結(jié)合重慶市石柱縣沿溪大橋的檢測過程, 簡要介紹舊橋檢測的內(nèi)容及方法, 并就檢測結(jié)果提出建議。早期修建的橋梁隨著使用年限的增長會出現(xiàn)病害或破損現(xiàn)象，對橋梁結(jié)構(gòu)造成潛在的危害。為了評估這些橋梁的現(xiàn)有承載能力和使用條件，需對其進行現(xiàn)場檢測。本文以重慶市石柱縣沿溪大橋為例，介紹既有橋梁常規(guī)檢測的內(nèi)容及方法。
1、沿溪大橋概況
沿溪大橋位于沿溪鎮(zhèn)與復(fù)興鎮(zhèn)的交界處,是連接沿溪鎮(zhèn)與復(fù)興鎮(zhèn)的主要通道。大橋主孔為180 m預(yù)應(yīng)力混凝土桁架式組合拱,兩岸邊孔為18 m及（ 18 + 14 + 13） m 連續(xù)剛構(gòu)。全橋孔跨布置為（ 18 +180 + 18 +14 + 13） m,橋梁全長251 m。組合桁架的下弦桿為二次拋物線,矢跨比為1 /5,上弦桿在兩側(cè)第二、三節(jié)間處斷開,形成斷縫,斷縫至墩頂?shù)膽冶坭旒芏伍L度為38 m。復(fù)興岸邊孔為18 m的剛構(gòu),沿溪岸為（ 18 +14 + 13）m的連續(xù)剛構(gòu),剛構(gòu)與懸臂桁架拱座處立柱及橋臺固結(jié),與橋墩剛接。圖1為沿溪大橋立面圖。
沿溪大橋2003年3 月竣工通車, 在運營期間, 隨著恒載增加、混凝土徐變等的綜合影響,出現(xiàn)較多裂縫,存在混凝土的脫落和鋼筋外露現(xiàn)象,橋梁在車輛作用下橫向振感較強,對運營安全構(gòu)成威脅。同時由于三峽水庫蓄水,水位提高,該橋拱腳至L/4截面段均處于水下。因此,于2006 年7月10日至2006年8月22日對該橋進行了全面的結(jié)構(gòu)檢測,并對檢測發(fā)現(xiàn)的缺損進行評價,提出處理建議。
2、檢測的內(nèi)容及方法
2、1主要幾何尺寸和拱軸線線形的檢測
?。?1）主要幾何尺寸的檢測:幾何尺寸的測量采用的是鋼尺,主要對上下弦桿、立柱、斜桿、豎桿等進行測量。
?。?2）拱軸線線形的檢測:拱軸線的檢測采用的是全站儀。為了了解該橋?qū)嶋H拱軸線形,進行了實橋拱圈下緣線線形測量。首先在拱肋外側(cè)下緣作標(biāo)記,標(biāo)記點沿橋跨均勻布置并兼顧關(guān)鍵點,然后用全站儀對各點進行測量,根據(jù)實測數(shù)據(jù),利用樣條曲線擬合出實際的拱圈下緣線形。
2、2結(jié)構(gòu)表觀狀況及各類病害的檢測
?。?1）橋梁結(jié)構(gòu)裂縫檢測:裂縫的檢測主要包括裂縫的標(biāo)識、記錄和裂縫的寬度測量。裂縫的寬度用40倍裂縫顯微讀數(shù)儀測量,裂縫的長度采用鋼尺測量,并根據(jù)裂縫分布、裂縫方向畫出裂縫展開圖。檢測區(qū)域根據(jù)現(xiàn)場條件決定,并以盡可能全面檢測為原則。
2、3混凝土強度檢測
混凝土強度檢測采用回彈法。檢測時根據(jù)構(gòu)件尺寸及現(xiàn)場條件,按《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程》要求進行測區(qū)選取,每一個測區(qū)記取16個回彈值。對測得的測區(qū)平均回彈值進行角度、澆筑面修正,然后結(jié)合碳化深度,查混凝土強度換算表,得出各測區(qū)混凝土強度換算值,并按《規(guī)程》要求計算當(dāng)前齡期下混凝土強度推定值。進行檢測時,操作要平穩(wěn),施力要均勻; 試件應(yīng)有足夠的剛度,不可太?。☉?yīng)大于10 cm） ;測點間距離或試件邊緣距離應(yīng)大于3 cm;測面要清潔、平整、干燥,并盡量選在構(gòu)件的側(cè)面施測。
2、4混凝土缺陷檢測
檢測混凝土內(nèi)部不密實區(qū)及空洞、混凝土結(jié)合面質(zhì)量檢測采用超聲波法。用人工的方法在工程材料或結(jié)構(gòu)中激出一定頻率的彈性波,這種彈性波以各種波形在材料與結(jié)構(gòu)內(nèi)部傳播并由接受儀器接受。通過分析研究被接受記錄下來的彈性波信號,以了解材料與結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性和內(nèi)部缺陷。每個構(gòu)件選取8 個測點,看是否存在聲時異常、頻率異常和幅度異常。由此來評定構(gòu)件中混凝土是否存在缺陷。
3、檢測結(jié)果
3、1主要幾何尺寸和拱軸線線形的檢測結(jié)果
實測的豎桿、立柱尺寸,斜桿尺寸,橫系梁尺寸,上弦桿、下弦桿尺寸均與設(shè)計值偏差較小,符合設(shè)計要求。
拱圈下緣的實測值與理論值相比有一定的偏差,最大偏差為2 cm。分析其原因有兩個方面:其一是理論拱圈下緣與實際拱圈下緣的客觀偏差,其二是由于在實測過程中,拱圈下緣的混凝土表面不平順,局部會造成一定的測量誤差。
3、2結(jié)構(gòu)表觀狀況及各類病害的檢測結(jié)果
3、2、1結(jié)構(gòu)的裂縫及表觀狀態(tài)的檢測結(jié)果
?。?1）豎桿和立柱:在豎桿和立柱的表面出現(xiàn)少量裂縫,其中上游5#豎桿和下游7#豎桿的表面裂縫較多,大部分為豎向裂縫,縫長在25 cm左右,縫寬在0105 mm左右;立柱和豎桿的側(cè)面局部地方有網(wǎng)格狀干縮裂縫,干縮裂縫寬度在0105 mm左右;多數(shù)豎桿與上弦節(jié)點處的濕接縫處,混凝土澆筑不密實,出現(xiàn)了一些空洞。上游和下游9#豎桿的濕接縫上側(cè)用碳纖維布修補過。
?。?2）斜桿:在斜桿的表面出現(xiàn)了少量裂縫,其中上游1#斜桿、上游3#斜桿、下游3#斜桿的表面裂縫較多,裂縫走向大部分為垂直于斜桿軸線方向的裂縫,縫長為30～90 cm 不等,縫寬大多數(shù)在0.1 mm左右;一些斜桿的側(cè)面局部地方有網(wǎng)格狀干縮裂縫,干縮裂縫寬度在0105 mm左右;一部分斜桿出現(xiàn)了混凝土剝落、露筋的現(xiàn)象;其中上游4#斜桿與下游4#斜桿中部的混凝土有修補的痕跡,上游5#斜桿混凝土被鑿落后未進行封閉,預(yù)應(yīng)力筋裸露,預(yù)應(yīng)力筋及錨具嚴(yán)重銹蝕。
?。?3）上弦桿、下弦桿:其表面均出現(xiàn)了少量裂縫,縫長從15～180 cm不等,縫寬大多數(shù)在0.1mm左右;底面大部分為橫向裂縫,部分裂縫從底面貫通至側(cè)面,上弦桿側(cè)面裂縫大部分為豎直方向的裂縫,下弦桿側(cè)面裂縫主要垂直于拱軸線方向;上、下弦桿局部均出現(xiàn)了混凝土剝落、露筋的現(xiàn)象。
?。?4）實腹段:在實腹段頂板下緣出現(xiàn)的大量縱向裂縫,大部分貫通于頂板,寬度大多數(shù)在0.5 mm左右,個別裂縫寬度達到016 mm;腹板出現(xiàn)了部分縱向裂縫,寬度大多數(shù)在0.5 mm左右,主要集中在實腹段兩側(cè)。
?。?5）上弦底板、下弦頂板:在上弦底板和下弦頂板出現(xiàn)的大量縱向裂縫,大部分貫通于板厚,寬度大多數(shù)在0.5 mm左右;個別板出現(xiàn)斷裂、混凝土剝落、露筋的現(xiàn)象。
（ 6）豎桿與下弦結(jié)點處:下游6#豎桿與下弦結(jié)點處有兩條裂縫,貫通豎桿側(cè)面,縫寬0.1 mm。上游6#豎桿與下弦結(jié)點處有兩條裂縫,貫通豎桿側(cè)面,縫寬011～0.3 mm。下游5#豎桿與下弦結(jié)點處有一條裂縫,貫通豎桿側(cè)面,縫寬0.1～0.2 mm。上游5#豎桿與下弦結(jié)點處有兩條裂縫,貫通豎桿側(cè)面,縫寬011～012 mm。
?。?7）豎桿、斜桿的橫系梁:在豎桿和斜桿的橫系梁上出現(xiàn)了少量裂縫,大部分裂縫寬度小于0.1 mm,主要垂直于系梁的方向;部分橫系梁出現(xiàn)了露筋的現(xiàn)象。
3、2、2橋梁鋪裝狀況及伸縮縫和斷縫的檢測結(jié)果整個混凝土橋面鋪裝比較完好,但是人行道板有較多裂縫。伸縮縫完好。忠縣側(cè)斷縫處破損嚴(yán)重,斷縫靠近忠縣側(cè)有幾條裂縫,縫寬011～012 mm,縫長為30 cm左右。斷縫兩側(cè)附近的混凝土有的已脫落,鋼筋及預(yù)應(yīng)力鋼筋錨頭裸露在外,無混凝土包裹,且已經(jīng)發(fā)生銹蝕現(xiàn)象。
3、3混凝土強度檢測結(jié)果
石柱沿溪大橋的主要構(gòu)件大部分沒有碳化,僅個別桿件發(fā)生碳化,深度大于210 mm,最大達510 mm。各構(gòu)件采用回彈法測定的混凝土強度均大50MPa,滿足設(shè)計要求。
3、4大橋構(gòu)件混凝土缺陷超聲波檢測結(jié)果
本次共對20個構(gòu)件進行了混凝土缺陷檢測,其中斜桿部分為混凝土結(jié)合面的質(zhì)量檢測。在所測試范圍內(nèi),有6個構(gòu)件混凝土內(nèi)部存在不實區(qū)及空洞,判定為輕微缺陷,斜桿結(jié)合面質(zhì)量完好。
4、結(jié)論
綜上所述,本橋存在較多的病害,且運營后出現(xiàn)了一定程度的損傷,上弦桿斷縫處未設(shè)置橫向限位裝置,加劇了行車時橋梁的震動。同時該類橋梁結(jié)構(gòu)連接頭較多,局部應(yīng)力較大,整體性較差。為了確保橋跨結(jié)構(gòu)滿足安全通行設(shè)計荷載等級要求,必須對存在的缺陷和損傷進行治理。根據(jù)以上的檢測,提出以下的建議。
?。?1）為了增加橋梁的橫向穩(wěn)定性,減少車輛過橋時的震感,采用在上弦桿的斷縫處增加橫向限位塊的改造方法。
?。?2）由于原橋存在較多的裂縫,為了提高橋梁構(gòu)件受力的整體性,對寬度小于0115 mm的裂縫采用壓抹改性環(huán)氧樹脂膠泥的方法進行封閉;對寬度大于0.5 mm的裂縫采用畢可法進行壓注改性環(huán)氧樹脂,以增加結(jié)構(gòu)的整體性。
?。?3）因橋梁構(gòu)件存在較多的露筋、混凝土剝落等現(xiàn)象,為了提高橋梁的承載能力和耐久性,對于混凝土剝落、露筋部位,將裸露鋼筋除銹后,用改性環(huán)氧樹脂砂漿進行修補; 對裸露的錨具,鑿掉錨具周圍已經(jīng)存在缺陷的混凝土,對錨具進行徹底除銹后,用改性環(huán)氧樹脂混凝土進行保護。
?。?4）由于部分構(gòu)件混凝土內(nèi)部存在空洞,為了提高構(gòu)件受力的整體性,采用鉆孔壓注改性環(huán)氧樹脂的方法進行治理。對于表面混凝土空洞采用改性環(huán)氧樹脂混凝土進行修補。
?。?5）三峽水庫蓄水后,拱腳至L /4截面段均處于水下,為了提高橋梁構(gòu)件的耐久性,確保結(jié)構(gòu)的安全,對處于水位下的構(gòu)件采用在其表面涂刷一層防腐防水劑進行防護。
?。?6）由于實腹段拱底板下緣存在較多的橫向裂縫,為了提高的該段的承載能力,在拱頂部位采用粘貼碳纖維布進行加固。
?。?7）由于實腹段頂板下緣存在較多的縱向裂縫,為了提高頂板的承載能力,防止裂縫進一步擴展,在頂板下緣中間的4 m范圍內(nèi)橫向粘貼碳纖維布進行加固。
?。?8）對橋面系、人行道系裂縫進行封閉治理。
