李 軍

1 概述

八仙大橋位于岳陽(yáng)城北5 km處,系岳陽(yáng)市一級(jí)公路跨越新墻河的一座橋梁。全橋長(zhǎng)396 m,橋跨布置為16 m+18×20 m+16 m,上部為裝配式簡(jiǎn)筒支T形梁,下部為1×1.2 m雙柱式橋墩,基礎(chǔ)為每墩兩根φ 1.2 m的鉆孔灌注鋼筋混凝土摩擦樁。設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):橋面寬度:凈9 m(行車(chē)道)+2×0.25 m(安全帶);設(shè)計(jì)荷載:汽車(chē)—20級(jí);驗(yàn)算荷載:掛車(chē)—100;地震烈度:按8度設(shè)防。

2 橋梁質(zhì)量檢測(cè)

2.1 檢測(cè)內(nèi)容及方法

2.1.1 行車(chē)道梁

檢測(cè)內(nèi)容:病害情況,有無(wú)開(kāi)裂、破損、剝落、露筋、滲漏、蜂窩麻面;檢測(cè)方法:檢測(cè)病害主要用目測(cè),伴之以望遠(yuǎn)鏡、放大鏡和刻度放大鏡。

2.1.2 墩、臺(tái)及基礎(chǔ)

檢測(cè)內(nèi)容:墩、臺(tái)身是否開(kāi)裂,表面是否風(fēng)化、剝落,有無(wú)空洞、麻面、露筋,有無(wú)歪斜、沉降、鼓突;樁基礎(chǔ)是否因被水沖刷而產(chǎn)生露筋和表層混凝土脫落現(xiàn)象。

檢測(cè)方法:對(duì)8號(hào)橋墩樁基進(jìn)行開(kāi)挖,以觀測(cè)其病害情況。主要用目測(cè),伴之常規(guī)檢測(cè)儀器及工具,如傾斜儀、鋼卷尺等。

2.2 檢測(cè)結(jié)果

2.2.1 行車(chē)道梁

通過(guò)目測(cè)及望遠(yuǎn)鏡對(duì)全橋進(jìn)行觀測(cè),行車(chē)道梁基本完好,裝配式筒支T形梁橫向連接牢固,橫隔板未出現(xiàn)錯(cuò)位。梁體沒(méi)有出現(xiàn)明顯的破損、混凝土剝落、露筋、蜂窩麻面現(xiàn)象。

借助搭建于第八跨的滿(mǎn)堂支架,對(duì)該跨的中間4片T梁裂縫進(jìn)行了詳細(xì)的觀測(cè)。觀測(cè)裂縫共計(jì)28條,寬度為0.03 mm～0.06 mm,遠(yuǎn)小于容許值0.25 mm,T梁混凝土開(kāi)裂并不嚴(yán)重。

2.2.2 墩、臺(tái)及基礎(chǔ)

1)墩柱:豎立度尚好,9號(hào)上游墩柱混凝土有輕微的破損,混凝土剝落掉塊,鋼筋外露,11號(hào)、12號(hào)、15號(hào)墩上游墩柱亦有輕微的風(fēng)化現(xiàn)象,可見(jiàn)粗骨料。

2)基礎(chǔ):基礎(chǔ)沖刷嚴(yán)重,6號(hào)～13號(hào)墩承臺(tái)底部沖空,8號(hào)～11號(hào)樁基頂端露出長(zhǎng)度約1 m,樁基頂端有一定侵蝕,混凝土表層脫落,粗骨料清晰可見(jiàn),但經(jīng)探測(cè)未見(jiàn)鋼筋外露。承臺(tái)在施工時(shí)支模欠佳,混凝土表面粗糙。

3 橋梁靜載試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)橋孔及加載截面確定

根據(jù)大橋主梁為16 m+18×20 m+16 m裝配式簡(jiǎn)支T形梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),選取7號(hào)～8號(hào)跨的跨中截面作為加載截面。

3.2 試驗(yàn)項(xiàng)目

1)應(yīng)力觀測(cè);2)撓度觀測(cè);3)裂縫觀測(cè)。

3.3 試驗(yàn)荷載

試驗(yàn)時(shí)用“東風(fēng)”牌汽車(chē)直接加載(前軸重40 kN,后軸重150 kN,軸距4 m)。加載車(chē)密集排列,按試驗(yàn)截面“等效內(nèi)力”原則確定汽車(chē)車(chē)輛數(shù)和排列位置,即使加載汽車(chē)荷載與設(shè)計(jì)荷載在該截面產(chǎn)生的內(nèi)力相當(dāng)。根據(jù)計(jì)算結(jié)果,需試驗(yàn)汽車(chē)6輛。

3.4 試驗(yàn)方法及步驟

1)在試驗(yàn)前,將加載汽車(chē)按計(jì)算的試驗(yàn)荷載重量過(guò)磅裝載,停放于橋頭引道上。2)試驗(yàn)荷載分四級(jí)逐級(jí)加載。正式加載前,各量測(cè)儀表調(diào)零或初讀數(shù),同時(shí)對(duì)試驗(yàn)橋跨進(jìn)行裂縫檢查。然后分級(jí)加載。每一級(jí)荷載加載完畢后持荷15 min,待結(jié)構(gòu)變形基本穩(wěn)定后,各量測(cè)儀表讀數(shù),同時(shí)檢查裂縫。讀數(shù)和裂縫檢查完畢,緊接著加下一級(jí)荷載。如此往復(fù)循環(huán),直到加完最后一級(jí)荷載。加完最后一級(jí)荷載后,讀數(shù)和裂縫檢查完畢,一次性全部卸載,即加載車(chē)輛全部退至橋外。卸載后25 min測(cè)讀結(jié)構(gòu)殘余變形。如果殘余變形值與總變形值之比小于試驗(yàn)規(guī)范的規(guī)定值,加載試驗(yàn)即告結(jié)束,否則重復(fù)進(jìn)行第二次加載試驗(yàn)。

3.5 試驗(yàn)結(jié)果

1)撓度測(cè)試結(jié)果。各測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)值和計(jì)算值見(jiàn)表1。

表1 7號(hào)～8號(hào)跨實(shí)測(cè)撓度與計(jì)算撓度

應(yīng)力測(cè)點(diǎn)計(jì)算值與實(shí)測(cè)值見(jiàn)表2。

表2 7號(hào)～8號(hào)跨跨中截面下緣實(shí)測(cè)應(yīng)力與計(jì)算應(yīng)力

2)裂縫觀測(cè)結(jié)果。在加完第一級(jí)荷載時(shí),T梁跨中下緣開(kāi)始出現(xiàn)新裂縫或舊裂縫擴(kuò)展現(xiàn)象,在加載的過(guò)程中,裂縫數(shù)量逐漸增加,裂縫長(zhǎng)度逐漸加長(zhǎng),加完最后一級(jí)荷載時(shí),最大裂縫寬度為0.08 mm。卸載后裂縫部分愈合。

3.6 分析評(píng)定

靜載試驗(yàn)結(jié)果滿(mǎn)足以下條件:

1)靜載試驗(yàn)荷載效率應(yīng)滿(mǎn)足:0.8＜η≤1.0,η=Sstat/(S·δ)。

其中,Sstat為試驗(yàn)荷載作用下,檢測(cè)部位變位或力的計(jì)算值;S為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下,檢測(cè)部位變位或力的計(jì)算值;δ為設(shè)計(jì)取的動(dòng)力系數(shù)。7號(hào)～8號(hào)跨跨中加載試驗(yàn)。

2)測(cè)量的彈性變形值Se與試驗(yàn)荷載作用下的理論值Sstat的比值需滿(mǎn)足下式:

β＜Se/Sstat＜α,對(duì)于該橋,β=0.4,α=0.8;

7號(hào)～8號(hào)跨跨中加載試驗(yàn),Sstat=13.53 mm,Se=8.76 mm,

0.4＜Se/Sstat=0.65＜0.8,滿(mǎn)足要求。

3)測(cè)量的殘余變形Sp與總變形值Stot的比值需滿(mǎn)足下式:

Sp/Stot＜α1=0.20,

7號(hào)～8號(hào)跨跨中加載試驗(yàn),Sp=0.08 mm,Stot=8.76 mm,

Sp/Stot=0.01＜0.20,滿(mǎn)足要求。

4)測(cè)量的最大變形值Se不應(yīng)超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的容許值:

7號(hào)～8號(hào)跨跨中加載試驗(yàn),Se=8.76 mm,設(shè)計(jì)容許值:[Δ]=L/600=33.3 mm。

Se＜[ Δ],滿(mǎn)足要求。

4 綜合評(píng)定結(jié)論及建議意見(jiàn)

1)從靜載實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出,各測(cè)試截面在試驗(yàn)荷載作用下,其荷載效率、彈性變形、殘余變形、最大變形、裂縫寬度等指標(biāo)基本滿(mǎn)足“規(guī)范”要求;實(shí)測(cè)撓度、應(yīng)力值與理論計(jì)算撓度、應(yīng)力值基本吻合,實(shí)測(cè)撓度—荷載曲線和應(yīng)力—荷載基本呈直線狀態(tài),T形梁處于彈性受力狀態(tài);Y梁底雖有裂縫,但數(shù)量不多,寬度不大,均在規(guī)范容許范圍內(nèi)(≤0.2 mm),基于以上三點(diǎn),可以得出結(jié)論:行車(chē)道梁強(qiáng)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

2)從質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果可以看出,行車(chē)道梁基本完好,T形梁體沒(méi)有出現(xiàn)明顯破損、混凝土剝落、露筋、蜂窩、麻面現(xiàn)象,可不作加固處理。

3)從橋梁下部結(jié)構(gòu)可以看出,墩柱豎直尚好,但部分上游墩柱因渡船撞擊所致的混凝土剝落掉塊;基礎(chǔ)沖刷嚴(yán)重,6號(hào)～13號(hào)墩承臺(tái)底部沖空,樁基頂端暴露于水中或空氣中并有一定的侵蝕,混凝土表面脫落。針對(duì)以上病害,應(yīng)對(duì)癥進(jìn)行維修,如補(bǔ)強(qiáng)缺損墩柱,圍堰抽水,用混凝土填補(bǔ)沖空部分等,以提高下部構(gòu)造的承載能力,增強(qiáng)橋梁耐久性。

[1]交通部.公路舊橋承載能力鑒定方法(試行1998)[S].

[2]JTJ 021-89,公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范[S].

[3]張俊平.橋梁檢測(cè)[M].北京:人民交通出版社,2002.