1、工程概況
1.1 橋梁概況
兩座橋梁均為位于無錫市新吳區(qū)的雙孔箱型框架橋，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(jī)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(jī)動車道)+2.60m(人行道)+9.65m(機(jī)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(shè)計(jì)荷載均不詳，均建成于2003年。
1.2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
由于該兩座橋設(shè)計(jì)圖紙已無法找到，根據(jù)委托方的要求，結(jié)合橋梁建造年代，推算設(shè)計(jì)荷載為汽-20。
2、檢測目的、范圍和內(nèi)容
為了了解該兩座橋梁的承載能力，并為后續(xù)施工提供技術(shù)依據(jù)，業(yè)主特委托我司對該兩橋進(jìn)行檢測并對橋梁承載能力進(jìn)行檢算。
根據(jù)委托鑒定要求，具體檢測內(nèi)容如下：
1、對相關(guān)資料進(jìn)行收集調(diào)查;
2、橋梁現(xiàn)狀調(diào)查;
3、橋梁結(jié)構(gòu)示意圖繪制;
4、橋面線形測量;
5、橋梁結(jié)構(gòu)病害及缺陷檢查;
6、混凝土碳化檢測;
7、混凝土強(qiáng)度檢測;
8、鋼筋保護(hù)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(shù)狀況評定;
12、橋梁承載能力檢算;
13、橋梁病害統(tǒng)計(jì)及分析;
14、結(jié)論及建議。
3、檢測方法
3.1 橋梁外觀檢查
橋梁外觀檢查是對結(jié)構(gòu)及其附屬設(shè)施的各構(gòu)件或部位進(jìn)行全面系統(tǒng)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(xì)資料，進(jìn)行橋梁技術(shù)狀況評定。
3.2 橋梁專項(xiàng)檢測
根據(jù)檢查內(nèi)容，須進(jìn)行專項(xiàng)檢查的項(xiàng)目可歸納為：結(jié)構(gòu)幾何形態(tài)、混凝土強(qiáng)度與碳化狀況、鋼筋保護(hù)層厚度及鋼筋配置情況、鋼筋銹蝕狀況檢查。
3.2.1結(jié)構(gòu)幾何形態(tài)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(jié)構(gòu)測量
采用皮尺、紅外線測距儀對橋梁上下部結(jié)構(gòu)的尺寸進(jìn)行測量。
(3) 橋面線形測量
采用水準(zhǔn)儀對橋面線形進(jìn)行測量。
3.2.2混凝土強(qiáng)度檢測
(1)檢測方法
采用回彈法檢測結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土強(qiáng)度，主要檢測儀器為回彈儀。
(2)測區(qū)及測點(diǎn)布置
采用回彈法檢測混凝土強(qiáng)度時要求混凝土檢測面應(yīng)清潔、平整，不應(yīng)有疏松層、浮漿、油垢、涂層以及蜂窩、麻面。
測區(qū)布置要求滿足相應(yīng)檢測規(guī)范要求，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的測區(qū)應(yīng)標(biāo)有清晰的編號。測點(diǎn)宜在測區(qū)范圍內(nèi)均勻分布，相鄰兩測點(diǎn)的凈距不宜小于 20mm;測點(diǎn)距外露鋼筋、預(yù)埋件的距離不宜小于 30mm，測點(diǎn)不應(yīng)在氣孔或外露石子上，同一測點(diǎn)只應(yīng)彈擊一次，每一測區(qū)應(yīng)記取 16 個回彈值，每一測點(diǎn)的回彈值讀數(shù)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(jù)指示劑顏色的變化，測量混凝土的碳化深度，量測值準(zhǔn)確至0.5毫米。
(2)檢測范圍
檢測范圍為主要承重構(gòu)件或承重構(gòu)件的主要受力部位，或根據(jù)一般檢查結(jié)果有跡象表明鋼筋可能存在銹蝕的部位。
(3)測區(qū)及測點(diǎn)布置
要求測區(qū)數(shù)不應(yīng)小于3個，測區(qū)應(yīng)均勻布置。每一測區(qū)應(yīng)布置三個測點(diǎn)，三個測點(diǎn)應(yīng)呈“品”字排列。
3.2.4鋼筋保護(hù)層厚度
除了原材料質(zhì)量因素以外，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的鋼筋保護(hù)層偏差直接影響到鋼筋混凝土構(gòu)件的力學(xué)性能及耐久性，關(guān)系到構(gòu)筑物的使用安全及使用壽命。保護(hù)層太薄鋼筋容易過早生銹，從而破壞構(gòu)件整體性能。如果保護(hù)層過厚，則構(gòu)件表面容易出現(xiàn)較大的收縮裂縫和溫度裂縫，自重也相應(yīng)增加，構(gòu)件的有效截面減小，承載力也隨之下降。
鋼筋保護(hù)層厚度檢測采用混凝土鋼筋檢測儀測量主要構(gòu)件的鋼筋保護(hù)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(gòu)件的配筋數(shù)量進(jìn)行調(diào)查，個別構(gòu)件鑿開混凝土保護(hù)層，采用游標(biāo)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(xué)反應(yīng)引起的電位變化來測定鋼筋銹蝕狀態(tài)。
檢測范圍：測區(qū)選擇在主要受力構(gòu)件的控制截面。在選定的測區(qū)上布置測試網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)格間距為20cm×20cm，網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)為測點(diǎn)，矩陣為5×7。
3.2.6橋梁技術(shù)狀況評定
根據(jù)《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG/T H21-2011)中第3.1條橋梁技術(shù)狀況評定方法：公路橋梁技術(shù)狀況評定包括橋梁構(gòu)件、部件、橋面系、上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)和全橋評定。公路橋梁技術(shù)狀況評定應(yīng)采用分層綜合評定與5類橋梁單項(xiàng)控制指標(biāo)相結(jié)合的方法，先對橋梁各構(gòu)件進(jìn)行評定，然后對橋梁各部件進(jìn)行評定，再對橋面系、上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行評定，最后進(jìn)行橋梁總體技術(shù)狀況的評定。
3.2.7結(jié)構(gòu)承載能力評定
《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》(JTG/T21-2011)1.0.4條規(guī)定：“在用橋梁應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)兩類極限狀態(tài)進(jìn)行承載能力檢測評定。”
《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》(JTG/T21-2011)7.1.6條規(guī)定：“當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的承載能力檢算系數(shù)評定標(biāo)度D≥3時，應(yīng)進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)評定計(jì)算。”即對在用橋梁，當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的承載能力檢算系數(shù)評定標(biāo)度為1或2時，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的總體技術(shù)狀況較好，可不進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)評定計(jì)算。
《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》(JTG/T21-2011)7.1.3條規(guī)定：“配筋混凝土橋梁在計(jì)算橋梁結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)的抗力效應(yīng)時，應(yīng)根據(jù)橋梁試驗(yàn)檢測結(jié)果，采用引入承載能力檢算系數(shù)Z1或Z2、承載能力惡化系數(shù)。”
4、現(xiàn)場勘測情況
根據(jù)委托方要求，我公司于2018年3月28日~4月5日派技術(shù)人員對該兩座橋進(jìn)行了現(xiàn)場查勘、檢測，情況如下：
4.1 現(xiàn)場查勘及檢測橋跨
經(jīng)現(xiàn)場查勘，目前兩座受檢橋梁均處于正常通行狀態(tài)，后期主要通行各種工地車輛。根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及委托方要求，在進(jìn)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(jié)構(gòu)示意圖測繪
現(xiàn)場對兩座受檢橋梁的結(jié)構(gòu)示意圖進(jìn)行繪制。
4.2橋面線形測量
采用水準(zhǔn)儀對受檢橋梁車行道橋面鋪裝(含兩端接坡各4.4m)進(jìn)行縱向相對標(biāo)高測量，根據(jù)橋面相對標(biāo)高測量結(jié)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(cè)接坡處略有沉降，新洲路橋整體線形順暢，無明顯突變點(diǎn)。
4.2外觀檢查
4.2.1一號橋外觀檢查情況
1)橋面系
經(jīng)現(xiàn)場查勘，該橋未設(shè)置伸縮縫、泄水孔及路燈，未見橋梁銘牌及限載標(biāo)志，橋面鋪裝層局部存在露骨，南側(cè)橋頭接坡處存在高低差，少量緣石掉角，多處欄桿銹脹嚴(yán)重。
2)下部結(jié)構(gòu)
經(jīng)現(xiàn)場查勘，該橋南北兩側(cè)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50010-2010)中關(guān)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(jīng)現(xiàn)場查勘，該橋未設(shè)置伸縮縫、泄水孔及路燈，未見橋梁銘牌及限載標(biāo)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(jié)構(gòu)
經(jīng)現(xiàn)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(jié)晶物析出現(xiàn)象，且連通于中隔墻體。
3)下部結(jié)構(gòu)
經(jīng)現(xiàn)場查勘，該橋南北兩側(cè)墻體未發(fā)現(xiàn)明顯裂縫，但中隔墻西側(cè)面在腹板位置均存在1條豎向裂縫，中隔板兩側(cè)均存在兩處滲水及白色結(jié)晶物析出現(xiàn)象。
4.2混凝土強(qiáng)度及碳化深度檢測
本次調(diào)查中進(jìn)行混凝土回彈測試與碳化深度檢查。其中強(qiáng)度檢測利用回彈儀進(jìn)行構(gòu)件混凝土抗壓強(qiáng)度檢測，同時進(jìn)行碳化深度測量，為混凝土強(qiáng)度的測定提供修正。根據(jù)測試的回彈值、混凝土碳化深度和相關(guān)規(guī)范計(jì)算主要構(gòu)件混凝土表面的抗壓強(qiáng)度。檢測結(jié)果顯示，兩座受檢橋梁混凝土強(qiáng)度均滿足C40要求。
4.2.3鋼筋保護(hù)層檢測
現(xiàn)場使用鋼筋位置測定儀對兩座受檢橋梁側(cè)墻、中隔墻及頂板鋼筋保護(hù)層厚度進(jìn)行檢測。
4.2.3鋼筋配置情況檢測
現(xiàn)場采用鋼筋探測儀對主要混凝土構(gòu)件的配筋情況進(jìn)行調(diào)查，個別構(gòu)件鑿開混凝土保護(hù)層，采用0-200mm游標(biāo)卡尺量測鋼筋直徑。
4.2.4鋼筋銹蝕檢測
現(xiàn)場采用鋼筋銹蝕儀對兩座橋梁的鋼筋銹蝕電位進(jìn)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(biāo)度均取1。
5、橋梁總體技術(shù)狀況評定
根據(jù)《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG/T H21-2011)中4.1.4規(guī)定，對橋梁總體的技術(shù)狀況評分。
5、橋梁結(jié)構(gòu)承載能力驗(yàn)算
標(biāo)度D≥3時，在用橋梁應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)兩類極限狀態(tài)進(jìn)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(tài)下的正截面抗彎強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算。
5.1 驗(yàn)算構(gòu)件選取
每座橋沿橋梁橫向各選取1m進(jìn)行驗(yàn)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(yàn)算荷載、材料和截面
5.1.1 荷載參數(shù)
1)材料自重按規(guī)范取值;
2)汽車荷載：根據(jù)委托方的要求，結(jié)合橋梁建造年代，本次按汽-20進(jìn)行檢算;
3)人群荷載：本次取3kN/m2;
5.1.2 材料
混凝土強(qiáng)度按C40取值，鋼筋按HRB355級計(jì)算;
5.1.3 驗(yàn)算截面
取中隔墻上側(cè)頂板及近各孔跨中最大正彎矩處，鋼筋配置及混凝土保護(hù)層厚度按實(shí)測確定。
5.2 分項(xiàng)檢算系數(shù)取值
根據(jù)外觀檢查、材料及鋼筋檢測、自振特性，并依據(jù)《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》(JTG/T21-2011)對承載能力檢算系數(shù)、承載能力惡化系數(shù)、混凝土結(jié)構(gòu)截面折減系數(shù)及鋼筋的截面折減系數(shù)進(jìn)行取值。
6、橋梁病害統(tǒng)計(jì)及分析
6.1一號橋病害統(tǒng)計(jì)
1)橋面系：經(jīng)現(xiàn)場查勘，該橋未設(shè)置橋梁銘牌及限載標(biāo)志，橋面鋪裝層局部存在露骨，南側(cè)橋頭接坡處存在高低差，少量緣石掉角，多處欄桿銹脹嚴(yán)重。
2)上部結(jié)構(gòu)：經(jīng)現(xiàn)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(cè)墻體，北孔頂板底側(cè)個別部位存在混凝土麻面現(xiàn)象。
3)下部結(jié)構(gòu)：經(jīng)現(xiàn)場查勘，該橋南北兩側(cè)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(guī)范限值。
6.2二號橋病害統(tǒng)計(jì)
1)橋面系：經(jīng)現(xiàn)場查勘，該橋未設(shè)置橋梁銘牌及限載標(biāo)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(jié)構(gòu)：經(jīng)現(xiàn)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(jié)晶物析出現(xiàn)象，且連通于中隔墻體。
3)下部結(jié)構(gòu)：經(jīng)現(xiàn)場查勘，該橋南北兩側(cè)墻體未發(fā)現(xiàn)明顯裂縫，但中隔墻西側(cè)面在腹板位置均存在1條豎向裂縫，中隔板兩側(cè)均存在兩處滲水及白色結(jié)晶物析出現(xiàn)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(yīng)，使混凝土碳化而失去堿性保護(hù)，當(dāng)外界有腐蝕物質(zhì)時，就會導(dǎo)致鋼筋表面而產(chǎn)生銹蝕，從而脹裂混凝土保護(hù)層，造成銹脹現(xiàn)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(chǎn)生縱向收縮裂縫，且常伴有滲水，會影響結(jié)構(gòu)耐久性。
3)白色結(jié)晶物析出：主要是由于混凝土因裂縫滲水，致使混凝土內(nèi)氫氧化鈣被水溶解，滲流出混凝土表面，產(chǎn)生白色結(jié)晶物。
7、結(jié)論及建議
7.1結(jié)論
通過對受檢兩座橋梁的外觀檢查、混凝土強(qiáng)度及碳化深度、鋼筋配置及保護(hù)層厚度的檢測，并根據(jù)橋梁技術(shù)狀況進(jìn)行承載力驗(yàn)算，得出結(jié)論如下：
1)根據(jù)《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG/T H21-2011)對受檢橋梁的技術(shù)狀況進(jìn)行評定，一號橋技術(shù)狀況評定得分為65.3分，二號橋技術(shù)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(tài)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(qiáng)度均滿足C40等級要求，鋼筋保護(hù)層厚度基本滿足要求，碳化深度較大，但橋梁上、下部結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋仍處于堿性環(huán)境中。
3)受檢兩座橋梁上部結(jié)構(gòu)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(jìn)行加固處理，加固設(shè)計(jì)及施工應(yīng)委托具備相關(guān)資質(zhì)單位;
2)結(jié)合橋梁現(xiàn)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(qiáng)日常維護(hù)，每月定期巡查，每年定期安排專項(xiàng)檢測。
8、主要技術(shù)依據(jù)
(1)《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG/T H21-2011);
(2)《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》(JTG/T J21-2011);
(3)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ 023-85);
(4)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTG D60-2004);
(5)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2002);
(6)《回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T23-2011);
(7)《混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50784-2013);
(8)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50010-2010);
(9)委托方提供的相關(guān)資料。
