閉春華
摘要:某普通鋼筋砼現(xiàn)澆連續(xù)箱梁橋在建成一年后在腹板位置出現(xiàn)了多條結(jié)構(gòu)裂縫。文章結(jié)合該橋的檢測(cè)、評(píng)估工作,從檢測(cè)流程、檢測(cè)方法、病害評(píng)估及建議等方面詳細(xì)介紹普通鋼筋砼現(xiàn)澆連續(xù)箱梁橋病害的評(píng)估過(guò)程,以為同類(lèi)普通鋼筋砼現(xiàn)澆連續(xù)箱梁橋病害評(píng)估提供參考。
Abstract: A common reinforced concrete cast-in-place continuous box girder bridge has several structural cracks in the web position after one year of construction. Based on the detection and evaluation of the bridge, this paper introduces in detail the evaluation process of the common reinforced concrete cast-in-place continuous box girder bridge from the aspects of testing process, testing methods, disease assessment and recommendations, providing a reference for the evaluation of the disease of continuous cast-in-place girder bridges of ordinary reinforced concrete.
關(guān)鍵詞:橋梁;T梁;腹板;結(jié)構(gòu)裂縫
Key words: bridge;T beam;web;structural crack
中圖分類(lèi)號(hào):U445.7? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào):1006-4311(2018)34-0175-02
0? 引言
某高速在通車(chē)運(yùn)行兩年后,發(fā)現(xiàn)一座普通鋼筋砼現(xiàn)澆連續(xù)箱梁的腹板位置產(chǎn)生了多條連續(xù)性結(jié)構(gòu)裂縫。這些為結(jié)構(gòu)裂縫導(dǎo)致橋梁存在結(jié)構(gòu)安全隱患,對(duì)結(jié)構(gòu)承載力及耐久性有影響的病害,因此有必要進(jìn)行進(jìn)一步的檢測(cè)、評(píng)估與加固。
本文結(jié)合該橋的處理過(guò)程,從檢測(cè)方法、病害評(píng)估、加固方案制訂等方面詳細(xì)介紹普通鋼筋砼現(xiàn)澆連續(xù)箱梁橋病害的處治過(guò)程,以為同類(lèi)橋梁的加固處理提供參考。
1? 預(yù)應(yīng)力混凝土T梁橋病害簡(jiǎn)介
該橋的橋型為:2×18m+3×20m普通鋼筋砼現(xiàn)澆連續(xù)箱梁,病害情況:距A端前3.6m~16.5m范圍,右側(cè)腹板有15條結(jié)構(gòu)性裂縫,L=60cm~95cm,d=100cm~120cm,δ=0.12~0.24mm,部分裂縫延伸至梁底110cm。
2? 病害評(píng)估的思路與流程
針對(duì)上部結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)荷載作用下的關(guān)鍵截面的應(yīng)變、位移及加載過(guò)程中的裂縫發(fā)展進(jìn)行測(cè)試,對(duì)運(yùn)營(yíng)橋梁進(jìn)行承載能力評(píng)定。
2.1 評(píng)估目的
荷載試驗(yàn)結(jié)果作為對(duì)橋梁承載能力、技術(shù)狀況與工程質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的主要依據(jù)之一。本次試驗(yàn)的目的主要包括:①通過(guò)靜載試驗(yàn),直接了解梁體結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀態(tài),判斷實(shí)際承載能力,評(píng)價(jià)其在設(shè)計(jì)使用荷載下的工作性能。②通過(guò)動(dòng)載試驗(yàn),了解梁體結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)特性,評(píng)價(jià)其在使用荷載階段的動(dòng)力性能。③積累數(shù)數(shù)據(jù),為橋梁整體性能評(píng)估及日后的運(yùn)營(yíng)、養(yǎng)護(hù)及管理提供依據(jù)。
2.2 主要檢測(cè)項(xiàng)目
2.2.1 靜載試驗(yàn):相應(yīng)試驗(yàn)工況作用下,控制截面撓度測(cè)試;相應(yīng)試驗(yàn)工況作用下,控制截面混凝土應(yīng)力測(cè)試;相應(yīng)試驗(yàn)工況作用下,裂縫的開(kāi)展情況;加載試驗(yàn)期間,其它異常情況觀測(cè)。
2.2.2 動(dòng)載試驗(yàn):橋跨結(jié)構(gòu)自振特性檢測(cè),即自振頻率;測(cè)試混凝圖梁截面動(dòng)應(yīng)變,獲得動(dòng)應(yīng)變時(shí)程曲線,利用動(dòng)應(yīng)變獲得試驗(yàn)截面沖擊系數(shù)。
3? 病害評(píng)估結(jié)果
3.1 裂縫發(fā)展趨勢(shì)評(píng)估
本次評(píng)估對(duì)2012年至2014年以來(lái)全線橋梁的結(jié)構(gòu)性裂縫進(jìn)行統(tǒng)計(jì),分析在兩年的試運(yùn)營(yíng)過(guò)程中,裂縫的發(fā)展趨勢(shì)及規(guī)律,為裂縫的成因及性質(zhì)分析提供參考。對(duì)比2012年和2014年的檢測(cè)結(jié)果并結(jié)合檢測(cè)分析可知,現(xiàn)有裂縫均為兩年試運(yùn)營(yíng)過(guò)程中產(chǎn)生。
全線箱梁均沒(méi)有開(kāi)設(shè)通風(fēng)孔,根據(jù)以往研究及檢測(cè)分析可知,不開(kāi)設(shè)通風(fēng)孔的箱梁內(nèi)外溫度相差較大,這將導(dǎo)致箱梁在澆筑時(shí)腹板會(huì)產(chǎn)生一定的收縮裂縫。復(fù)檢中還發(fā)現(xiàn)鋼筋混凝土現(xiàn)澆箱梁的豎向裂縫存在一定的規(guī)律:跨越河流、溝谷的中跨箱梁存在的豎向裂縫明顯多于靠近岸邊的邊跨箱梁,對(duì)此進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn),中跨箱梁多處于軟基地質(zhì)情況,由于施工過(guò)程中滿堂支架可能發(fā)生基礎(chǔ)不均勻沉降,導(dǎo)致了箱梁腹板產(chǎn)生了豎向裂縫。
3.2 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果
3.2.1 結(jié)構(gòu)剛度
試驗(yàn)荷載作用下,各控制截面的實(shí)測(cè)撓度小于計(jì)算值,撓度校驗(yàn)系數(shù)介于0.39~0.98之間,低于或處于規(guī)范規(guī)定的常值范圍(0.60~1.10)。第1跨最大實(shí)測(cè)撓度增量為2.08mm,為第1跨跨徑的1/10000,第2跨最大實(shí)測(cè)撓度增量為2.01mm,為第2跨計(jì)算跨徑的1/10000,各加載工況卸載后,各控制測(cè)點(diǎn)的實(shí)測(cè)相對(duì)殘余變形小于檢測(cè)規(guī)范限值(20%),最大實(shí)測(cè)相對(duì)殘余變形為17.65%。靜載試驗(yàn)結(jié)果表明,試驗(yàn)橋跨結(jié)構(gòu)剛度滿足設(shè)計(jì)要求。(表1)
3.2.2 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度
試驗(yàn)荷載作用下,J1~J2截面的實(shí)測(cè)應(yīng)力總體正常,應(yīng)力校驗(yàn)系數(shù)處于0.60~0.90之間,和規(guī)范規(guī)定的常值范圍(0.60~1.10)接近。最大實(shí)測(cè)混凝土拉應(yīng)力增量為0.94,荷載卸除后,多數(shù)測(cè)點(diǎn)的實(shí)測(cè)殘余應(yīng)變較小。靜載試驗(yàn)結(jié)果表明,試驗(yàn)橋跨測(cè)試截面的結(jié)構(gòu)受力正常,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。(表2)
3.3 結(jié)構(gòu)動(dòng)載試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果
檢測(cè)結(jié)果分析:橋梁前三階豎向彎曲自振頻率實(shí)測(cè)值分別為11.7Hz、13.1Hz、17.7Hz,與計(jì)算自振頻率的比值介于1.03~1.14之間,實(shí)測(cè)自振頻率大于計(jì)算頻率,表明結(jié)構(gòu)實(shí)際剛度大于計(jì)算剛度,與靜力試驗(yàn)的檢測(cè)結(jié)果相符。單車(chē)30km/h、40km/h、50km/h行車(chē)試驗(yàn),中跨跨中截面(J3)的實(shí)測(cè)應(yīng)變?cè)龃笙禂?shù)為1.14,較設(shè)計(jì)規(guī)范取值(1+μ=1.42)偏小。行車(chē)動(dòng)荷載作用下,測(cè)試截面的動(dòng)力響應(yīng)正常。動(dòng)載試驗(yàn)結(jié)果表明,試驗(yàn)橋梁橋跨結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)自振特性以及測(cè)試截面的行車(chē)動(dòng)力響應(yīng)正常。(表3、表4)
4? 結(jié)論與建議
4.1 普通鋼筋砼現(xiàn)澆連續(xù)箱梁裂縫成因分析
結(jié)合普通鋼筋砼現(xiàn)澆連續(xù)箱梁裂縫形態(tài)、荷載試驗(yàn)結(jié)果,分析梁體裂縫主要成因如下:
①部分箱梁底板存在縱向裂縫,有可能是在施工期間混凝土建筑完成后,施工養(yǎng)護(hù)不當(dāng)造成。
②復(fù)檢中發(fā)現(xiàn)全線箱梁均沒(méi)有開(kāi)設(shè)通風(fēng)孔導(dǎo)致箱梁內(nèi)外溫度相差較大,箱梁澆筑完成后腹板內(nèi)外收縮差以及混凝土整體收縮受鋼筋約束作用是腹板豎向裂縫持續(xù)增加與擴(kuò)展的主要原因之一。
③復(fù)檢中還發(fā)現(xiàn)箱梁豎向裂縫存在明顯的規(guī)律:跨越河流、溝谷的中跨箱梁存在的豎向裂縫明顯多于靠近岸邊的箱梁,根據(jù)以往研究及檢測(cè)分析,中跨箱梁多處于軟基地質(zhì)情況,施工過(guò)程中滿堂支架可能發(fā)生基礎(chǔ)不均勻沉降導(dǎo)致箱梁腹板產(chǎn)生了豎向裂縫。
4.2 評(píng)估建議
①該現(xiàn)澆箱梁能滿足設(shè)計(jì)荷載安全運(yùn)營(yíng)需要,橋梁的服務(wù)水平保持在較好狀態(tài),但由于服役時(shí)間較長(zhǎng)以及施工缺陷,鋼筋混凝土橋跨出現(xiàn)了不同程度的病害,橋梁的正常使用及耐久性有一定影響,建議對(duì)病害橋跨進(jìn)行常規(guī)養(yǎng)護(hù)、加固處理后應(yīng)加強(qiáng)正常運(yùn)營(yíng)中的養(yǎng)護(hù)監(jiān)測(cè)工作,每年做一次定期檢查。
②箱梁縱向裂縫非結(jié)構(gòu)受力性裂縫,建議對(duì)該裂縫進(jìn)行封閉處理,以提高結(jié)構(gòu)耐久性。
③鋼筋混凝土箱梁橋跨大部分箱梁存在箱底橫向裂縫,建議對(duì)箱梁底裂縫進(jìn)行封閉處理,并加強(qiáng)日常觀測(cè)。針對(duì)全線箱梁開(kāi)設(shè)通風(fēng)孔,保證箱梁內(nèi)外的溫差變化均勻。
④加強(qiáng)對(duì)全橋的養(yǎng)護(hù)工作,及時(shí)對(duì)橋面排水系統(tǒng)進(jìn)行疏通,防止橋面積水以提高結(jié)構(gòu)耐久性;對(duì)橋面鋪裝破損、開(kāi)裂部位應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)。
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