在役桥梁结构安全性的检测与评估

在役桥梁结构安全性的检测与评估研究摘要：以连霍高速公路郑洛段某混凝土空心板桥梁结构安全性的检测与评估为例，介绍了在役桥梁结构安全性检测与评估的基本方法与思路，可为同类桥梁检测评估工作提供有益借鉴。abstract:thispaperintroducesbridgestructuresafetyinspectionandassessmentofpre-stressconceteofthelian-huohighwayroadzhengzhoutoluoyang.inservicebridgestructuresafetytestingandevaluationofthebasicmethodsandideas，itmaybeusedasreferencefortheexaminationandevaluationofthetestingthesamekindbridgebeams．关键词：桥梁；安全性；检测与评估keywords:bridge；safety；inspectionandassessment0引言在役桥梁结构安全性的检测、评估基本理论主要是基于桥梁外观检查和有关无损检测结果对桥梁的承载能力做出评定［1］。首先，根据桥梁外观检查结果对其技术状况进行评定；其次，通过对桥梁构件缺损状况的检测评定，构件材质强度变异对结构的影响，综合对桥梁的技术等级进行评定；然后，通过调查确定不同技术等级桥梁所对应的检算系数z1；引入混凝土截面折减系魏c和钢筋截面折减系数gs；从耐久性的角度考虑以上方面对桥梁结构承载能力的影响，并引入承载能力恶化系数ge来反映这一影响；最后，运用在役桥梁承载能力评定公式量化评定出桥梁实际承载能力。下面以连霍高速公路郑洛段某混凝土空心板桥梁结构安全性的检测与评估为例作以下探讨。工程概况该桥梁工程位于连霍高速公路郑洛段，中心桩号为k685+898，于1995年建成并投入使用。该桥上部结构为10米跨装配式预应力混凝土空心板，分为南北两幅，每幅桥宽12米，由12块空心板组成，桥梁净宽11米。相关的检测项目及检测结果外观质量调查经外观质量调查发现桥上路面有裂缝、单板受力、伸缩缝型钢断裂等；板及板间铰缝多处出现露筋、板头破损、板间铰缝脱落、错台等；支座及垫石多处出现压缩变形、错位、露筋、支座脱空等；护砌台侧存在裂缝，局部沉陷等。检查评定结果：根据《公路桥涵养护规范》［2］中表3.5.2-3评定其等级为四类，于是可确定其表观缺损状况评定标度值为4，材料风化评定标度值为3，物理与化学损伤评定标度值为3。混凝土强度检测经回弹法检测该桥梁的部位和混凝土抗压强度，见表1。检测评定结果：该桥桥面板结构混凝土的推定强度为48.38mpa，满足结构混凝土c40的设计要求，确定其强度评定标度值为1。钢筋锈蚀电位基于文献［1］对混凝土中钢筋锈蚀电位的检测方法，对南幅外露钢筋进行试验，检测结果见表2。检测评定结果：结合文献［1］对钢筋锈蚀电位的评判标准，可确定其评定标度值为2，即钢筋有锈蚀活动，但锈蚀状态不确定，可能坑蚀。混凝土电阻率检测实测混凝土电阻率的测点数及所占的百分率，见表3。检测评定结果：混凝土电阻率平均值为11500ecm,说明该桥结构混凝土已受到中度腐蚀。结合文献［1］，确定其评定标度值为3。钢筋混凝土保护层厚度检测该桥混凝土行车道板钢筋保护层设计厚度为40mm，现场检测的混凝土保护层厚度见表4。检测评定结果：钢筋保护层厚度平均值为41.5mm，大于设计厚度，但保护层厚度离散性较大，结合文献［1］，确定其评定标度值为2。混凝土碳化深度检测经现场检测评定，混凝土碳化深度平均值为13.7mm，未超过钢筋保护层的平均厚度，钢筋锈蚀的危险性不大，但碳化深度不均匀，如果不采取适当措施，钢筋有锈蚀的可能性。结合文献［1］，确定其评定标度值为2。混凝土氯离子含量的测定经现场钻取混凝土粉末并进行化学分析试验，其含量影响钢筋锈蚀的程度见表5。检测评定结果：混凝土中氯离子含量均小于0.4%。所以结构中钢筋受氯离子的侵蚀很弱。结合文献［1］，确定其评定标度值为2。相关评定系数的确定一论文发衷专家一

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中国学木期刊网3.1承载能力检算系数（zl）根据外观检查和检测评定结果,结合文献［1］中公式（7.7.1）可确定该桥梁结构的技术状况评定值d=0.4X4+0.3X1+0.3X1=2.2（其中，结构固有模态参数未测定,评定标度取1）。通过查配筋混凝土结构的承载能力检算系数表可确定该桥梁的承载能力检算系数z1=1.08。3.2承载能力恶化系数（ge）根据外观检查和检测评定结果,结合文献［1］中表7.7.4-1中公式，可确定该桥梁结构的技术状况e=0.32X4+0.11X2+0.05X3+0.20X2+0.12X2+0.15X2+0.05X1=2.64,查配筋混凝土结构的承载能力恶化系数表可确定该桥梁的承载能力恶化系数ge=0.09。3.3截面折减系数（gc、gs）根据外观检查和检测评定结果,结合文献［1］中公式（7.7.5）可确定该桥梁结构的技术状况r=0.10X3+0.35X2+0.55X3=2.65，查文献［1］中表7.7.5-1—表7.7.5-4可确定该桥梁结构的混凝土截面折减系数gc=0.96；根据文献［1］中表7.7.6可确定该桥梁结构的钢筋截面折减系数gs=0.92。承载能力评定对该在役桥梁承载能力评定,把根据实际检测结果所获得的各评定系数代入文献［1］中公式（7.3.1）,得到实测极限弯矩为：m■■二・r・a・？孜・？孜-■・z・（1—?孜・）二.X1280X1177.5X0.92X［0.96X（500-52.5）-71.6/2］X1.08X(1-0.09)=429.328kn-m原设计承载力的极限弯矩为：mp二・r・a・h■=1/1.25X1280X1177.5X[(500-52.5)-71.6/2]=496.411kn-m可得：m・・/mp=86.5%。检测结论和建议检测结论①桥面铺装问题。通过外观检查，桥面铺装存在不同程度的龟裂、纵向裂缝、碎脆、坑槽及车辙病害问题。②单板受力问题。外观质量检查表明，该桥单板受力问题较严重。③不均匀沉降问题。桥头填土路基的不均匀沉降，导致了桥台、背墙等的开裂、伸缩缝破损以及桥头跳车等问题，加之排水设施所存在的问题而引起的水流冲刷，更加剧了浆砌锥坡破损、勾缝脱落、填土空洞等问题的产生。④正截面承载能力。计算结果表明，该在役桥梁结构的正截面承载能力超限幅度小于15%，尚能满足正常通行的要求，但为保证该桥梁结构的长期运营安全，仍应进行必要的维修、维护处理。主要技术建议①加强铺装层的整体性。首先，铣刨桥面铺装，凿除松散结构，然后植入钢筋网，使桥面铺装与主梁联为一体；其次，加大水泥混凝土桥面铺装的厚度；另外，加密、加粗桥面铺装钢筋网中横向的

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中国学木期刊网钢筋。②支座的更换。应对无法正常工作的桥梁支座、垫石进行必要的更换或处理。对支座局部脱空需要抬高支座时，可根据抬高量选用垫入钢板；更换为板式橡胶支座；就地浇筑钢筋混凝土支座垫石等方法。③桥头填土路基的处理。对桥头填土路基的处理建议采用静力注浆或采用高压喷射注浆的方法。④混凝土裂缝、损伤等的修复。可根据检测评估的结果，采取封闭裂缝、防止预应力筋锈蚀等措施，必要时采