舊橋常規檢測的內容與方法

莫利君1，陳  華2

(1．廣西電力工業勘察設計研究院，廣西南寧530023；2．中鐵十三局第五工程有限公司，吉林長春130033)

    早期修建的橋梁隨著使用年限的增長會出現病害或破損現象，對橋梁結構造成潛在的危害。為了評估這些橋梁的現有承載能力和使用條件，需對其進行現場檢測。本文以重慶市石柱縣沿溪大橋為例，介紹既有橋梁常規檢測的內容及方法。

1.沿溪大橋概況

    沿溪大橋位于沿溪鎮與復興鎮的交界處，是連接沿溪鎮與復興鎮的主要通道。大橋主孔為180 m預應力混凝土桁架式組合拱，兩岸邊孔為18 m及(18+14+13)m連續剛構。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l／5，上弦桿在兩側第二、三節間處斷開，形成斷縫，斷縫至墩頂的懸臂桁架段長度為38 m。復興岸邊孔為18 m的剛構，沿溪岸為(18+14+13)m的連續剛構，剛構與懸臂桁架拱座處立柱及橋臺固結，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，出現較多裂縫，存在混凝土的脫落和鋼筋外露現象，橋梁在車輛作用下橫向振感較強，對運營安全構成威脅。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構檢測，并對檢測發現的缺損進行評價，提出處理建議。

2.檢測的內容及方法

    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。為了了解該橋實際拱軸線形，進行了實橋拱圈下緣線線形測量。首先在拱肋外側下緣作標記，標記點沿橋跨均勻布置并兼顧關鍵點，然后用全站儀對各點進行測量，根據實測數據，利用樣條曲線擬合出實際的拱圈下緣線形。

    2.2結構表觀狀況及各類病害的檢測

    (1)橋梁結構裂縫檢測：裂縫的檢測主要包括裂縫的標識、記錄和裂縫的寬度測量。裂縫的寬度用40倍裂縫顯微讀數儀測量，裂縫的長度采用鋼尺測量，并根據裂縫分布、裂縫方向畫出裂縫展開圖。檢測區域根據現場條件決定，并以盡可能全面檢測為原則。

    (2)主要構件混凝土的表觀狀況(包括混凝土保護層剝落、露筋等)、橋梁鋪裝狀況及伸縮縫和斷縫的檢測：采用目測觀察。

    2.3混凝土強度檢測

    混凝土強度檢測采用回彈法。檢測時根據構件尺寸及現場條件，按《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》要求進行測區選取，每一個測區記取16個回彈值。對測得的測區平均回彈值進行角度、澆筑面修正，然后結合碳化深度，查混凝土強度換算表，得出各測區混凝土強度換算值，并按《規程》要求計算當前齡期下混凝土強度推定值。進行檢測時，操作要平穩，施力要均勻；試件應有足夠的剛度，不可太薄(應大于10 cm)；測點間距離或試件邊緣距離應大于3 em；測面要清潔、平整、干燥，并盡量選在構件的側面施測。

    2.4混凝土缺陷檢測

    檢測混凝土內部不密實區及空洞、混凝土結合面質量檢測采用超聲波法[4]。用人工的方法在工程材料或結構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構內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，以了解材料與結構的力學特性和內部缺陷。每個構件選取8個測點，看是否存在聲時異常、頻率異常和幅度異常。由此來評定構件中混凝土是否存在缺陷。

3.檢測結果

    3.1主要幾何尺寸和拱軸線線形的檢測結果

    實測的豎桿、立柱尺寸，斜桿尺寸，橫系梁尺寸，上弦桿、下弦桿尺寸均與設計值偏差較小，符合設計要求。

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2cm。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結構表觀狀況及各類病害的檢測結果

    3.2.1 結構的裂縫及表觀狀態的檢測結果

    (1)豎桿和立柱：在豎桿和立柱的表面出現少量裂縫，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25cm左右，縫寬在0.05 mm左右；立柱和豎桿的側面局部地方有網格狀干縮裂縫，干縮裂縫寬度在0.05 mm  左右；多數豎桿與上弦節點處的濕接縫處，混凝土澆筑不密實，出現了一些空洞。上游和下游94豎桿的濕接縫上側用碳  纖維布修補過。

    (2)斜桿：在斜桿的表面出現了少量裂縫，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30～90cm不等，縫寬大多數在0.1mm左右；一些斜桿的側面局部地方有網格狀干縮裂縫，干縮裂縫寬度在0.05mm左右；一部分斜桿出現了混凝土剝落、露筋的現象；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，預應力筋裸露，預應力筋及錨具嚴重銹蝕。

    (3)上弦桿、下弦桿：其表面均出現了少量裂縫，縫長從15—180cm不等，縫寬大多數在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面，上弦桿側面裂縫大部分為豎直方向的裂縫，下弦桿側面裂縫主要垂直于拱軸線方向；上、下弦桿局部均出現了混凝土剝落、露筋的現象。 

    (4)實腹段：在實腹段頂板下緣出現的大量縱向裂縫，大部分貫通于頂板，寬度大多數在0.15mm左右，個別裂縫寬度達到0.6mm；腹板出現了部分縱向裂縫，寬度大多數在0.15mm左右，主要集中在實腹段兩側。

    (5)上弦底板、下弦頂板：在上弦底板和下弦頂板出現的大量縱向裂縫，大部分貫通于板厚，寬度大多數在0.15mm左右；個別板出現斷裂、混凝土剝落、露筋的現象。

    (6)豎桿與下弦結點處：下游6。豎桿與下弦結點處有兩條裂縫，貫通豎桿側面，縫寬0.1mm。上游6#豎桿與下弦結點處有兩條裂縫，貫通豎桿側面，縫寬0.1～0.3mm。下游5#豎桿與下弦結點處有一條裂縫，貫通豎桿側面，縫寬0.1~0.2mm。上游5#豎桿與下弦結點處有兩條裂縫，貫通豎桿側面，縫寬0.1—0.2mm。

    (7)豎桿、斜桿的橫系梁：在豎桿和斜桿的橫系梁上出現了少量裂縫，大部分裂縫寬度小于0.1mm，主要垂直于系梁的方向；部分橫系梁出現了露筋的現象。

    3.2.2橋梁鋪裝狀況及伸縮縫和斷縫的檢測結果

    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。忠縣側斷縫處破損嚴重，斷縫靠近忠縣側有幾條裂縫，縫寬0.1～0.2 mm，縫長為30cm左右。斷縫兩側附近的混凝土有的已脫落，鋼筋及預應力鋼筋錨頭裸露在外，無混凝土包裹，且已經發生銹蝕現象。

    3.3混凝土強度檢測結果

    石柱沿溪大橋的主要構件大部分沒有碳化，僅個別桿件發生碳化，深度大于2.0 mm，最大達5.0 mm。各構件采用回彈法測定的混凝土強度均大于50MPa，滿足設計要求。

    3.4大橋構件混凝土缺陷超聲波檢測結果

    本次共對20個構件進行了混凝土缺陷檢測，其中斜桿部分為混凝土結合面的質量檢測。在所測試范圍內，有6個構件混凝土內部存在不實區及空洞，判定為輕微缺陷，斜桿結合面質量完好。

4.結論

    綜上所述，本橋存在較多的病害，且運營后出現了一定程度的損傷，上弦桿斷縫處未設置橫向限位裝置，加劇了行車時橋梁的震動。同時該類橋梁結構連接頭較多，局部應力較大，整體性較差。為了確保橋跨結構滿足安全通行設計荷載等級要求，必須對存在的缺陷和損傷進行治理。根據以上的檢測，提出以下的建議。

    (1)為了增加橋梁的橫向穩定性，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，為了提高橋梁構件受力的整體性，對寬度小于0.15mm的裂縫采用壓抹改性環氧樹脂膠泥的方法進行封閉；對寬度大于0.15mm的裂縫采用畢可法進行壓注改性環氧樹脂，以增加結構的整體性。

    (3)因橋梁構件存在較多的露筋、混凝土剝落等現象，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，用改性環氧樹脂砂漿進行修補；對裸露的錨具，鑿掉錨具周圍已經存在缺陷的混凝土，對錨具進行徹底除銹后，用改性環氧樹脂混凝土進行保護。

    (4)由于部分構件混凝土內部存在空洞，為了提高構件受力的整體性，采用鉆孑L壓注改性環氧樹脂的方法進行治理。對于表面混凝土空洞采用改性環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，為了提高橋梁構件的耐久性，確保結構的安全，對處于水位下的構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。

參考文獻:

[1]劉自明．橋梁工程檢測手冊[M]．人民交通出版社，2002．

[2]胡大琳．橋涵工程試驗檢測技術[M]．人民交通出版社，2000．[3]王麗霞．淺析舊橋檢測[J]．公路運輸文摘，2004(9)．

[4]鄒新澤．無損傷檢測方法的實踐探索[J]．安徽建筑，2001(6)．

[5]袁萬城，崔飛，張啟偉．橋梁健康檢測與狀態評估的研究現狀與發展[J]．同濟大學學報，l999(2)．

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)