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        新沂河??诳刂乒こ棠仙钽l交通橋安全性態(tài)分析

        2013-10-05 14:04:28許永平嚴(yán)后軍
        江蘇水利 2013年12期
        關(guān)鍵詞:標(biāo)度保護(hù)層碳化

        許永平 嚴(yán)后軍

        (江蘇省淮沭新河管理處,江蘇 淮安 223005)

        1 工程概況

        新沂河海口控制工程位于新沂河尾閭,灌云、灌南兩縣交界處,新沂河里程樁號(hào)142+840 km以下直至灌河入??谥g,軸線樁號(hào)為143+875 km,是沂沭泗流域洪水東調(diào)南下工程中的重要組成部分,擔(dān)負(fù)著新沂河流域的泄洪任務(wù),兼有擋潮、排污并相機(jī)分泄淮河洪水的功能。

        南深泓閘工程閘身為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),總寬為134.1 m,閘型為開敞式實(shí)用堰型,基礎(chǔ)為沉井群,底高程為-21.5 m,底板為2孔一聯(lián),計(jì)12孔,每孔寬10 m。閘底高程為-2.0 m,閘頂高程為5.5 m。閘墩下游側(cè)設(shè)交通橋,凈寬4.0 m,橋面高程6.0 m,按汽-10設(shè)計(jì),履-50校核。

        2 技術(shù)狀態(tài)分析

        對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件技術(shù)狀況評(píng)定應(yīng)參照相關(guān)橋梁規(guī)范有關(guān)規(guī)定[1],確定橋梁技術(shù)狀態(tài)等級(jí)及其對(duì)結(jié)構(gòu)的影響[2,3]。南深泓閘橋梁技術(shù)狀況評(píng)定見表1。

        3 混凝土強(qiáng)度分析

        依據(jù)混凝土橋梁結(jié)構(gòu)或構(gòu)件實(shí)測(cè)強(qiáng)度推定值[4]或測(cè)區(qū)平均換算強(qiáng)度值,計(jì)算推定強(qiáng)度勻質(zhì)系數(shù)Kbt或平均強(qiáng)度勻質(zhì)系數(shù)Kbm,按橋梁混凝土強(qiáng)度評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)確定混凝土強(qiáng)度評(píng)定標(biāo)度[5],見表 2。

        推定強(qiáng)度勻質(zhì)系數(shù):

        式中:

        Rit—混凝土實(shí)測(cè)強(qiáng)度推定值;

        R—混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)。

        平均強(qiáng)度勻質(zhì)系數(shù):

        式中:

        Rim—混凝土測(cè)區(qū)平均換算強(qiáng)度值。

        表1 技術(shù)狀況評(píng)定表

        交通橋橋梁的強(qiáng)度檢測(cè)評(píng)定見表3。

        本文課題組前期分別利用陽(yáng)離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、酸溶液及其復(fù)合溶液浸泡煤樣,結(jié)果表明陰離子表面活性劑和酸的復(fù)合溶液對(duì)煤樣的破壞效果優(yōu)于其他溶液,因此,本文以阜新長(zhǎng)焰煤作為研究對(duì)象,采用有機(jī)/酸(SDS/HCl)復(fù)合溶液對(duì)煤樣進(jìn)行浸泡,研究煤樣表觀形貌、礦物質(zhì)成分、微觀孔隙結(jié)構(gòu)隨浸泡時(shí)間的變化規(guī)律,分析煤樣在有機(jī)/酸復(fù)合溶液化學(xué)作用下破壞的微觀機(jī)制,并通過單軸壓縮實(shí)驗(yàn)測(cè)定煤樣力學(xué)特性,以驗(yàn)證煤樣微觀破壞機(jī)理。

        從表3可以看出,交通橋的混凝土強(qiáng)度檢測(cè)評(píng)定標(biāo)度均為3,說明該構(gòu)件的強(qiáng)度狀況處于較差狀態(tài),容易造成構(gòu)件出現(xiàn)缺損現(xiàn)象。

        4 鋼筋銹蝕分析

        根據(jù)表4評(píng)定混凝土橋梁鋼筋發(fā)生銹蝕的概率或銹蝕活動(dòng)性,并按照測(cè)區(qū)銹蝕電位水平最低值,確定鋼筋銹蝕電位評(píng)定標(biāo)度。

        交通橋鋼筋半電池電位檢測(cè)結(jié)果見表5。

        從表5可知,2#孔交通橋和11#孔交通橋的鋼筋銹蝕評(píng)定標(biāo)度為3,說明該構(gòu)件有銹蝕活動(dòng)性,發(fā)生銹蝕的概率大于90%;4#孔交通橋和7#孔交通橋的鋼筋銹蝕評(píng)定標(biāo)度為2,說明該構(gòu)件有銹蝕活動(dòng)性,但銹蝕狀態(tài)不確定。

        5 碳化分析

        根據(jù)測(cè)區(qū)混凝土碳化深度平均值與實(shí)測(cè)保護(hù)層厚度平均值的比值,按表6的規(guī)定確定混凝土碳化評(píng)定標(biāo)度?;炷撂蓟u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)的定性描述見表7。

        交通橋橋各構(gòu)件的碳化深度檢測(cè)值見表8。

        從表8可知,交通橋各構(gòu)件的碳化評(píng)定標(biāo)度為2或3,說明交通橋出現(xiàn)碳化,局部碳化深度大于保護(hù)層厚度。

        表2 橋梁混凝土強(qiáng)度評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

        表3 橋梁的混凝土強(qiáng)度檢測(cè)評(píng)定表

        表4 混凝土橋梁鋼筋銹蝕電位評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

        表5 鋼筋半電池電位檢測(cè)結(jié)果表

        表6 混凝土碳化評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

        表7 混凝土碳化評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)的定性描述

        6 鋼筋保護(hù)層分析

        檢測(cè)構(gòu)件或部位的鋼筋保護(hù)層厚度平均值Dn應(yīng)按以下公式計(jì)算:

        式中:

        Dni—鋼筋保護(hù)層厚度實(shí)測(cè)值;

        n—檢測(cè)構(gòu)件或部位的測(cè)點(diǎn)數(shù)。

        檢測(cè)構(gòu)件或部位的鋼筋保護(hù)層厚度特征值Dne應(yīng)按以下公式計(jì)算:

        式中:

        SD—鋼筋保護(hù)層厚度實(shí)測(cè)值標(biāo)準(zhǔn)差,精確至0.1 mm;

        Kp—判定系數(shù),按《公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程》(JTG/T J21-2011)表5.8.5取用。

        表8 混凝土構(gòu)件碳化深度檢測(cè)值

        鋼筋保護(hù)層厚度評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見表9。

        交通橋鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)值見表10。

        從表10可知,3#孔交通橋和7#孔交通橋評(píng)定標(biāo)度為3,說明對(duì)結(jié)構(gòu)鋼筋耐久性有影響;5#孔交通橋和6#孔交通橋鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)的評(píng)定標(biāo)度為4,對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性有較大影響。

        7 承載能力分析

        按照公路-Ⅱ級(jí)進(jìn)行復(fù)核[6,7],交通橋所承受的最大彎矩M跨中=539.60 kN·m,計(jì)算要求配筋量 As=2156 mm2,交通橋?qū)嶋H配筋量As=3800 mm2,考慮到交通橋鋼筋銹蝕嚴(yán)重,最大銹蝕率達(dá)78%,按平均45%計(jì),實(shí)際配筋面積為2090 mm2,不能滿足要求,而且鋼筋銹蝕仍有發(fā)展趨勢(shì)。

        8 結(jié)論

        根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)與復(fù)核分析,得出以下結(jié)論:

        ①本橋橋梁技術(shù)狀況為三類。

        ②交通橋構(gòu)件的強(qiáng)度狀況處于較差狀態(tài),容易造成構(gòu)件出現(xiàn)缺損現(xiàn)象。

        ③交通橋板板底普遍混凝土開裂,露筋嚴(yán)重,鋼筋最大銹蝕率為75.0%。

        ④交通橋出現(xiàn)碳化,局部碳化深度大于保護(hù)層厚度;部分鋼筋保護(hù)層厚度對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性有較大影響。

        ⑤交通橋由于露筋、銹蝕嚴(yán)重,結(jié)構(gòu)承載能力不能滿足要求,存在嚴(yán)重安全隱患。

        表9 鋼筋保護(hù)層厚度評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

        表10 混凝土結(jié)構(gòu)保護(hù)層厚度檢測(cè)表

        通過以上分析,南深泓閘交通橋經(jīng)多年運(yùn)行,其混凝土結(jié)構(gòu)老化嚴(yán)重,主要設(shè)計(jì)指標(biāo)及其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不能滿足要求,已嚴(yán)重影響了工程的安全運(yùn)行,存在嚴(yán)重安全隱患,技術(shù)狀態(tài)較差,難以滿足安全運(yùn)行的要求,建議對(duì)交通橋進(jìn)行大修。

        參考方獻(xiàn)

        [1]中華人民共和國(guó)交通部.JTGH11-2004.公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范[S].北京:人民交通出版社,2011:12-16.

        [2]周逢強(qiáng),馬永法.周莊套閘工程安全性態(tài)分析研究[J].水利與建筑工程學(xué)報(bào),2013,11(1):161-165.

        [3]陳蕾,曹邱林.劉集地涵工程安全性態(tài)分析研究[J].水利與建筑工程學(xué)報(bào),2010,8(5):119-120.

        [4]揚(yáng)州大學(xué)水建學(xué)院工程測(cè)試中心.新沂河??诳刂乒こ棠仙钽l建筑物現(xiàn)場(chǎng)安全檢測(cè)報(bào)告[R].揚(yáng)州:揚(yáng)州大學(xué),2012,13.

        [5]中華人民共和國(guó)交通部.JTG/T J21-2011.公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程[S].北京:人民交通出版社,2011:11-15.

        [6]中華人民共和國(guó)交通部.JTG D62-2004.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[S].北京:人民交通出版社,2004:23-26.

        [7]中華人民共和國(guó)交通部.JTG D60-2004.公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范[S].北京:人民交通出版社,2004:24-25.

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