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      橋梁檢測-港口檢測-碼頭檢測評估公司-工程質量檢測站

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      橋梁承載力檢測內容有哪些

       1、工程概況

        1.1 橋梁承重檢測概況

        橋梁均為位于無錫市新吳區橋梁承載力檢測雙孔箱型框架橋,橋長均為19.20m,跨徑組合均為2×9.30m。2號橋橋面總寬為16.80m,橋面橫向布置為2.40m(人行道)+12m(機動車道)+2.40m(人行道),欄桿采用鋼筋混凝土欄桿;二號橋橋面總寬為26.20m,橋面橫向布置為2.20m(人行道)+11.75m(機動車道)+2.60m(人行道)+9.65m(機動車道),欄桿采用鋼筋混凝土及鋼欄桿。兩座橋橋面鋪裝均為混凝土橋面板,設計荷載均不詳,均建成于2003年。

        1.2 技術標準

        由于該兩座橋設計圖紙已無法找到,根據委托方的要求,結合橋梁建造年代,推算設計荷載為汽-20。

        2、橋梁承載力檢測檢測目的、范圍和內容

        為了了解該兩座橋梁的承載能力,并為后續施工提供技術依據,業主特委托我司對該兩橋進行檢測并對橋梁承載能力進行檢算。

        根據委托鑒定要求,具體檢測內容如下:

        1、對相關資料進行收集調查;

        2、橋梁現狀調查;

        3、橋梁結構示意圖繪制;

        4、橋面線形測量;

        5、橋梁結構病害及缺陷檢查;

        6、混凝土碳化檢測;

        7、混凝土強度檢測;

        8、鋼筋保護層厚度檢測;

        9、鋼筋配置情況檢測;

        10、鋼筋銹蝕程度檢測;

        11、橋梁技術狀況評定;

        12、橋梁承載能力檢算;

        13、橋梁病害統計及分析;

        14、結論及建議。

       

        3、橋梁承載力檢測方法

        3.1 橋梁外觀檢查

        橋梁外觀檢查是對結構及其附屬設施的各構件或部位進行全面系統的檢查,記錄所有表觀病害及缺損的部位、范圍和程度等詳細資料,進行橋梁技術狀況評定。

        3.2 橋梁專項檢測

        根據檢查內容,須進行專項檢查的項目可歸納為:結構幾何形態、混凝土強度與碳化狀況、鋼筋保護層厚度及鋼筋配置情況、鋼筋銹蝕狀況檢查。

        3.2.1結構幾何形態檢查方法

        (1) 橋梁長度、寬度測量

        采用皮尺測量橋梁總長、行車道寬度。

        (2) 橋梁上下部結構測量

        采用皮尺、紅外線測距儀對橋梁上下部結構的尺寸進行測量。

        (3) 橋面線形測量

        采用水準儀對橋面線形進行測量。

        3.2.2混凝土強度檢測

        (1)檢測方法

        采用回彈法檢測結構或構件混凝土強度,主要檢測儀器為回彈儀。

        (2)測區及測點布置

        采用回彈法檢測混凝土強度時要求混凝土檢測面應清潔、平整,不應有疏松層、浮漿、油垢、涂層以及蜂窩、麻面。

        測區布置要求滿足相應檢測規范要求,結構或構件的測區應標有清晰的編號。測點宜在測區范圍內均勻分布,相鄰兩測點的凈距不宜小于 20mm;測點距外露鋼筋、預埋件的距離不宜小于 30mm,測點不應在氣孔或外露石子上,同一測點只應彈擊一次,每一測區應記取 16 個回彈值,每一測點的回彈值讀數估讀至1。

        3.2.3混凝土碳化深度檢測

        (1)檢測方法

        使用酸堿指示劑噴在混凝土的新鮮破損面,根據指示劑顏色的變化,測量混凝土的碳化深度,量測值準確至0.5毫米。

        (2)檢測范圍

        檢測范圍為主要承重構件或承重構件的主要受力部位,或根據一般檢查結果有跡象表明鋼筋可能存在銹蝕的部位。

        (3)測區及測點布置

        要求測區數不應小于3個,測區應均勻布置。每一測區應布置三個測點,三個測點應呈“品”字排列。

        3.2.4鋼筋保護層厚度

        除了原材料質量因素以外,鋼筋混凝土結構構件的鋼筋保護層偏差直接影響到鋼筋混凝土構件的力學性能及耐久性,關系到構筑物的使用安全及使用壽命。保護層太薄鋼筋容易過早生銹,從而破壞構件整體性能。如果保護層過厚,則構件表面容易出現較大的收縮裂縫和溫度裂縫,自重也相應增加,構件的有效截面減小,承載力也隨之下降。

        鋼筋保護層厚度檢測采用混凝土鋼筋檢測儀測量主要構件的鋼筋保護層厚度。

        3.2.5鋼筋配置情況檢測

        采用鋼筋探測儀對主要混凝土構件的配筋數量進行調查,個別構件鑿開混凝土保護層,采用游標卡尺量測鋼筋直徑。

        3.2.6鋼筋銹蝕程度檢測

        利用混凝土中鋼筋銹蝕的電化學反應引起的電位變化來測定鋼筋銹蝕狀態。

        檢測范圍:測區選擇在主要受力構件的控制截面。在選定的測區上布置測試網絡,網格間距為20cm×20cm,網格的節點為測點,矩陣為5×7。

        3.2.6橋梁技術狀況評定

        根據《公路橋梁技術狀況評定標準》(JTG/T H21-2011)中第3.1條橋梁技術狀況評定方法:公路橋梁技術狀況評定包括橋梁構件、部件、橋面系、上部結構、下部結構和全橋評定。公路橋梁技術狀況評定應采用分層綜合評定與5類橋梁單項控制指標相結合的方法,先對橋梁各構件進行評定,然后對橋梁各部件進行評定,再對橋面系、上部結構和下部結構分別進行評定,最后進行橋梁總體技術狀況的評定。

        3.2.7結構承載能力評定

        《公路橋梁承載能力檢測評定規程》(JTG/T21-2011)1.0.4條規定:“在用橋梁應按承載能力極限狀態和正常使用極限狀態兩類極限狀態進行承載能力檢測評定。”

        《公路橋梁承載能力檢測評定規程》(JTG/T21-2011)7.1.6條規定:“當橋梁結構或構件的承載能力檢算系數評定標度D≥3時,應進行正常使用極限狀態評定計算。”即對在用橋梁,當結構或構件的承載能力檢算系數評定標度為1或2時,結構或構件的總體技術狀況較好,可不進行正常使用極限狀態評定計算。

        《公路橋梁承載能力檢測評定規程》(JTG/T21-2011)7.1.3條規定:“配筋混凝土橋梁在計算橋梁結構承載能力極限狀態的抗力效應時,應根據橋梁試驗檢測結果,采用引入承載能力檢算系數Z1或Z2、承載能力惡化系數。”

       

        4、現場勘測情況

        根據委托方要求,我公司于2018年3月28日~4月5日派技術人員對該兩座橋進行了現場查勘、檢測,情況如下:

        4.1 現場查勘及檢測橋跨

        經現場查勘,目前兩座受檢橋梁均處于正常通行狀態,后期主要通行各種工地車輛。根據橋梁結構特點及委托方要求,在進行初步查勘后確定本次檢測橋跨為兩座橋梁全部橋跨。

        4.2 橋梁結構示意圖測繪

        現場對兩座受檢橋梁的結構示意圖進行繪制。

        4.2橋面線形測量

        采用水準儀對受檢橋梁車行道橋面鋪裝(含兩端接坡各4.4m)進行縱向相對標高測量,根據橋面相對標高測量結果繪制橋面縱向線形,見圖5.3.2和圖5.3.3所示,由圖可知錫興路橋面整體線形順暢,南側接坡處略有沉降,新洲路橋整體線形順暢,無明顯突變點。

        4.2外觀檢查

        4.2.1一號橋外觀檢查情況

        1)橋面系

        經現場查勘,該橋未設置伸縮縫、泄水孔及路燈,未見橋梁銘牌及限載標志,橋面鋪裝層局部存在露骨,南側橋頭接坡處存在高低差,少量緣石掉角,多處欄桿銹脹嚴重。

        2)下部結構

        經現場查勘,該橋南北兩側墻體、中隔墻在腹板位置均存在明顯豎向裂縫,局部裂縫寬度超過《混凝土結構設計規范》(GB 50010-2010)中關于裂縫寬度的限值。

        4.1.2二號橋外觀檢查情況

        1)橋面系

        經現場查勘,該橋未設置伸縮縫、泄水孔及路燈,未見橋梁銘牌及限載標志,橋面鋪裝層局部開裂,局部接坡后管線蓋板移位、破損明顯,局部欄桿混凝土剝落。

        2)上部結構

        經現場查勘,該橋頂板無橫向裂縫,東、西兩孔頂板近中隔墻處局部均存在滲水及白色結晶物析出現象,且連通于中隔墻體。

        3)下部結構

        經現場查勘,該橋南北兩側墻體未發現明顯裂縫,但中隔墻西側面在腹板位置均存在1條豎向裂縫,中隔板兩側均存在兩處滲水及白色結晶物析出現象。

        4.2混凝土強度及碳化深度檢測

        本次調查中進行混凝土回彈測試與碳化深度檢查。其中強度檢測利用回彈儀進行構件混凝土抗壓強度檢測,同時進行碳化深度測量,為混凝土強度的測定提供修正。根據測試的回彈值、混凝土碳化深度和相關規范計算主要構件混凝土表面的抗壓強度。檢測結果顯示,兩座受檢橋梁混凝土強度均滿足C40要求。

        4.2.3鋼筋保護層檢測

        現場使用鋼筋位置測定儀對兩座受檢橋梁側墻、中隔墻及頂板鋼筋保護層厚度進行檢測。

        4.2.3鋼筋配置情況檢測

        現場采用鋼筋探測儀對主要混凝土構件的配筋情況進行調查,個別構件鑿開混凝土保護層,采用0-200mm游標卡尺量測鋼筋直徑。

        4.2.4鋼筋銹蝕檢測

        現場采用鋼筋銹蝕儀對兩座橋梁的鋼筋銹蝕電位進行測量。

        4.2.4自振頻率檢測

        兩座受檢橋梁均為箱式框架橋,整體性較好,自振頻率評定標度均取1。

        5、橋梁總體技術狀況評定

        根據《公路橋梁技術狀況評定標準》(JTG/T H21-2011)中4.1.4規定,對橋梁總體的技術狀況評分。

        5、橋梁結構承載能力驗算

        標度D≥3時,在用橋梁應按承載能力極限狀態和正常使用極限狀態兩類極限狀態進行承載能力檢測評定。

        由于受檢兩座橋梁均為箱型框架橋,故可忽略軸力和剪力的影響,僅考慮彎矩作用。本次只針對橋梁承載極限狀態下的正截面抗彎強度進行驗算。

        5.1 驗算構件選取

        每座橋沿橋梁橫向各選取1m進行驗算,采用有限元軟件Midas/Civil 2012版分別建立兩座橋沿橫向1m的有限元模型。

        5.1 驗算荷載、材料和截面

        5.1.1 荷載參數

        1)材料自重按規范取值;

        2)汽車荷載:根據委托方的要求,結合橋梁建造年代,本次按汽-20進行檢算;

        3)人群荷載:本次取3kN/m2;

        5.1.2 材料

        混凝土強度按C40取值,鋼筋按HRB355級計算;

        5.1.3 驗算截面

        取中隔墻上側頂板及近各孔跨中最大正彎矩處,鋼筋配置及混凝土保護層厚度按實測確定。

        5.2 分項檢算系數取值

        根據外觀檢查、材料及鋼筋檢測、自振特性,并依據《公路橋梁承載能力檢測評定規程》(JTG/T21-2011)對承載能力檢算系數、承載能力惡化系數、混凝土結構截面折減系數及鋼筋的截面折減系數進行取值。

        6、橋梁病害統計及分析

        6.1一號橋病害統計

        1)橋面系:經現場查勘,該橋未設置橋梁銘牌及限載標志,橋面鋪裝層局部存在露骨,南側橋頭接坡處存在高低差,少量緣石掉角,多處欄桿銹脹嚴重。

        2)上部結構:經現場查勘,該橋頂板無橫向裂縫,南、北兩孔頂板均存在通長縱向裂縫,連通兩側墻體,北孔頂板底側個別部位存在混凝土麻面現象。

        3)下部結構:經現場查勘,該橋南北兩側墻體、中隔墻在腹板位置均存在明顯豎向裂縫,局部裂縫寬度超過規范限值。

        6.2二號橋病害統計

        1)橋面系:經現場查勘,該橋未設置橋梁銘牌及限載標志,橋面鋪裝層局部開裂,局部接坡后管線蓋板移位、破損明顯,局部欄桿混凝土剝落。

        2)上部結構:經現場查勘,該橋頂板無橫向裂縫,東、西兩孔頂板近中隔墻處局部均存在滲水及白色結晶物析出現象,且連通于中隔墻體。

        3)下部結構:經現場查勘,該橋南北兩側墻體未發現明顯裂縫,但中隔墻西側面在腹板位置均存在1條豎向裂縫,中隔板兩側均存在兩處滲水及白色結晶物析出現象。

        6.3主要病害分析

        1)銹脹:主要是空氣中的二氧化碳與混凝土中氫氧化鈣起反應,使混凝土碳化而失去堿性保護,當外界有腐蝕物質時,就會導致鋼筋表面而產生銹蝕,從而脹裂混凝土保護層,造成銹脹現象。

        2)頂板縱縫及腹板豎縫:主要是由于橫向配筋較少,故往往會產生縱向收縮裂縫,且常伴有滲水,會影響結構耐久性。

        3)白色結晶物析出:主要是由于混凝土因裂縫滲水,致使混凝土內氫氧化鈣被水溶解,滲流出混凝土表面,產生白色結晶物。

        7、結論及建議

        7.1結論

        通過對受檢兩座橋梁的外觀檢查、混凝土強度及碳化深度、鋼筋配置及保護層厚度的檢測,并根據橋梁技術狀況進行承載力驗算,得出結論如下:

        1)根據《公路橋梁技術狀況評定標準》(JTG/T H21-2011)對受檢橋梁的技術狀況進行評定,一號橋技術狀況評定得分為65.3分,二號橋技術狀況評定得分為65.3分,兩座橋梁均屬于三類橋,橋梁健康狀態為有中等缺損,尚能維持正常使用功能。

        2)受檢兩座橋梁混凝土強度均滿足C40等級要求,鋼筋保護層厚度基本滿足要求,碳化深度較大,但橋梁上、下部結構內部鋼筋仍處于堿性環境中。

        3)受檢兩座橋梁上部結構能夠滿足汽車-20級荷載的安全承載要求。

        7.2建議

        1)為保證橋梁通行安全,建議對該橋進行加固處理,加固設計及施工應委托具備相關資質單位;

        2)結合橋梁現狀,建議限制通行荷載,兩座橋梁總重限載均為30t,軸重限載均為14t。

        3)建議加強日常維護,每月定期巡查,每年定期安排專項檢測。

        8、主要技術依據

        (1)《公路橋梁技術狀況評定標準》(JTG/T H21-2011);

        (2)《公路橋梁承載能力檢測評定規程》(JTG/T J21-2011);

        (3)《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(JTJ 023-85);

        (4)《公路橋涵設計通用規范》(JTG D60-2004);

        (5)《混凝土結構設計規范》(GB50010-2002);

        (6)《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》(JGJ/T23-2011);

        (7)《混凝土結構現場檢測技術標準》(GB/T 50784-2013);

        (8)《混凝土結構設計規范》(GB 50010-2010);

        (9)委托方提供的相關資料。

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