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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許永平嚴后軍
        江蘇水利 2013年12期
        關(guān)鍵詞:標度保護層碳化

        許永平 嚴后軍

        (江蘇省淮沭新河管理處,江蘇 淮安 223005)

        1 工程概況

        新沂河??诳刂乒こ涛挥谛乱屎游查?,灌云、灌南兩縣交界處,新沂河里程樁號142+840 km以下直至灌河入??谥g,軸線樁號為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,擔負著新沂河流域的泄洪任務(wù),兼有擋潮、排污并相機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,履-50校核。

        2 技術(shù)狀態(tài)分析

        對橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件技術(shù)狀況評定應(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)等級及其對結(jié)構(gòu)的影響[2,3]。南深泓閘橋梁技術(shù)狀況評定見表1。

        3 混凝土強度分析

        依據(jù)混凝土橋梁結(jié)構(gòu)或構(gòu)件實測強度推定值[4]或測區(qū)平均換算強度值,計算推定強度勻質(zhì)系數(shù)Kbt或平均強度勻質(zhì)系數(shù)Kbm,按橋梁混凝土強度評定標準確定混凝土強度評定標度[5],見表 2。

        推定強度勻質(zhì)系數(shù):

        式中:

        Rit—混凝土實測強度推定值;

        R—混凝土設(shè)計強度等級。

        平均強度勻質(zhì)系數(shù):

        式中:

        Rim—混凝土測區(qū)平均換算強度值。

        表1 技術(shù)狀況評定表

        交通橋橋梁的強度檢測評定見表3。

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

        從表3可以看出,交通橋的混凝土強度檢測評定標度均為3,說明該構(gòu)件的強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評定混凝土橋梁鋼筋發(fā)生銹蝕的概率或銹蝕活動性,并按照測區(qū)銹蝕電位水平最低值,確定鋼筋銹蝕電位評定標度。

        交通橋鋼筋半電池電位檢測結(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定標度為3,說明該構(gòu)件有銹蝕活動性,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定標度為2,說明該構(gòu)件有銹蝕活動性,但銹蝕狀態(tài)不確定。

        5 碳化分析

        根據(jù)測區(qū)混凝土碳化深度平均值與實測保護層厚度平均值的比值,按表6的規(guī)定確定混凝土碳化評定標度?;炷撂蓟u定標準的定性描述見表7。

        交通橋橋各構(gòu)件的碳化深度檢測值見表8。

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

        表2 橋梁混凝土強度評定標準

        表3 橋梁的混凝土強度檢測評定表

        表4 混凝土橋梁鋼筋銹蝕電位評定標準

        表5 鋼筋半電池電位檢測結(jié)果表

        表6 混凝土碳化評定標準

        表7 混凝土碳化評定標準的定性描述

        6 鋼筋保護層分析

        檢測構(gòu)件或部位的鋼筋保護層厚度平均值Dn應(yīng)按以下公式計算:

        式中:

        Dni—鋼筋保護層厚度實測值;

        n—檢測構(gòu)件或部位的測點數(shù)。

        檢測構(gòu)件或部位的鋼筋保護層厚度特征值Dne應(yīng)按以下公式計算:

        式中:

        SD—鋼筋保護層厚度實測值標準差,精確至0.1 mm;

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

        表8 混凝土構(gòu)件碳化深度檢測值

        鋼筋保護層厚度評定標準見表9。

        交通橋鋼筋保護層厚度檢測值見表10。

        從表10可知,3#孔交通橋和7#孔交通橋評定標度為3,說明對結(jié)構(gòu)鋼筋耐久性有影響;5#孔交通橋和6#孔交通橋鋼筋保護層厚度檢測的評定標度為4,對結(jié)構(gòu)耐久性有較大影響。

        7 承載能力分析

        按照公路-Ⅱ級進行復核[6,7],交通橋所承受的最大彎矩M跨中=539.60 kN·m,計算要求配筋量 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重,最大銹蝕率達78%,按平均45%計,實際配筋面積為2090 mm2,不能滿足要求,而且鋼筋銹蝕仍有發(fā)展趨勢。

        8 結(jié)論

        根據(jù)現(xiàn)場檢測與復核分析,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層厚度;部分鋼筋保護層厚度對結(jié)構(gòu)耐久性有較大影響。

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

        表9 鋼筋保護層厚度評定標準

        表10 混凝土結(jié)構(gòu)保護層厚度檢測表

        通過以上分析,南深泓閘交通橋經(jīng)多年運行,其混凝土結(jié)構(gòu)老化嚴重,主要設(shè)計指標及其結(jié)構(gòu)強度不能滿足要求,已嚴重影響了工程的安全運行,存在嚴重安全隱患,技術(shù)狀態(tài)較差,難以滿足安全運行的要求,建議對交通橋進行大修。

        參考方獻

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

        [2]周逢強,馬永法.周莊套閘工程安全性態(tài)分析研究[J].水利與建筑工程學報,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].水利與建筑工程學報,2010,8(5):119-120.

        [4]揚州大學水建學院工程測試中心.新沂河海口控制工程南深泓閘建筑物現(xiàn)場安全檢測報告[R].揚州:揚州大學,2012,13.

        [5]中華人民共和國交通部.JTG/T J21-2011.公路橋梁承載能力檢測評定規(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)計規(guī)范[S].北京:人民交通出版社,2004:23-26.

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

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