桥梁承载能力评定报告

承载能力评定报告报告编号：共57页二零一四年七月特别声明1．报告无检验单位“检测报告专用章”“计量合格证章”和“检测资质章”无效。2．3．报告涂改无效。4．对检测报告假设有异议，应于收到报告之日起十五日内向检验单位提出，逾期不予受理。目录一、工程概况1二、评定目的、内容与方法21.评定目的22.评定内容23.评定方法33.1桥梁一般检查33.2特殊检查53.3承载能力检算分析53.4荷载试验测试64.评定依据65.仪器设备6三、桥梁调查与检测71.桥梁病害与分析71.1上部结构71.2下部结构141.3桥面系172.桥梁检测232.1几何状态测量232.2混凝土强度检测242.3混凝土碳化深度检测252.4混凝土保护层厚度检测262.5钢筋锈蚀电位检测282.6电阻率282.7氯离子含量292.8根底与地基303.桥梁技术状况评定303.1构件权重重分配303.2桥梁技术状况等级评定30四、桥梁结构检算321.承载能力检算321.1前言321.2检算要点321.3检算依据331.4承载力检算332.桥梁承载能力评定342.1分项检算系数确定342.2截面折减系数的计算352.3桥梁承载能力评定35五、荷载试验371.静载实验371.1试验荷载确实定原那么371.2加载工况及测点布置381.3实验结果及分析402.动载试验422.1测试内容及测点布置422.2实验结果及分析43六、结语及养护、加固建议471.结语471.1桥梁技术状况评定结论471.2结构检算结论471.3静载实验结论481.4动载试验结论482.养护、加固建议48附录1加载车辆过磅单49附表2强度、碳化深度检测记录表49附表3钢筋保护层厚度检测记录表51附表4钢筋氯离子含量52附表5钢筋锈蚀电位检测表53附表6应变实测值表54附表7加载示意图56一、工程概况1.工程概况***大桥位于，其结构形式为十一跨简支空心板，预应力混凝土结构，每跨有十一片空心板。桥长220m，跨径组合11×20m。设计荷载汽-20级，其正面照、侧面照如以下图所示:图1-1***大桥正面照图1-2***大桥侧面照2.工作概况此次***大桥桥梁动静载试验工作由检测中心专业检测人员全程参与完成，涉及桥梁外观检测、材料性能检测、几何外观调查、桥梁结构检算、桥梁技术状况评定、桥梁承载能力评定等，各项工作的详尽介绍将在后续章节中一一列出，此处不再赘述。二、评定目的、内容与方法1.评定目的本次试验的目的是通过对桥梁结构进行外观调查、结构检测以及静动载试验，检验桥梁结构正常使用的工作状态和技术状况以及在试验荷载作用下的实际受力状况是否满足设计及标准要求，并通过现场检测结果及荷载试验数据的综合分析，对桥梁结构做出总体评价。2.评定内容〔1〕通过外观调查，查明待检桥梁的根本情况，完善桥梁的健康档案，为桥梁养护档案管理工作的电子化、数据化或桥梁信息管理系统提供可靠的根底资料；〔2〕根据结构检测情况，诊断桥梁结构材料缺损状况，揭示桥梁的平安隐患，评估待检桥梁的技术状况，掌握桥梁的完好状态和退化程度；对难以判断其损坏程度和原因的桥梁构件，提出进一步检测、试验或监控的建议，确保运营平安。〔3〕通过桥梁结构检算，对桥梁结构主要承重构件的承载能力极限状态和正常使用极限状态下的有关指标进行验算，初步评估桥梁结构的承载能力水平；〔4〕通过静载试验，掌握结构的现有工作状况，判断桥梁的实际工作状况是否符合设计要求或处于正常受力状态；〔5〕通过动载试验，测得在移动车辆荷载作用下桥梁结构实际的动态增量，了解桥跨结构的固有振动特性，进而判别结构在受到不同动荷载作用下的动态反响是否在桥梁的一般容许范围内；〔6〕根据各项评定结果，对桥梁的承载能力及工作状况做出综合评价；〔7〕对检测出的桥梁病害分析原因，提出合理的消除措施，为养护维修加固提供依据。3.评定方法以全桥为对象，针对上部结构，下部结构和桥面系各个主要部件存在的病害缺陷进行记录评定，并结合《公路桥梁技术状况评定标准》JTG/TH21-2011、对全桥的技术状况进行打分评定，了解该桥的技术状况；同时依据《公路桥梁承载能力检测评定规程》〔JTG/TJ21-2011〕对全桥进行承载能力评定。根据有关技术标准的要求，结合桥梁结构的根本情况，为能够确切地对桥梁的质量状况做出评价，本次检测评定主要从以下几个方面进行。3.1桥梁一般检查桥梁一般检查〔包括裂缝检测〕主要是对结构物及其附属设施的外露构件或部位外表进行全面的近距离检查，主要检测桥梁的表观病害。本桥检测过程中使用搭建支架的方法来接近构件实施检查。桥梁一般检查以人工目测观察结合仪器观测进行，仪器观测以简单的工具和仪器设备为主，如裂缝观测仪、钢卷尺、游标卡尺、手工锤，调查详细记录病害的位置、大小、范围和程度，分析判断病害性质、产生的原因及危害。调查分上部结构、下部结构、支座、桥面系及附属设施四局部进行，调查具体内容见表2-1～表2-3所列。表2-1上部结构具体调查内容序号检查工程具体检查内容1表观病害调查包括蜂窝、麻面、孔洞、破损、腐蚀、露筋、锈蚀、保护层剥落、渗漏；记录病害位置、大小、范围及程度；分析判断病害产生的原因及危害。2裂缝检测记录裂缝位置、形态、走向、间距；测量典型裂缝长度和裂缝宽度，对超限裂缝测量裂缝深度；分析判断裂缝性质、原因、稳定性及危害。重点检查：跨中、支点截面及附近主板有无结构受力裂缝。表2-2下部结构具体检查内容序号检查工程具体检查内容1外表病害调查台帽是否有水侵、蜂窝、麻面、保护层剥落、露筋、锈蚀；记录病害位置、大小、范围及程度；分析判断病害产生的原因及危害。2裂缝检测记录裂缝位置、形态、走向、间距；测量裂缝长度和典型裂缝宽度；分析判断裂缝性质、原因、稳定性及危害。3根底检查根底下是否发生不许可的冲刷或淘空现象。重点检查：墩台根底有无砌块断裂，根底是否有不许可的冲刷。表2-3桥面系及附属设施具体检查内容序号检查工程具体检查内容1桥面铺装是否有开裂、鼓包、松散、车辙等现象；桥面纵、横坡是否平顺，桥头是否平顺，有无跳车；尤其注意病害是否与上部结构的病害相关联。2栏杆是否有撞坏、断裂、松动、错位、缺件等现象。3桥面排水设施桥面排水是否畅通；泄水管是否完整，有无丧失、残缺、堵塞等现象；注意泄水管外伸长度，是否排水时对主板造成侵蚀。4伸缩缝伸缩缝有无高差、损坏、堵塞、扭曲、变形，是否堵塞卡死；桥头有无跳车现象；特别注意缝宽是否正常。5护坡有无下沉、开裂、破损、滑移；6记录、分析记录病害位置、大小、范围及程度；分析判断病害产生的原因及危害。3.2特殊检查特殊检查是由专业检查工程师借助一定的物理、化学或无破损手段对桥梁一个或多个组成局部进行的特别工程调查〔一般检查所未能触及的〕、测强和测伤或测缺，旨在提出缺损的程度、范围和产生原因以及一般检查未能发现的损伤，分析各种缺损或损伤所能造成的后果或潜在缺损可能会对结构带来的危险。3.3承载能力检算分析桥梁承载力检算主要是根据检测数据对桥梁结构主要承重构件的承载能力极限状态和正常使用极限状态下的有关指标进行验算。根据《公路钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计标准》〔JTGD62-2004〕〔以下简称“设计标准”〕的要求。3.4荷载试验测试通过静力荷载试验，测定桥梁结构在静力试验荷载作用下控制截面的挠度与应变，并通过对试验观测数据和试验现象的综合分析，检验结构控制截面的挠度值和应变值等主要试验测试指标能否符合设计及有关标准、规定的要求，从而掌握桥梁结构在试验荷载作用下的工作性能，对桥梁结构承载能力状况与使用条件做出总体评价。4.评定依据〔1〕《公路桥梁承载能力检测评定规程》〔JTG/TJ21-2011〕；〔2〕《公路桥修养护标准》〔JTGH11-2004〕5.仪器设备序号仪器设备名称测试精度型号规格产地用途1回弹仪1ZC3-A中国混凝土强度测试2保护层厚度测试仪0.5mmCM9中国混凝土保护层测量3钢筋锈蚀仪1%DJXS中国钢筋锈蚀程度测量4混凝土电阻率测量仪4PC1016英国电阻率测量三、桥梁调查与检测1.桥梁病害与分析1.1上部结构上部承重构件表3-1上部承重构件缺损状况缺损位置缺损描述病害照片构件标度及扣分值病害分析K1跨1#墩顶11#板左侧混凝土掉块A=25*25cm2225分混凝土浇筑时密实度不够，加之外物刮蹭所致，掉块面积较大。K1跨空心板底板完好10分结构构件完好无损。K1跨空心板板底错位235分梁体安装过程标高控制不到位。K2跨空心板斜板底错位235分梁体安装过程标高控制不到位。K3跨空心板板底局部错位235分梁体安装过程标高控制不到位。K5、K6、K7、K9跨空心板板底局部错位235分梁体安装过程标高控制不到位。K7跨4#、5#、6#板距6#墩约7m位置三条横向贯穿裂缝345分结构性裂缝，系设计不当〔梁腹板纵向布置较稀，构造尺寸偏小〕所致，较为严重。K7跨7#板钢筋网外露345分混凝土保护层厚度不够，导致钢筋网外露。易发生锈蚀。K7跨5#、8#板底距6#墩10m处两条贯穿裂缝345分结构性裂缝，由外荷载引起，预示结构承载能力缺乏。K7跨3#板底距6#墩11m处一条贯穿裂缝345分结构性裂缝，由外荷载引起，预示结构承载能力缺乏。K7跨6#、7#、8#、9#、10#板底距6#墩13m处各有一条贯穿裂缝345分结构性裂缝，由外荷载引起，预示结构承载能力缺乏。K7跨5#、6#板底距6#墩14m处各有一条裂缝345分结构性裂缝，由外荷载引起，预示结构承载能力缺乏。K8跨空心板板底多处错位345分梁体安装过程标高控制不到位。K10跨11#板左侧骨料大面积外露225分混凝土浇筑时密实度不够，加之脱模不当，未进行后期修复导致。K10、K11跨空心板底板全部错位345分梁体安装过程标高控制不到位。K11跨2#板严重错位345分梁体安装过程标高控制不到位。根据《公路桥梁技术状况评定标准》〔JTGTH21-2011〕上部结构承重构件评定标准，上部承重构件中等缺损，出现轻度功能性损害，评定级别为三级。1.1.2上部一般构件表3-2上部一般构件缺损状况缺损位置缺损描述病害照片构件标度及扣分值病害分析K4跨1#、2#、3#勾缝勾缝脱落235分勾缝材料强度不够，粘结性不强，加之车辆荷载引起板间振动，导致勾缝脱落。K5、K6、K7跨空心板板间勾缝大局部脱落235分勾缝材料强度不够，粘结性不强，加之车辆荷载引起板间振动，导致勾缝脱落。K8跨空心板间勾缝全部脱落235分勾缝材料强度不够，粘结性不强，加之车辆荷载引起板间振动，导致勾缝脱落。K9跨空心板间板间勾缝全部脱落235分勾缝材料强度不够，粘结性不强，加之车辆荷载引起板间振动，导致勾缝脱落。K11跨4#、5#勾缝勾缝渗水、钙化235分勾缝材料强度不够，粘结性不强，渗水加剧材料松动，加之车辆荷载引起板间振动，导致勾缝脱落。根据《公路桥梁技术状况评定标准》〔JTGTH21-2011〕上部结构一般构件评定标准，上部一般构件有中等缺损，材料功能降低，评定级别为二级。支座表3-3支座缺损状况缺损位置缺损描述病害照片构件标度及扣分值病害分析K1跨支座支座剪切变形235分安装不合理致个别支座受力过大及使用过程中汽车制动作用引起剪切变形K2跨支座支座局部脱空345分梁体竖向位移不一致导致支座变形脱空。根据《公路桥梁技术状况评定标准》〔JTGTH21-2011〕上部结构支座评定标准，支座出现轻度功能性病害，尚能维持正常使用，评定级别为三级。1.2下部结构1.2.1翼墙、耳墙根据《公路桥梁技术状况评定标准》〔JTGTH21-2011〕下部结构翼墙、耳墙评定标准，翼墙、耳墙状况良好，评定级别为一级。1.2.2锥坡、护坡根据《公路桥梁技术状况评定标准》〔JTGTH21-2011〕下部结构锥坡、护坡评定标准，锥坡、护坡状况良好，评定级别为一级。1.2.3桥墩表3-4桥墩缺损状况缺损位置缺损描述病害照片构件标度及扣分值病害分析K2跨2#墩顶盖梁渗水225分桥面排水系统不畅，导致水流至墩顶盖梁。K3宽3#墩顶盖梁蜂窝麻面220分混凝土振捣不密实，加之脱模不当，导致蜂窝麻面的产生。K4跨4#盖梁右侧网状裂缝235分收缩徐变产生裂缝。K5跨5#墩盖梁局部渗水225分桥面排水系统不畅，导致水由上部结构流至盖梁。K8跨8#墩盖梁蜂窝麻面335分浇筑混凝土时振捣不密实，引起蜂窝麻面。根据《公路桥梁技术状况评定标准》〔JTGTH21-2011〕下部结构桥墩评定标准，桥墩状况良好，评定级别为二级。1.2.4桥台表3-5桥台缺损状况缺损位置缺损描述病害照片构件标度及扣分值病害分析0#台左侧开裂235分受力不均匀，导致桥台产生结构性裂缝。0#台盖梁局部渗水225分上部结构排水不畅，经由盖梁流至下部结构。0#桥台渗水225分上部结构排水不畅，流至盖梁。11#桥台台身渗水225分上部结构排水不畅，经由盖梁流至下部结构。根据《公路桥梁技术状况评定标准》〔JTGTH21-2011〕下部结构桥台评定标准，桥台状况良好，有局部缺损，评定级别为二类。墩台根底根据《公路桥梁技术状况评定标准》〔JTGTH21-2011〕下部结构墩台根底评定标准，墩台根底状况良好，评定级别为一类。1.2.6河床根据《公路桥梁技术状况评定标准》〔JTGTH21-2011〕下部结构河床评定标准，河床状况良好，评定级别为一类。1.3桥面系1.3.1桥面铺装表3-6桥面铺装缺损状况缺损位置缺损描述病害照片构件标度及扣分值病害分析0#桥台伸缩缝堵塞卡死340分垃圾清洁不到位、不及时，导致伸缩缝堵塞、卡死。0#桥台伸缩缝锚固区混凝土破损340分车辆荷载冲击作用使锚固区混凝土压碎。第一联标线局部模糊225分车辆冲击等外荷载对路面标志线造成不可逆的损坏。K4跨—K10跨桥面两条纵向裂缝225分车辆冲击等外荷载对路面造成不可逆的损坏。行车道板局部坑槽、车辙225分车辆冲击等外荷载对路面造成不可逆的损坏。K8跨桥面板15条纵向裂缝225分车辆冲击等外荷载对路面造成不可逆的损坏。根据《公路桥梁技术状况评定标准》〔JTGTH21-2011〕桥面铺装评定标准，桥面铺装状况良好，评定级别为二级。人行道表3-7人行道缺损状况缺损位置缺损描述病害照片构件标度及扣分值病害分析人行道板多处开裂、破损、露筋225分施工过程质量不过关，加之后期人群荷载作用导致此类病害发生。桥头两侧人行道板破损、变形225分施工过程质量不过关，加之后期人群荷载作用导致此类病害发生。根据《公路桥梁技术状况评定标准》〔JTGTH21-2011〕人行道评定标准，人行道状况良好，评定级别为二级。护栏、栏杆表3-8护栏、栏杆缺损状况缺损位置缺损描述病害照片构件标度及扣分值病害分析全桥完好10分无根据《公路桥梁技术状况评定标准》〔JTGTH21-2011〕护栏评定标准，护栏状况良好，评定级别为一级。排水系统表3-9排水系统缺损状况缺损位置缺损描述病害照片构件标度及扣分值病害分析泄水孔局部堵塞10分无根据《公路桥梁技术状况评定标准》〔JTGTH21-2011〕排水系统评定标准，排水系统状况良好，评定级别为二级。1.3.5照明、标志表3-10照明、标志缺损状况缺损位置缺损描述病害照片构件标度及扣分值病害分析照明设施路灯缺失225分无根据《公路桥梁技术状况评定标准》〔JTGTH21-2011〕照明、标志评定标准，照明、标志状况良好，评定级别为二级。2.桥梁检测2.1几何状态测量桥面几何状态测点布置：全桥测点布置位置为墩台处断面和跨中断面,共布置21个线形测点；几何状态测量结果见表3-11：表3-11桥梁纵向线形实测结果〔单位：cm〕测点序号实测值距桥头距离111902118.281103118.636204118.514305118.358406118.06507118.368608117.24709118.7038010118.249011120.11310012118.71111013118.71912014117.36313015117.0731401611745616018117.68317019118.55618020118.45919021118.421200图3-1桥梁纵向线形图由表3-11及图3-1可以看出，***大桥桥面线形较为平顺，中跨桥面由于荷载作用出现轻微波浪形起伏，桥面纵向线形总体良好。2.2混凝土强度检测混凝土强度的检测方法：混凝土强度一般采用混凝土回弹仪回弹法检测。在检测满足要求的根底上，各类构建的抽样尽量选择有代表性的桥跨进行回弹测试。在经过外观检查之后，外观质量明显较好的跨段可不进行强度检测或少布置测区；外观质量明显较差的跨段可以提高检测的频率。依据混凝土桥梁结构或构件实测强度推定值或测区平均换算强度值，计算其推定强度匀质系数Kbt或平均强度匀质系数Kbm，按规定确定混凝土强度评定表度。表3-12桥梁混凝土强度评定标准强度状况评定标度≥0.95≥1.00良好1(0.90,0.95](0.95,1.00]较好2(0.90,0.80](0.95,0.90]较差3(0.80,0.70](0.90,0.85]差4<0.70<0.85危险52.2.2混凝土强度检测结果回弹强度检测结果说明，所抽测构件均呈现较好的状态，评见表3-13：表3-13桥梁结构构件材质强度构件名称混凝土抗压强度〔MPa〕推定强度匀质系数平均强度匀质系数评定标度构件强度状态实测标准差设计值实测平均值实测标准差实测最小值实测推定值K2跨4#板5048.001.573845.42(0.90,0.95](0.95,1.00]2较好K2跨5#板5048.291.853045.24(0.70,0.80](0.85,0.90]2较好2.3混凝土碳化深度检测混凝土碳化深度的检测方法：〔1〕取回弹测区的30%做碳化深度检测；〔2〕取所有碳化深度测点测值的平均值作为该构件每测区的碳化深度值；混凝土碳化状况评定方法：根据测区混凝土碳化深度平均值与实测混凝土保护层厚度平均值的比值，依下表的规定确定混凝土碳化评定标度。表3-14混凝土碳化评定标准评定标度评定标度<0.51[1.5,2.0)4[0.5,1.0)2≥2.05[1.0,1.5)3混凝土碳化深度状况混凝土碳化深度状况检测结构说明，所抽检构件碳化深度对强度的影响范围很小，并且碳化深度均小于混凝土保护层厚度，混凝土对钢筋的碱性保护未失效。详见表3-15：表3-15混凝土碳化深度检测结果构件名称混凝土碳化深度实测平均值〔mm〕碳化深度/平均保护层厚度评定标度值混凝土碳化影响程度K2跨4#板0.4<0.51完好K2跨5#板0.4<0.51完好2.4混凝土保护层厚度检测混凝土保护层厚度检测方法依据《混凝土中钢筋检测技术规程》〔JGJ/T152—2008〕，在结构承重构件或其主要受力部位布置测区，采取电磁检测方法进行无损检测。检测构件或部位的钢筋保护层厚度平均值按下式计算：式中：—钢筋保护层厚度实测值，精确至0.1mm。n—检测构件或部位的测点数。检测构件或部件的钢筋保护层厚度特征值按下式计算：式中：—钢筋保护层厚度实测值标准差，精确至0.1mm；—判定系数，按下表取用。表3-16钢筋保护层厚度判定系数n10--1516--24≥241.6951.6451.595最后根据检测构件或部位的钢筋保护层厚度特征值与设计值的比值，按下表的规定确定钢筋保护层厚度评定表度。表3-17钢筋保护层厚度评定标准对结构钢筋耐久性影响评定标度>0.95影响不显著1(0.85,0.95]有轻度影响2(0.70,0.85]有影响3(0.55,0.70]有较大影响4≤0.55钢筋易失去碱性保护，发生锈蚀5混凝土保护层厚度混凝土保护层厚度检测结果说明，板梁混凝土保护层厚度评定标度为2，对结构混凝土的耐久性有轻度影响。详见表3-18：表3-18混凝土保护层厚度检测结果构件名称保护层厚度〔mm〕特征值Dne设计值DndDne/Dnd评定对结构混凝土耐久性的影响最大值最小值平均值标准差标度值K2跨4#板402629.73.2028.8300.961影响不显著K2跨5#板412629.64.1628.4300.952有轻度影响2.5钢筋锈蚀电位检测混凝土中钢筋的锈蚀不仅影响结构的耐久性，而且影响结构的平安性，钢筋锈蚀电位直接反响了混凝土中钢筋锈蚀的活动性。通过测试钢筋混凝土与参考电极之间的电位差，可判断钢筋发生锈蚀的概率。通常，电位差越大混凝土中钢筋发生锈蚀的可能性越大。本桥采用半电池电位法，电极采用硫酸铜电位电极，对每个测区布设20个测点。测试结果如下：表3-19混凝土钢筋锈蚀电位检测结果构件名称电位水平〔mV〕评定标度值钢筋状况K1跨1#梁-2302有锈蚀活动，但锈蚀状态不确定，可能坑蚀K1跨3#梁-2392有锈蚀活动，但锈蚀状态不确定，可能坑蚀K2跨1#梁-2442有锈蚀活动，但锈蚀状态不确定，可能坑蚀K2跨3#梁-2382有锈蚀活动，但锈蚀状态不确定，可能坑蚀K3跨1#梁-2442有锈蚀活动，但锈蚀状态不确定，可能坑蚀K3跨3#梁-1751无锈蚀活动性或锈蚀活动性不稳定K4跨1#梁-1731无锈蚀活动性或锈蚀活动性不稳定K4跨3#梁-1731无锈蚀活动性或锈蚀活动性不稳定1#墩-2552有锈蚀活动，但锈蚀状态不确定，可能坑蚀从抽检的混凝土钢筋锈蚀电位检测结果可以看出，绝大多数钢筋无锈蚀活动，或锈蚀状态不确定，后期养护时进行定期观察即可。2.6电阻率混凝土中的电阻率反响了混凝土的导电性能可间接反响钢筋锈蚀的可能速率，通常混凝土的电阻率越小，混凝土的导电性能越强，钢筋锈蚀开展速度越快。本桥采用四电极法检测混凝土的电阻率，每个测区布置25个测点。测试结果如下：表3-20混凝土钢筋锈蚀电位检测结果构件名称电阻率〔Ω˙cm〕评定标度值可能锈蚀的速率K1跨1#梁160002慢K1跨3#梁160002慢K2跨1#梁150002慢K2跨3#梁170002慢K3跨1#梁190002慢K3跨3#梁210001很慢K4跨1#梁230001很慢K4跨3#梁230001很慢1#墩150002慢从抽检的混凝土电阻率检测结果可以看出，钢筋锈蚀的开展速度慢，情况不严重，加强后期观察即可。2.7氯离子含量混凝土中氯离子可诱发并加速钢筋锈蚀，测量混凝土中氯离子含量可可间接评判钢筋锈蚀活化的可能性。混凝土中氯离子含量越高，钢筋锈蚀活化的可能性越大。通过对不同部位构件进行混凝土取样，通过化学分析进行测定。每个被测构件取3个测区。表3-21混凝土氯离子检测结果构件名称氯离子含量〔百分比〕氯离子含量〔占水泥含量的百分比〕评定标度值诱发钢筋锈蚀的可能性K1跨1#梁0.23[0.15，0.40)2不确定K1跨3#梁0.24[0.15，0.40)2不确定K2跨1#梁0.22[0.15，0.40)2不确定K2跨3#梁0.29[0.15，0.40)2不确定K3跨1#梁0.30[0.15，0.40)2不确定K3跨3#梁0.30[0.15，0.40)2不确定K4跨1#梁0.31[0.15，0.40)2不确定K4跨3#梁0.32[0.15，0.40)2不确定1#墩0.32[0.15，0.40)2不确定依据JTG/TH21-2011显示，从混凝土氯离子含量抽检的结果可以看出，诱发钢筋锈蚀的可能性不大，加强后期观察即可。2.8根底与地基桥梁根底的变位会对超静定结构的内力变化造成影响，因此，应适当的设立永久性观测点，进行通过永久性观测点平面坐标与高程的变化分析其变位。通过观测与设计资料翻查，***大桥墩顶未发现沉降。依据JTG/TH21-2011，墩台均匀总沉降值满足标准要求。3.桥梁技术状况评定3.1构件权重重分配桥梁构件权重重分配采用将缺失构件权重值按照既有构件权重在全部既有构件权重中所占比例进行分配的方法。表3-22桥梁构件重分配计算表部位构件类别权重分配后权重上部结构上部承重构件〔主梁〕0.700.70上部一般构件〔湿接缝横隔板〕0.200.18支座0.100.12下部结构翼墙、耳墙0.020.02锥坡、护坡0.010.01桥墩0.300.31桥台0.300.31墩台根底0.280.28河床0.070.07调治构造物0.020桥面系桥面铺装0.400.40伸缩缝装置0.250.25人行道0.100.10栏杆、护栏0.100.10排水系统0.100.10照明、标志0.050.053.2桥梁技术状况等级评定根据《公路桥梁技术状况评定标准》〔JTGTH21-2011〕推荐的采用考虑各部件权重的桥梁技术状况等级综合评定方法,结合以上对桥梁部件的评定,对该桥总体技术状况进行等级评定。各部件权重及其相应的得分和全桥总体质量状况的评定列于表3-23中。该桥总体质量状况得分为75.10分，评定为三类桥。表3-23桥梁技术状况综合评定编号部件名称部件得分部件权重结构权重得分1上部结构上部承重构件〔主梁〕57.80.700.463.72上部一般构件〔湿接缝横隔板〕74.50.183支座82.40.124下部结构翼墙、耳墙100.00.020.483.45锥坡、护坡100.00.016桥墩75.60.317桥台70.20.318墩台根底100.00.289河床100.00.0710调治构造物--011桥面系桥面铺装82.20.400.281.312伸缩缝装置69.20.2513人行道100.00.1014栏杆、护栏100.00.1015排水系统72.50.1016照明、标志77.90.05四、桥梁结构检算1.承载能力检算1.1前言根据桥梁现场检查结果，确定本次***大桥承载能力检算分析针对桥梁上部结构进行。跨中横向分布系数分别按“铰接板法”计算；支点横向分布系数按“杠杆法”计算。1.2检算要点混凝土梁桥应检算梁的跨中正弯矩、支点附近最不利剪力、跨径1/4截面附近最不利弯剪效应组合；结构检算时，应根据桥梁的调查和检测情况确定检算所取用的技术参数与桥梁实际的符合性。必要时，应根据结构的预应力状况、恒载分布状况、几何线形、结构尺寸和开裂状况等方面的检测评定结果，对模型的边界条件、结构初始状况等进行调整。1.3检算依据***大桥承载能力的检算分析主要依据以下技术文件：〔1〕交通部标准《公路桥涵设计通用标准》〔JTJ021-89〕；〔2〕交通部标准《公路桥涵设计通用标准》〔JTGD60-2004〕；〔3〕交通部标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计标准》〔JTGD62-2004〕；〔4〕交通部标准《公路旧桥承载能力鉴定方法〔试行〕》(1988年)；〔5〕交通部标准《公路桥梁承载能力检测评定规程》(JTG/TJ21—2011)；〔6〕交通部标准《公路桥修养护标准》(JTGH11-2004)；〔7〕桥梁施工、设计、竣工资料。1.4承载力检算检算原那么桥梁承载力检算主要是对桥梁结构主要承重构件的承载能力极限状态和正常使用极限状态下的有关指标进行验算。根据《公路钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计标准》〔JTGD62-2004〕〔以下简称“设计标准”〕的要求，当满足以下条件时，即认为结构承载能力满足检算荷载要求：〔1〕承载能力极限状态下，结构控制截面的抗力效应大于检算荷载作用下该截面的最不利内力组合值；〔2〕正常使用极限状态下，结构变形满足“设计标准”要求的容许值。检算条件根据《公路桥梁承载能力检测评定规程》〔JTG/TJ21—2011〕〔以下简称“评定规程”〕的要求和***大桥质量检测的评价结果，从结构平安使用性能出发并考虑结构的病害特征对其抗力性能的影响。上部结构材料特性1.混凝土：空心板采用C40混凝土。2.钢筋：受力主筋为Ⅱ级钢筋，构造钢筋为Ⅰ级钢筋。主梁检算荷载效应根据《公路桥涵设计通用标准》〔JTGD60-2004〕，汽车荷载冲击系数取用1+μ=1.16。跨中荷载横向分布系数采用“铰接〔板〕梁法”计算，支点横向分布系数采用“杠杆法”计算时：单片空心板主要控制截面的最不利内力效应及其组合值如表4-1所示。表4-1控制截面的内力效应及其组合值截面内力主梁荷载跨中截面支点截面Mmax(kN·m)Mmax(kN·m)Qmax(kN)Qmax(kN)6-1#板6-2#板6-1#板6-2#板恒载〔一期+二期〕SGK305.12308.74101.25102.56汽车SQlK328.65292.48203.51192.82人群SQjK17.1617.164.084.08877.68827.84430.93416.49注：表中最后一行数字为该截面控制内力。2.桥梁承载能力评定2.1分项检算系数确定承载能力检算系数QUOTEZ1的计算根据桥梁的表观缺损状况、材质强度和桥梁结构的自振频率的检测评定结果，按以下规定确定承载能力检算系数QUOTEZ1：按下式计算确定结构或构件承载能力检算系数评定标度D。D=α式中：αjQUOTE——某项检测指标的权重值,Σαj=1,按表4-2的规定取值；QUOTEDj——结构或构件某项检测指标的评定标度。表4-2承载能力检算系数检测指标权重值检测指标名称缺损状况材质强度自振频率权重αjQUOTE0.40.30.3评定标度值DjQUOTE222根据桥梁结构的承载能力检算系数评定标度D，查表可得：Z1=1.10承载能力检算系数QUOTEZ2的计算选取QUOTES3截面的静力荷载试验结构校验系数计算QUOTEZ2，结构校验系数ζ按下式计算：式中：QUOTE——试验荷载作用下测点的实测弹性变位或应变值；QUOTE——试验荷载作用下测点的理论计算变位或应变值。根据桥梁结构的静力荷载试验选取各工况应变校验系数的平均值0.664；查表可得：Z2=1.13。2.2截面折减系数QUOTE的计算依据材料风化、碳化、物理与化学损伤三项检测指标的评定标度，按下式计算确定结构或构件截面损伤的综合评定标度R。R=j=1式中：QUOTE——某项检测指标的评定标度；QUOTE——某项检测指标权重值，αj=1QUOTE，按表4-3的规定取值；表4-3材料风化、物理化学损伤权重值结构类别检测指标名称评定标度权重值QUOTE钢筋混凝土结构材料风化20.1混凝土碳化10.35物理与化学损伤20.55根据截面损伤的综合评定标度R,查表得：QUOTE=0.992.3桥梁承载能力评定***大桥为预应力钢筋混凝土桥梁，根据桥梁检算结果，按下进行计算评定：γ式中：γ0——S——荷载效应函数；R〔fd,ζfd——ad——QUOTE——结构的几何尺寸；正截面抗弯强度验算不考虑桥面铺装混凝土参与共同作用，根据评定标准，分别按计入和不计入检算、恶化、折减、修正系数的情况，推求的跨中正截面抗力效应及其与最不利荷载效应组合值的比拟列于表4-4中。表4-4跨中截面抗弯强度验算工程工况6-1#板6-2#板组合效应(kN·m)抗力(kN·m)组合效应(kN·m)抗力(kN·m)不计检算、恶化、折减、修正系数877.681021.75827.84987.31计入检算、恶化、折减、修正系数927.351113.26883.871026.29由表4-4可知：计入检算、恶化、折减、修正系数后，跨中截面正截面抗弯承载力大于最不利荷载组合效应值，既有桥梁跨中正截面抗弯强度满足设计荷载要求。斜截面抗剪强度验算不考虑桥面铺装混凝土参与共同作用，根据评定标准，分别按计入和不计入检算、恶化、折减、修正系数的情况，推求的支点斜截面抗力效应及其与最不利荷载效应组合值的比拟列于表4-5中。表4-5支点截面抗剪强度验算工程工况6-1#板6-2#板组合效应(kN)抗力(kN)组合效应(kN)抗力(kN)不计检算、恶化、折减、修正系数430.93516.49416.49494.10计入检算、恶化、折减、修正系数515.37609.16487.42580.82由表4-5可知：计入检算、恶化、折减、修正系数后，支点截面斜截面抗剪承载力大于最不利荷载组合效应值，既有桥梁中支点截面抗剪强度满足设计荷载通行要求。主梁刚度验算主梁〔不计桥面铺装〕在汽车荷载作用下，跨中挠度可以按下式计算：=为汽车荷载在不计冲击系数〔1+μ=1.16〕时的跨中弯矩，主梁的容许挠度为：=[]=/600=33mm。跨中荷载横向分布系数采用“铰接〔板〕梁法”计算，支点横向分布系数采用“杠杆法”计算计算说明，结构刚度满足设计荷载通行要求。五、荷载试验1.静载实验1.1试验荷载确实定原那么静载试验荷载采用载重汽车进行等效加载。根据《公路桥梁承载能力检测评定规程》〔2011〕的规定，相应的加载车辆的数量及位置应使该检验工程的荷载效率系数η满足：0.95≤η≤1.05。根据在实际加载过程中，为了减少试验时间及简化工况的目的，在保证主要检验工程荷载系数满足要求的前提下，可适当减少或加大某些工程的荷载效率系数。但荷载效率系数的增大必须保证结构的平安。为了准确进行荷载试验，试验前进行了理论计算。本桥采用MIDAS2012程序进行了结构静力计算、活载效应计算及相应的加载效率的计算。MIDAS2012程序结构计算简图见图5-1：图5-1***大桥计算模型1.2加载工况及测点布置加载工况此桥试验共需加载车2辆，加载车辆总重为30吨，轴重分配为12t，12t，6t。加载车辆需逐一称重、编号，单车总重误差不得超过±1吨。车型图见图5-2。图5-2试验加载重车车型图〔单位：cm〕对该桥进行细致的理论分析和计算，确定墩顶、跨中断面作为应变实测点或挠度实测点。与静载试验内容对应，纵桥向按最不利位置布载；相应的横桥向有两种工况〔中载、偏载〕，本次静载试验设4个工况加载位置和加载车数量应根据以下原那么确定：(1)用尽可能少的加载车辆到达最适宜的试验荷载效率；(2)在满足荷载效率及到达试验目的的情况下，尽量简化加载工况；(3)前后加载工况应相互兼顾，加载车辆合理调配。为了防止试验期间对结构造成损伤，就某一加载试验工况，其静载试验分为两级加载，并逐级卸载。加载方式为单级逐级加到最大荷载，然后逐级卸载至零荷载。静载试验效率本桥静载试验效率见下表：表5-1各工况加载效率工况名称试验加载工程单位主梁编号实际汽车加载内力理论荷载计算内力荷载加载效率Ⅰ中跨跨中正弯矩中载kN·m1#262.6285.40.926#274.8280.40.9811#259.7285.40.91Ⅱ中跨跨中正弯矩偏载kN·m1#233.9227.11.036#321.2305.91.0511#359.1374.10.96Ⅲ边跨四分点正弯矩中载kN·m1#195.2219.30.896#206.4215.00.9611#190.8219.30.87Ⅳ边跨四分点正弯矩偏载kN·m1#168.9179.70.946#254.5252.01.0111#289.7298.70.971.2.3测点布置(1)应变测点的布设应变测试断面见图5-3、图5-4。图5-3应变测试断面布置图测试断面为S1断面〔中跨跨中〕，S2断面〔中跨四分点〕应变测点布置在主板底面和侧面。图5-4断面应变测试点布置图〔单位：cm〕(2)挠度测点的布设挠度测试断面布置在S1断面，在桥面上布设挠度测点，用精密水准仪测量桥梁在荷载作用下的变形。挠度测点布置图见图5-5：图5-5S1断面挠度测试点布置图1.3实验结果及分析应变测试结果分析***大桥各工况控制截面测点应变实测值与理论值比拟，见表5-2~5。表5-2工况1应变校验系数表〔单位：με〕截面位置应变计号实测值①(με)理论值②(με)校验系数=1\*GB3①/②S1截面133.137.60.88232.239.30.82337.142.70.87441.945.50.92544.849.80.9645.154.30.83740.849.80.82836.945.50.81940.142.70.941031.439.30.81133.837.60.9平均校验系数0.86表5-3工况2应变校验系数表〔单位：με〕截面位置应变计号实测值①(με)理论值②(με)校验系数=1\*GB3①/②S1截面129.433.40.88231.235.50.88334.338.10.9434.539.20.88535.940.30.89633.941.80.81736.842.30.87838.444.10.87938.944.20.881040.946.50.881143.147.40.91平均校验系数0.88表5-4工况3应变校验系数表〔单位：με〕截面位置应变计号实测值①(με)理论值②(με)校验系数=1\*GB3①/②S2截面120.025.60.78224.326.70.91325.8290.89426.330.90.85533.933.91631.036.90.84729.533.90.87827.230.90.88924.4290.841021.626.70.811123.025.60.9平均校验系数0.87表5-5工况4应变校验系数表〔单位：με〕截面位置应变计号实测值①(με)理论值②(με)校验系数=1\*GB3①/②S2截面120.722.70.91219.824.10.82323.325.90.9425.126.70.94521.927.40.8625.628.40.9723.628.80.82826.1300.87927.730.10.921026.531.60.841129.932.20.93平均校验系数0.88由上表中数据可见，***大桥工况一、二、三、四的截面应变校验系数满足《公路桥梁承载能力检测评定规程》关于校验系数规定的范围〔小于1.0〕，这说明该桥的实际承载能力满足设计荷载使用要求。但均值到达0.85以上，校验系数偏大，刚度较小，平安储藏较为缺乏。挠度测试结果分析***大桥各工况测试截面测点的挠度实测值、计算值及其校验系数详见表5-6。表5-6各工况挠度测试校验系数表〔单位：mm〕工况测试位置实测①(mm)理论②(mm)校验系数①/②工况一左6.196.950.89右6.056.950.87平均校验系数0.88工况二左5.176.160.84右7.959.030.88平均校验系数0.85工况三左4.585.270.87右4.805.270.91平均校验系数0.89工况四左3.644.140.88右6.327.620.83平均校验系数0.86由表5-5中数据可见，各工况的实测挠度均接近于相应的理论计算值，各工况在满载情况下的测点挠度校验系数均值分别为0.88、0.85、0.89、0.86，均值都大于0.85；在卸载以后，剩余变形较大，刚度的平安储藏缺乏。2.动载试验2.1测试内容及测点布置动载试验测试内容无障碍行车主要测定桥梁在试验荷载作用下主跨竖向挠度及其动态增大效应。动载是以给定的不同车速，匀速通过桥跨结构，测定桥跨结构在运行车辆荷载作用下的动载反响。工况Ⅰ：无障碍行车，汽车以30km/h匀速通过；工况Ⅱ：无障碍行车，汽车以40km/h匀速通过；动载试验测试方法〔1〕动力特性测试采用脉动法进行自振测试，利用DH610高精度超低频加速度传感器作拾振器，在频域和时域中进行谱分析和时程分析。①自振特性测试拟采用脉动法进行自振测试，由加速度传感器作拾振器，通过数据线传送到电脑中储存，在程序界面窗口即时显示，然后进行信号回放处理，在频域和时域中进行谱分析和时程分析，测试实施中采用DH610高精度超低频加速度传感器进行测量，用D-P低频加速度传感器作校核。②频率分析对回放信号进行谱分析，根据自相关谱、互相关谱、各点相位及相干系数确定各阶频率。③阻尼分析结构阻尼系数可用阻尼比表示为：其中：表示第n次振动时的振幅。试验中采用频谱图中的半功率谱带宽来计算阻尼比：式中：fn表示第n阶频率，表示第n阶半功率带宽频率。〔2〕动应变测试主梁动应变测试位置选择在主跨跨中截面，试验中由动态数据采集仪器〔DH5922〕配便携计算机测试测点变位在时域中的变化，并根据应力影响线和动应变时程曲线波动来计算应变动态效应增大系数。式中：εdmax:最大动应变值；εsmax:最大静应变值。2.2实验结果及分析自振频率测试结果***大桥自振特性测试时程曲线图、自振特性测试频域曲线图、实测一阶竖向振型四视图如图5-6~8所示，用DH610分析的自振频率、阻尼及振型特征说明见表5-7。表5-7实测自振频率与振型特征阶次实测频率〔Hz〕阻尼〔％〕振型说明13.527.90竖向振动图5-8***大桥一阶振型图由于2阶跟3阶阻尼比的实际应用不大，故此处略去。2.2.2自振频率理论计算***大桥自振特性计算采用专用有限元程序MidasCivil8.0进行建模。模型采用梁单元组成的组合单元理论模型计算复杂桥梁结构，全桥模型能准确模拟构件的空间位置、尺寸、材料特性、连接形式、初始内力和初始变形等，确立结构仿真分析的初始形态。因此可得到相对详尽、精确和可靠的分析结果。本桥动载试验理论计算，采用MidasCivil8.0程序进行计算。计算结果如表5-8：表5-8自振频率〔单位：Hz〕振动序列计算值振动特性14.246竖向振动图5-9动测分析建模图实测结果与理论计算比照分析实测频率结果与理论计算频率比拟见表5-9。从表中可以看出：竖向振动实测频率小于理论值，说明实际结构竖向刚度小于理论计算刚度，结构刚度有所削弱。表5-9计算自振频率与实测频率比照阶次计算频率(Hz)实测频率(Hz)振型特点14.2463.520竖向振动动应变实测结果分析***大桥跑车试验中动应变测试的结果见图5-11~12所示：图5-11***大桥动应变测试曲线图5-12***大桥动应变测试曲线由时域曲线分析结果可以看出，桥梁振动阻尼系数较小，结构振动衰减正常。结构在两种情况下实测冲击系数分别为1.0509，1.0614，均小于按照标准计算的理论冲击系数1.16，说明结构行车条件较好。六、结语及养护、加固建议1.结语1.1桥梁技术状况评定结论依据《公路桥梁技术状况评定标准》〔JTGTH21-2011〕，***大桥的技术状况评定应划分为三类。桥梁现场检测时发现梁体裂缝较少，钢筋锈蚀情况轻微，桥梁承载能力完好，根据《公路桥修养护标准》〔JTGH11-2004〕，建议对桥梁上部结构适当维修，下部结构及桥面系正常养护，确保该桥在今后运营中的平安性。1.2结构检算结论通过控制截面的内力效应及其组合值的计算比拟，承载能力极限状态下，结构控制截面的抗力效应大于检算荷载作用下该截面的最不利内力组合值，桥梁结构跨中正截面抗弯强度及主梁支点截面抗剪强度均满足设计荷载通行要求。正常使用极限状态下，结构变形满足设计标准要求的容许值。1.3静载实验结论由***大桥应变及挠度测试结果分析可知，各工况控制截面各测点应变及挠度校验系数均小于1.0，但均值大小均在0.85以上，这说明***大桥的实际承载能力及结构刚度的平安储藏较小。1.4动载试验结论由***大桥模态测试、分析结果可见，结构振动实测频率小于理论值，说明实际结构构件刚度小于理论计算刚度，结构刚度较小；实测阻尼不大，说明结构横竖向振动衰减正常。2.养护、加固建议***大桥技术状况综合评定为三类，建议进行维修加固，次要构件正常养护，鉴于该桥梁的其他病害，应及时组织相关部门及专业人员，进行养护方案设计，并对现存病害及时处理。现对该桥的养护提出以下几点建议。〔1〕建议对桥梁上部结构出现病害的空心板及时进行修复；〔2〕建议对桥梁下部结构桥台病害适时进行处理；〔3〕加强对桥梁其他部件的养护工作，后期经常检查、建立桥梁档案，加强日常维护保养。附录附录1加载车辆过磅单附表2强度、碳化深度检测记录表表2K2跨4#、5#板回弹原始数据编号回弹值RiRm碳化深度〔mm〕构件测区12345678910111213141516K2跨4#板15851534743424441464843534450435346.92.524453475061465448444753434152465348.62.034447534647424339585353395449425347.72.044947454556434342474354465353495847.72.0550434958395342555240554447425756491.565045544148504845525844463943465247.42.076150395355514454464138444152504347.41.584348504847455044514942464550495347.72.595558476147515554594338434942444949.32.0104241464647465853425160574152504347.62.0编号回弹值RiRm碳化深度〔mm〕构件测区12345678910111213141516K2跨5#板15039634456445342575053455041546449.91.525460353958544048604443475458494749.81.0358614850455253485744435145535541502.045654414044534851444045545145505348.42.0554514748544649544850535155505054