蚀，上支座垫板螺丝帽松动，大量施工垃圾堆积在墩顶和箱梁之间4防尘罩严重锈蚀，上支座垫板螺丝帽松动，大量施工垃圾堆积在墩顶和箱梁之间 = 2 * GB1 引桥支座引桥中墩采用板式

23、氯丁橡胶支座20035042mm，边台采用四氟板组合板式支座20035031mm。检查发现，10号墩引桥各支座垫板均有锈蚀现象，均有不同程度的向唐山方向的移位和剪切变形，其移位及剪切变形示意如图5.2.3-3所示，典型病害照片如图5.2.3-4图5.2.3-5所示，引桥支座病害详细记录见表5.2.3-3。图5.2.3-3 支座移位及剪切变形示意 引桥支座病害记录表 表5.2.3支座编号病害描述移位大小(cm) 1垫板锈蚀，橡胶支座向唐山方向移位、剪切变形3.02垫板锈蚀，橡胶支座向唐山方向移位、剪切变形4.03垫板锈蚀，橡胶支座向唐山方向移位、剪切变形6.04垫板锈蚀，橡胶支座向唐山方向移位、

24、剪切变形7.55垫板锈蚀，橡胶支座向唐山方向移位、剪切变形4.76垫板锈蚀，橡胶支座向唐山方向移位、剪切变形5.07垫板锈蚀，橡胶支座向唐山方向移位、剪切变形5.58垫板锈蚀，橡胶支座向唐山方向移位、剪切变形8.89垫板锈蚀，橡胶支座向唐山方向移位、剪切变形6.310垫板锈蚀，橡胶支座向唐山方向移位、剪切变形5.111垫板锈蚀，橡胶支座向唐山方向移位、剪切变形7.0 图5.2.3-4 2号梁支座滑移情况照片 图5.2.3-5 4号梁支座滑移情况照片从11号墩顶支座检查结果来看，该墩墩顶支座未发现明显的剪切变形和错动，这说明该跨T梁未发生纵桥向位移。引桥橡胶支座底面直接放在盖梁混凝土表面，支座顶

25、面设楔块，楔块和预埋钢板用环氧树脂粘结，如图5.2.3-6所示。图5.2.3-6 引桥中墩支座位置示意图升温时，箱梁伸长受施工垃圾的限制，产生向唐山方向的作用力推挤盖梁，使盖梁顶面有向唐山方向的位移，支座顶面和楔块间产生错动，向唐山方向移位。由于施工垃圾越积越多，降温时盖梁位移不能完全恢复，因此引桥支座仍向唐山方向移位。5.2.4挡块7号墩顶T梁端横隔板天津侧挡块检查结果表明：7号墩顶10号T梁端横隔板上游侧挡块被推裂，由于本次检测时间处于冬季，构件已有收缩变形，该断裂挡块和T梁端横隔板之间已有一定距离，如图5.2.4-1所示，其余挡块未发现有断裂现象。图5.2.4-1 7号墩顶10号梁挡块断

26、裂照片10号墩顶T梁端横隔板天津侧挡块均有不同程度断裂、露筋现象，功能失效。挡块断裂照片如图5.2.4-2图5.2.4-5所示。 图5.2.4-2 10号墩顶5号梁挡块断裂照片 图5.2.4-3 10号墩顶7号梁挡块断裂照片 图5.2.4-4 10号墩顶9号梁挡块断裂照片 过渡墩顶T梁端横隔板主桥侧挡块的断裂是由于升温时箱梁伸长受施工垃圾的限制，产生向引桥方向的作用力推挤盖梁，使盖梁顶面有向引桥方向的位移，同时T梁伸长，T梁端横隔板有向主桥方向的位移，T梁端横隔板和盖梁主桥侧挡块相互推挤，导致主桥侧挡块断裂。从7号墩、10号墩顶挡块检查结果对比来看，10号墩盖梁挡块普遍严重断裂，7号墩盖梁挡块

27、只有个别轻微断裂，这是由于主桥连续箱梁固定支座设在8号墩顶，升温时，8号墩10号墩间梁体伸长量大于7号墩8号墩间梁体伸长量，箱梁对10号墩盖梁的推力大于对7号墩盖梁的推力。此外，7号墩顶伸缩缝相对较好，箱梁与盖梁之间的施工垃圾相对较少，箱梁对盖梁的推力也小，这也是7号墩盖梁挡块病害比10号墩盖梁挡块轻微的原因。5.2.5盖梁 = 1 * GB1 盖梁裂缝检查发现，10号墩盖梁开裂非常严重，有6条贯通裂缝，编号为 = 1 * GB3 、 = 5 * GB3 、 = 6 * GB3 的裂缝天津侧面裂缝宽度大于唐山侧面， = 2 * GB3 = 4 * GB3 裂缝唐山侧面裂缝宽度大于天津侧面，裂缝

28、宽度均大于1mm，最大缝宽达11.5mm，裂缝总长22.49m，盖梁裂缝展开如图5.2.5-1所示，盖梁裂缝照片如图5.2.5-2所示，盖梁裂缝信息统计见表5.2.5-1。 图5.2.5-1 10号墩盖梁裂缝平面展开图 (a)天津侧照片 (b)顶面照片 (c)唐山侧照片 图5.2.5-2 9、10号T梁间盖梁裂缝照片盖梁裂缝信息统计表 表5.2.5-1裂缝编号起点坐标终点坐标(mm)裂缝宽度(mm)裂缝长度(m)走向X1(m)Y1(m)X2(m)Y2(m)天津侧唐山侧110.874.4711.580.358.001.364.18 斜向28.833.978.361.813.304.702.21

29、斜向37.754.996.300.526.708.304.70 斜向46.464.997.040.255.309.564.78 斜向55.244.995.310.7511.507.604.24 斜向62.782.993.580.757.102.102.38 斜向注：按纵坐标从大到小的顺序定义起、终点坐标。温度升高时，箱梁伸长受施工垃圾的限制，产生向唐山方向的作用力推挤盖梁，但由于施工垃圾沿桥横向中间高，两侧低，使盖梁受力不均，此外，盖梁护块将盖梁两端固接于过渡墩主桥侧。盖梁在箱梁的推力、护块阻力、支座摩阻力等综合作用下，盖梁开裂，箱梁推挤盖梁相互作用示意如图5.2.5-3图5.2.5-5所示。

30、图5.2.5-3 箱梁推挤盖梁平面示意图图5.2.5-4箱梁推挤盖梁顺桥向立面示意图图5.2.5-5 箱梁推挤盖梁横桥向立面示意图盖梁受护块阻力、箱梁的不均匀推力，其受力简化如图5.2.5-6所示。图5.2.5-6 盖梁受力简化示意图图5.2.5-6中固接部分相当于护块作用范围，盖梁在箱梁顺桥向不均匀推力作用下，A、B点附近承受负弯矩，AB中间部分承受正弯矩，这是图中编号为 = 1 * GB3 、 = 5 * GB3 、 = 6 * GB3 的裂缝天津侧面裂缝宽度大于唐山侧面， = 2 * GB3 = 4 * GB3 裂缝唐山侧面裂缝宽度大于天津侧面的原因。此外，该墩顶伸缩缝引桥侧跳车较为严重

31、，频繁冲击荷载作用加速了裂缝的发展。 = 2 * GB1 盖梁破损、露筋检查发现，天津侧挡块下缘盖梁混凝土大面积脱落、露筋，最大剥落面积达0.56m2，累计剥落面积1.95m2，露筋22处，累计露筋长度5.6m，病害照片如图5.2.5-7图5.2.5- 图5.2.5-7 5号梁下盖梁混凝土剥落照片 图5.2.5-8 11号梁下盖梁混凝土剥落照片盖梁病害信息统计表 表5.2.5-2位置病害描述脱落面积(cm2)露筋数露筋长度(cm)1号梁天津侧挡块下缘混凝土脱落、露筋7031325,23,403号梁天津侧挡块下缘混凝土脱落80705号梁天津右侧挡块下缘混凝土脱落、露筋6045530,24,34,

32、18,127号梁天津左侧挡块下缘混凝土脱落、露筋3511221,199号梁天津右侧挡块下缘混凝土脱落、露筋7374510,35,3137,4511号梁天津右侧挡块下缘混凝土脱落、露筋903676,8,17,35,38,16,36盖梁混凝土剥落露筋均发生在断裂挡块下缘，是由于挡块断裂引起挡块预埋钢筋变形，导致盖梁表层混凝土大面积剥落、露筋。5.2.6桥墩 = 1 * GB1 墩顶垃圾墩顶垃圾沿桥横向堆积成中间高，两侧低的形状，最高处1.47m，最低处0.66m，垃圾底层是施工时遗留的混凝土残渣，上层为土、沙及小石子的混合物，较为密实。 = 2 * GB1 裂缝 = 1 * GB2 唐山侧面10号

33、墩身唐山侧共发现裂缝81条，累计总长66.43m ，除编号为 = 3 * GB3 = 5 * GB3 的盖梁裂缝从唐山侧面延伸至墩身，裂缝宽度较大外，其余裂缝宽度均较小，裂缝分布无明显规律性，唐山侧裂缝分布展开如图5.2.6-1所示，典型裂缝照片如图5.2.6-2所示。图5.2.6-1 墩身裂缝唐山侧展开图图5.2.6-2 墩身裂缝唐山侧照片此外，10号墩身唐山侧下部发现大面积泛白区域，泛白范围示意如图5.2.6-3所示。 图5.2.6-3 10#墩身唐山侧泛白范围示意图 = 2 * GB2 天津侧面10号墩身天津侧有108条裂缝，缝宽大于1mm的有3条，裂缝总长84.79m，占天津侧裂缝总数

34、的2.78。图5.2.6-4 墩身裂缝天津侧展开图10号墩身裂缝坐标记录见附表一，裂缝分布详图见附图一。 墩身裂缝分布无明显规律性，参照混凝土结构一般出现裂缝的原因，墩身裂缝应为施工时养生不当，混凝土收缩、温差作用产生的非结构性裂缝。5.2.7承台原承台埋于地面以下，承台顶覆土厚度约60cm，本次检测用反铲挖掘机对承台进行了开挖，使之露出顶面和侧面，然后人工清理承台表面残土，用清水冲洗承台表面，使之露出坚实的混凝土表面。检查未发现承台混凝土表面有开裂现象，开挖后承台照片如图5.2.7.1所示。 图5.2.7-1 开挖后承台现状照片5.3结构特殊检查5.3.1混凝土强度检测本次检测采用回弹取芯综

35、合法检测10号墩的混凝土强度。测区按构件布设在承台、墩身及盖梁上，其中墩身20个测区，承台20个测区，盖梁10个测区。首先采用砂轮机对每个测区表面进行打磨，清除混凝土表面的疏松层、浮浆，然后用吹风机将其表面吹干。测点在测区内均匀布置，测点与测点之间距离不宜小于20mm，测点距外露钢筋、预埋件的净距不宜小于30mm，测区离构件边缘距离不宜大于0.5m。测点应避开外露石子或气孔，同一测点只弹击一次，每个测区共记取16个回弹值，回弹值的读数估读至1。 = 1 * GB2 混凝土平均回弹值：式中：测区平均回弹值，精确至0.1Mpa； 第i个测点的回弹值。式中：测区混凝土换算强度值，精确至0.1Mpa。

36、 测区经修正后的平均回弹值，精确至0.1。 测区平均碳化深度，精确至0.5mm，时，按无碳化处理；时，按计算。按公路桥梁承载能力检测评定规程（报批稿）对该桥各构件进行强度评定。结构各部位混凝土强度修正后回弹平均值及平均换算强度见表5.3.1-1。测区回弹值及混凝土强度推定值详见附表二。混凝土强度换算值（回弹法） 表5.3.1-1测试部位测区数量修正后回弹平均值（Rm）平均换算强度(MPa)10号墩墩身2028.320.310号墩盖梁1046.444.610号墩承台2043.836.4由于该桥已运营多年，采用回弹法检测结构混凝土强度时，与回弹法检测混凝土抗压强度技术规程（JGJ/T232001）

37、适用条件差异较大。因此，采取钻取芯样进行抗压强度试验，确定其修正系数，然后对构件混凝土强度进行修正。 = 2 * GB2 芯样混凝土强度的计算芯样试件的混凝土换算强度值，应按下列公式计算：式中：芯样试件混凝土换算强度值，精确至0.1Mpa； 芯样试件抗压试验测得的最大压力； 芯样试件的平均直径(mm)； 不同高径比的芯样试件混凝土强度换算系数，按表5.3.1-2选用。 芯样试件混凝土强度换算系数 表5.3.1-2高径比（h/d）1.01.11.21.31.41.51.61.71.81.92.0系数1.001.041.071.101.151.151.171.191.211.221.24根据芯样混

38、凝土换算强度值，按下式计算测区混凝土换算强度值的修正系数： 式中：修正系数，精确至0.01；第i个芯样混凝土换算强度值，精确至0.1Mpa；对应第i个芯样部位用回弹法测得的测区混凝土换算强度值，精确至0.1 Mpa；芯样的个数。取芯样修正系数见表5.3.1-3。混凝土强度换算值（钻芯取样） 表5.3.1-3取样部位芯样砼换算强度值(MPa)回弹法测区砼强度换算值 (MPa)各芯样修正系数构件芯样修正系数10号墩墩身32.2028.31.141.1232.801.1630.101.0610号墩盖梁58.7046.41.271.3162.901.3610号墩承台58.2043.81.331.164

39、6.801.0747.101.08 = 3 * GB2 修正后的换算强度平均值及标准差：用修正系数将测区混凝土回弹强度换算值进行修正，按下式计算求出构件混凝土强度平均值及均方差。式中：构件混凝土强度平均值，MPa，精确至0.1MPa； 被抽取构件测区数之和； 构件混凝土强度标准差，MPa，精确至0.01MPa。 = 4 * GB2 构件混凝土强度推定值：=按公路桥梁承载能力检测评定规程（报批稿）对结构进行混凝土强度评定，承重构件实测强度状况评定标准见表5.3.1-4。构件修正后混凝土强度推定值见表5.3.1-5。承重构件实测强度状况评定标准 表5.3.1-4强度状态强度评定标度值0.901.0

40、0良好10.900.950.95较好20.810.890.90较差30.700.800.85坏的40.700.84危险5注：上表中，为推定强度匀质系数，；为平均强度匀质系数，；为构件混凝土实测强度推定值，为构件测区平均换算强度值，为混凝土极限抗压强度值。 构件混凝土强度推定值 表5.3.1-5测试部位测区数量修正后回弹平均值（Mpa）修正系数修正推定强度(MPa)设计标号强度评定标度值10号墩墩身2031.71.1221.13000.75 1.13 410号墩盖梁1060.81.3158.43002.09 2.17 110号墩承台2050.81.1639.43001.41 1.81 1注：旧规

41、范300号混凝土强度对应现行规范的C28，即极限抗压强度为28Mpa。按公路桥梁承载能力检测评定规程（报批稿）的有关要求，由表5.3.1-5可以看出， 10号墩墩身混凝土强度评定标度为4，其余构件混凝土强度评定标度为1。5.3.2碳化深度检测 结合构件的表观病害对构件进行碳化深度检测，以了解混凝土的耐久性。采用酚酞试剂法进行测试。采用75%的酒精溶液与白色酚酞粉末配置成浓度为12%的酚酞试剂，用装有直径20mm左右钻头的电钻在测点位置钻孔，要求露出新鲜破损面，用毛刷等工具清洁干净钻孔的粉末，然后将配置好的酚酞试剂喷到测孔壁上，待指示剂变色后，用游标卡尺测量混凝土表面至酚酞变色交界处的深度，酚酞

42、试剂由无色变为紫色部分混凝土未碳化，酚酞指示剂未改变颜色的混凝土已经碳化。各被测物件选取3个测点，每个测点在不同位置量测3个测值，取其平均值为混凝土的碳化深度值。实测碳化深度值见表5.3.2-1该桥已运营19年，承台埋于地下，地下水系丰富，承台侧表面常年处于潮湿状态。检测结果表明：承台混凝土未发生碳化。混凝土碳化深度测试记录表 表5.3.2-10号墩天津侧上游斜面点号碳化深度(mm)测点平均深度(mm)15.45.25.85.527.88.18.28.035.65.14.95.2混凝土碳化深度值6.210号墩唐山侧下游斜面点号碳化深度(mm)测点平均深度(mm)15.97.66.46.626.

43、66.36.86.634.95.64.34.9混凝土碳化深度值6.010号墩盖梁天津侧面点号碳化深度(mm)测点平均深度(mm)13.53.03.73.424.03.84.14.033.12.92.52.8混凝土碳化深度值3.4表5.3.2-1的数据表明，结构各部位的混凝土碳化深度值介于2.58.0mm5.3.3钢筋锈蚀电位检测混凝土内部钢筋的锈蚀会逐步削减其工作截面承载能力及耐久性。用半电池电位法对钢筋的可能锈蚀状况进行评定，每个测点取1个电位差，钢筋锈蚀检测部位与混凝土强度的检测部位相同。钢筋锈蚀判定依据见表5.3.3-1。测试结果见表5.3.3-2，根据实测资料绘制的电势分布图如图5.3

44、.3-1图5.3.3-3钢筋锈蚀状态判定依据 表5.3.3-评定标度值电位水平（mV）钢筋状态10-200无锈蚀活动或锈蚀活动不确定2-200-300有锈蚀活动性，但锈蚀状态不确定，可能坑蚀3-300-400有锈蚀活动性，发生锈蚀的概率90% 4-400-500有锈蚀活动性，严重锈蚀的可能性极大5-500构件存在锈蚀开裂区备注表中电位水平为采用铜硫酸铜电极时的量测值；混凝土湿度对量测值有明显影响，量测时构件应为自然状态，否则不能使用此评定标准。主要受力构件钢筋锈蚀电位变化表 表5.3.3-10号墩天津侧面-235-242-326-349-361-365-357-250-254-304-347-

45、359-360-365-289-294-311-337-348-355-358-293-299-322-329-312-301-330-295-316-329-344-343-339-360-308-327-334-367-357-354-363-312-313-332-362-349-355-37310号墩唐山侧面-318-325-355-423-443-445-417-313-329-341-415-410-392-407-347-323-373-431-503-419-405-369-367-392-435-428-421-452-377-384-398-437-447-418-424-

46、397-377-362-403-467-418-497-415-385-367-408-437-450-41310号墩盖梁唐山侧面-195-208-126-129-110-153-188-271-243-225-223-210-215-223-225-282-191-177-198-217-312-241-254-237-184-293-274-355-294-289-355-314-325-311-333-321-289-293-333-313-265-254-255-259-262-319-279-254-24010号墩承台天津侧面-445-438-454-450-444-465-478-

47、460-461-463-460-470-493-509-474-460-479-483-462-495-493-505-490-506-518-483-510-483-555-565-550-551-547-537-53310号墩承台唐山侧面-587-595-601-573-509-465-564-455-389-592-489-398-310-568-590-610-571-593-591-555-513-592-617-584-573-572-424-413-650-651-643-542-621-633-485(A) 天津侧面 (B) 唐山侧面图5.3.3-1 10号墩钢筋锈蚀状态比例图

48、(A) 天津侧面 (B) 唐山侧面图5.3.3-2 10号墩承钢筋锈蚀状态比例示意图图5.3.3-3 10号墩盖梁唐山侧钢筋锈蚀状态比例示意图按公路桥梁承载能力检测评定规程(报批稿)的相关要求，对墩身、承台、盖梁钢筋锈蚀状况进行评定，评定结果见表5.3.3-3。构件钢筋锈蚀评定结果表 表5.3.3-3检测部位主要电位水平评定标度值钢筋状态电位水平所占比例盖梁唐山侧面-200-30060%2有锈蚀活动性，但锈蚀状态不确定，可能坑蚀墩身天津侧面-300-40082%3有锈蚀活动性，发生锈蚀的概率90%唐山侧面-400-50055%4有锈蚀活动性，严重锈蚀的可能性极大承台天津侧面-400-50066

49、%4有锈蚀活动性，严重锈蚀的可能性极大唐山侧面-50075%5构件存在锈蚀开裂区由表5.3.3-2可以看出，10号墩承台天津侧面钢筋锈蚀最为严重，墩身钢筋锈蚀状况次之，盖梁钢筋锈蚀状况最轻，这是由于承台工作环境最为潮湿，墩身和承台工作环境潮湿程度递减的缘故。5.3.4钢筋分布及保护层厚度检测采用PROFOMETER 5S 型钢筋定位仪对构件进行钢筋位置及保护层探测。混凝土保护层厚度对结构钢筋耐久性的影响根据测量部位实测保护层厚度特征值与其设计值的比值来确定，混凝土保护层厚度对结构耐久性影响按表5.3.4-1来评判。混凝土保护层厚度对结构钢筋耐久性的评判标准 表5.3.4-1评定标度对结构钢筋耐

50、久性的影响10.95影响不显著20.850.95有轻度影响30.700.85有影响40.550.70有较大影响50.55钢筋易失去碱性保护，发生锈蚀测量部位的混凝土保护层厚度特征值按下式来计算：式中：混凝土保护层厚度平均值；，其中为结构或构件测量部位混凝土保护层厚度，为测点数；测量部位测点保护层厚度的标准差； 为混凝土保护层厚度合格判定系数值，按表5.3.4-2取用。混凝土保护层厚度合格判定系数值 表5.3.4-2n1015162425K1.6951.6451.595本次检测主要针对墩身、盖梁和承台的混凝土保护层厚度进行了抽样检测，检测部位及测试值汇总见表5.3.4-3。混凝土保护层厚度及钢筋

51、分布详见附图二混凝土保护层厚度测量值及评判结果 表5.3.4-测试部位最大值（mm）最小值（mm）平均值（mm）评定标度10号墩天津侧面主筋631638.5416.990.345分布筋572837.7523.940.48510号墩唐山侧面主筋803961.7041.610.833分布筋743764.0646.870.93210号墩盖梁唐山侧面主筋643350.9436.450.614分布筋865070.0753.980.90210号墩承台天津侧面主筋486057.0052.310.872分布筋576863.3856.780.95210号墩承台唐山侧面主筋455651.3345.580.763分

52、布筋496854.9040.280.674实测部位的混凝土保护层厚度均不符合设计要求。按公路桥梁承载能力检测评定规程(报批稿)的相关要求，10号墩天津侧面评定标度值为5，钢筋容易失去碱性保护、发生锈蚀，其余构件评定标度值介于24之间，保护层厚度对结构钢筋的耐久性均有不同程度的影响。在检测混凝土保护层厚度的部位同时检测了钢筋的分布情况。与设计比较，主钢筋分布的间距偏差为-186cm，箍筋间距偏差为-1310cm，部分不满足公路工程质量检验评定标准的要求。5.3.5标高测量由于缺乏成桥状态下桥面标高的历史资料和固定的高程观测点，桥面绝对高程变化及基础变位无法推算。 = 1 * GB1 10号墩承台

53、顶面承台标高测量以图5.3.5-1中A点为参考点，测量其他测点相对于该点的相对高差，各测点的相对高差如图5.3.5-图5.3.5-1 承台顶面相对高差统计图（单位：m）由图5.3.5-1可以看出，承台顶面各测点相对于A点的相对高差介于-0.018m0.036m之间，原因 = 2 * GB1 10号墩引桥侧T梁底面由于盖梁顶面混凝土表面较粗糙，故把标高测点布置在T梁底缘，共布置11个测点，测点布置示意详见图5.3.5-2，各测点相对标高值（以1号梁底面测点为参考点，假定高程为0.000）见表5.3.5-1，T梁底面相对标高对比如图5.3.5-3所示图5.3.5-2 10#墩顶T梁底缘T梁底标高测

54、点相对高差统计表 表5.3.5-1测点编号1234567891011相对标高（m）00.0050.0060.0150.0310.0220.0100.0100.0040.005-0.029图5.3.5-3 各T梁底面相对标高对比图从对比图中可以看出，T梁底标高是中间高两端低，相对于测点1的相对高差介于-0.029m0.031m之间 = 3 * GB1 10号墩主桥侧墩顶10号墩主桥侧墩顶标高测点布置在主桥支座正下方墩顶上缘，共布置4个测点，测点详细布置及测点相对标高（以图5.3.5-4中测点1为参考点，假定高程为0.000）如图5.3.5-4所示。图5.3.5-4 10号墩顶上缘测点布置图及相对

55、标高（单位：m）从图5.3.5-4可以看出，10号桥墩主桥侧墩顶标高相对于测点1的相对高差在-0.012m-0.046m = 4 * Arabic 4. 墩顶伸缩缝两侧桥面桥面标高测点布置在10号墩顶伸缩缝锚固混凝土两侧，测点详细布置见图5.3.5-5。图5.3.5-5本次检测假设10号墩顶伸缩缝天津(唐山)侧以图5.3.5-5中测点1(1)标高为0.000，设计值推算求得，实测值与设计值列于表5.3.5-2，10号墩顶伸缩缝天津侧及唐山侧实测及设计横桥向线形如图5.3.5-6图5.3.5-7所示。桥面标高测点相对高差统计表 表5.3.5-2测点1/12/23/34/45/5伸缩缝天津侧实测值

56、 (m)0.0000.0230.0430.0170.001设计值(m)0.0000.0190.0380.0190.000差值(m)00.0040.005-0.0020.001伸缩缝唐山侧实测值(m)0.0000.0280.0490.008-0.010设计值(m)0.0000.0190.0380.0190.000差值(m)00.0090.011-0.011-0.010图5.3.5-6 10#墩顶伸缩缝天津侧测点相对高差示意图（单位：m）图5.3.5-7 10#墩顶伸缩缝唐山侧测点相对高差示意图（单位：m） 从表5.3.5-2中数据及图5.3.5-65.3.5-7线形可以看出，10号墩顶伸缩缝天津

57、侧各测点实测值与设计最大偏差为0.005m，唐山侧最大偏差为0.011m。5.4工程地质钻探由于未收集到该桥的地质资料。10号墩位处地质勘探工作委托天津市政工程设计研究院地质勘查公司进行，有关10号墩位处地质情况详见岩土工程勘察报告天津市市政工程设计研究院，2007.11。检测勘查工作量及试验项目见表5.4-1。 工程勘查量及试验项目统计表 表5.4-1野外工作原状取土孔246.0m室内试验物理性47组800kPa压缩12组固结快剪22组颗粒分析11组该工程共布置原状取土孔2个，孔深均为46m，布孔位置详见图5.4-1。图5. 4-1 钻孔位置示意图地质钻孔揭示底层均系第四纪松散堆积物，根据地

58、质年代及时代成因，共分为七个地质成因层。各地质层所包含土层及其容许承载力值见表5.4-2。 场区各土层容许承载力值 表5.4-2层序岩土名称厚度(m)底板标高(m)承载力容许值0(KPa) = 2 * GB3 -1粘土1.001.30-1.61-1.62120 = 2 * GB3 -2亚粘土0.50-2.11-2.12100 = 3 * GB3 亚粘土8.508.80-10.61-10.92130 = 4 * GB3 -1亚粘土7.307.90-18.22-18.51150 = 4 * GB3 -2粉细砂3.904.10-22.12-22.61140 = 5 * GB3 粘土3.504.00-

59、26.11-26.12170 = 6 * GB3 亚粘土4.104.50-30.21-30.62180 = 7 * GB3 -1粉细砂10.0011.50-40.21-44.12200 = 7 * GB3 -2亚粘土最大揭示厚度220依据公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ024-85）按下式计算单桩竖向极限摩阻力。 式中：单桩竖向极限摩阻力；U桩周长；l桩长；各土层厚度；各土层容许承载力。以 = 7 * GB3 -1粉、细砂作为桩基持力层，所估算的单桩竖向极限摩阻力值如表5.4-3。单桩竖向极限摩阻力 表5.4-3孔号桩顶标高桩端标高有效桩长桩径平均极限摩阻力值单桩竖向极限摩阻力值单位：m单位

60、：kN单位：kN1-0.70-38.70381.546.282772-0.70-38.70381.546.18255根据中国地震动参数区划图及中国地震烈度区划图，该场地地震基本烈度为7度，地震加速度为0.15g。按公路工程抗震设计规范(JTJ004-89)，结合本场地土的情况，场地土类别评定为 = 3 * ROMAN III类。根据野外鉴别和室内土工实验结果显示，场区地面下20米范围内均为粘性土，由此可以判定，本工程场地在地震基本烈度为7度的条件下，不存在液化现象，该场地为非液化场地。6 结构计算分析6.1 盖梁开裂的计算分析6.1.1结构模型采用MIDAS建立全桥有限元模型（图6.1.1-1