全山嶺

新長(zhǎng)工務(wù)段淮安橋梁車間 江蘇 淮安 223005

概述

宿淮線安河特大橋位于江蘇省宿遷市泗洪縣歸仁鎮(zhèn)，中心里程K138+128，橋號(hào)184#，全長(zhǎng)598.1m，直線地段，孔跨式樣為19-32m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁。該橋所在區(qū)間日均通過貨車1對(duì)、客車3對(duì)。2017年8月份，橋梁車間在日常巡檢過程中發(fā)現(xiàn)，該橋的第1孔、第13孔、第17孔的梁體裂紋從原有的裂紋開始滲水、泛白漿，裂紋有發(fā)展的趨勢(shì)。為調(diào)查清楚該橋裂紋的成因，2017年11月2日～4日，對(duì)安河特大橋發(fā)現(xiàn)的3處裂紋進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。

1 檢測(cè)內(nèi)容

安河特大橋梁體裂紋病害檢測(cè)的主要內(nèi)容為：

（1）裂縫外觀狀態(tài)檢查

對(duì)病害梁體的裂縫狀態(tài)進(jìn)行檢查，采用裂縫測(cè)寬儀及測(cè)深儀對(duì)開裂較大處的裂縫寬度及深度進(jìn)行測(cè)量。

（2）鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)

采用混凝土鋼筋探測(cè)儀對(duì)病害梁體附近的鋼筋保護(hù)厚度進(jìn)行檢測(cè)。

（3）鋼筋銹蝕狀態(tài)檢測(cè)

采用鋼筋銹蝕測(cè)試儀對(duì)病害梁體附近的表層縱向鋼筋進(jìn)行銹蝕狀態(tài)檢測(cè)。

（4）預(yù)應(yīng)力管道壓漿情況檢測(cè)

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，在病害梁體沿預(yù)應(yīng)力管道的縱向裂縫較寬處進(jìn)行鉆孔取芯，檢測(cè)預(yù)應(yīng)力管道漿體的密實(shí)情況[1]。

2 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)過程

2.1 裂縫外觀狀態(tài)

第13孔左片梁梁體裂縫外觀照片，梁體裂縫寬度和深度檢測(cè)原始數(shù)據(jù)見附錄，具體檢查情況如下：

第13孔左片梁發(fā)現(xiàn)1條梁體裂縫。裂縫位于小里程梁端馬蹄的外側(cè)面，沿N2鋼束的預(yù)應(yīng)力管道呈縱向延伸形態(tài)，裂縫一端距離第二個(gè)橫隔板中心63cm、另一端止于第一個(gè)橫向預(yù)應(yīng)力張拉錨孔處，裂縫長(zhǎng)度2.85m、最大寬度0.42mm、最大深度83mm，裂縫處存在滲水、泛白現(xiàn)象，裂縫附近梁體混凝土存在局部蜂窩麻面，梁體內(nèi)側(cè)應(yīng)對(duì)位置未發(fā)現(xiàn)裂縫。

2.2 預(yù)應(yīng)力管道壓漿情況

第13孔左片梁體裂縫鉆孔取芯。由于第13孔左片梁體裂縫位于梁端馬蹄外側(cè)面，對(duì)應(yīng)N2鋼束的預(yù)應(yīng)力管道，因此采用取芯機(jī)在梁體外側(cè)面對(duì)應(yīng)位置進(jìn)行鉆孔。選取裂縫較寬處和裂縫端頭最低處鉆孔，均發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力管道漿體不飽滿、管道內(nèi)有積水向外流出并持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)、水體清澈無渾濁物、敲擊管道壁有空響，預(yù)應(yīng)力筋部分裸露但未發(fā)現(xiàn)明顯銹蝕。

預(yù)應(yīng)力管道壓漿情況檢測(cè)結(jié)果表明，梁體裂縫沿預(yù)應(yīng)力管道的縱向裂縫，向裂縫對(duì)應(yīng)的預(yù)應(yīng)力管道鉆孔，發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力管道均存在管道漿體不飽滿、管道不密實(shí)的情況，部分管道內(nèi)有積水，預(yù)應(yīng)力筋未發(fā)現(xiàn)明顯銹蝕[2]。

2.3 鋼筋保護(hù)層厚度

對(duì)梁體裂縫附近的梁體進(jìn)行鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)，每孔梁選取梁體內(nèi)、外側(cè)和梁底等部位進(jìn)行測(cè)試，鋼筋保護(hù)層厚度測(cè)試原始數(shù)據(jù)見下表。

第13孔左片梁體裂縫附近的鋼筋保護(hù)層厚度平均值在45.5～57.6mm之間，均滿足35mm的設(shè)計(jì)要求。

表1 梁體裂縫附近梁體鋼筋保護(hù)層厚度統(tǒng)計(jì)表

2.4 鋼筋銹蝕狀態(tài)

采用半電池電位法對(duì)梁體裂縫附近的梁體外側(cè)面進(jìn)行鋼筋銹蝕檢測(cè)。該測(cè)區(qū)梁體鋼筋銹蝕狀態(tài)見圖1。

鋼筋銹蝕測(cè)試結(jié)果表明，該梁體裂縫附近梁體外側(cè)面各測(cè)點(diǎn)銹蝕電位均在-200mv以上，該測(cè)區(qū)梁體鋼筋未出現(xiàn)銹蝕情況。

圖1

3 本次檢測(cè)結(jié)果

綜上所述，從病害梁體裂縫均為沿預(yù)應(yīng)力管道呈縱向延伸形態(tài)的分布特征，裂縫處存在大量白色析出物和滲水的現(xiàn)象，以及裂縫對(duì)應(yīng)的預(yù)應(yīng)力管道均存在管道漿體不飽滿、管道不密實(shí)、部分管道內(nèi)有積水的情況，可做出如下推斷：梁體預(yù)制過程中混凝土的干燥收縮和預(yù)應(yīng)力管道壓漿不飽滿、梁體成形后管道內(nèi)積水凍脹是產(chǎn)生梁體裂縫的主要原因。梁體預(yù)制過程中混凝土干燥收縮或水化熱產(chǎn)生初始裂縫，預(yù)應(yīng)力管道壓漿不飽滿、管道不密實(shí)，導(dǎo)致梁體成型后管道內(nèi)積水，冬季時(shí)，管道內(nèi)積水凍結(jié)、體積膨脹產(chǎn)生的凍脹力應(yīng)力集中比較嚴(yán)重，使沿預(yù)應(yīng)力管道方向的混凝土發(fā)生凍脹開裂，經(jīng)過多年反復(fù)凍融循環(huán)導(dǎo)致裂縫寬度和深度不斷加大，病害日趨嚴(yán)重，影響結(jié)構(gòu)耐久性[3]。

4 預(yù)應(yīng)力混凝土T梁裂紋的分析

裂縫對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土T梁外觀質(zhì)量來說是一種缺陷，有些裂縫影響外觀質(zhì)量，有些裂縫則直接影響構(gòu)件的安全使用。混凝土出現(xiàn)裂縫是一個(gè)很普遍的現(xiàn)象，一般將其分為兩類，一類是在外荷載作用下產(chǎn)生的裂縫，即結(jié)構(gòu)性裂縫。另一類裂縫是由變形引起的，也稱非結(jié)構(gòu)性裂縫，產(chǎn)生這類裂縫的原因是由于混凝土變形得不到滿足，在構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生自應(yīng)力，當(dāng)該自應(yīng)力超過混凝土允許拉應(yīng)力時(shí)，導(dǎo)致混凝土開裂。預(yù)應(yīng)力混凝土T梁產(chǎn)生非結(jié)構(gòu)性裂縫的原因很多，如溫度和濕度的變化、混凝土的脆性和不均勻性、原材料不合格、模板變形、基座不均勻沉降、施工操作過程不規(guī)范等等。

5 在今后的日常檢查過中標(biāo)準(zhǔn)

圬工梁拱、墩臺(tái)恒載裂縫寬度限值

表2

在今后的檢查過中，必須嚴(yán)格按照附表進(jìn)行檢查，區(qū)分清楚，梁體的各部位名稱，加強(qiáng)對(duì)檢查工區(qū)人員的培訓(xùn)教育。使得現(xiàn)場(chǎng)的檢查人員能夠清楚什么部位能夠有裂紋，什么部位不能夠存在裂紋，發(fā)現(xiàn)裂紋要及時(shí)扭轉(zhuǎn)信息并上報(bào)。不僅僅是梁體裂紋，墩臺(tái)、框構(gòu)的裂紋同樣要去進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)不能判別裂紋形成原因的，必須按照標(biāo)準(zhǔn)化的裂紋觀測(cè)流程去弄明白弄清楚裂紋的具體形成原因。

圖2

6 結(jié)束語

深化安全風(fēng)險(xiǎn)管理，通過監(jiān)測(cè)盡早發(fā)現(xiàn)病害，探索病害的發(fā)展規(guī)律，不單單是梁體裂紋的觀測(cè)，同時(shí)也是為后續(xù)的養(yǎng)修及設(shè)備的監(jiān)控提供有力的依據(jù)。依靠掌握的信息數(shù)據(jù)提供科學(xué)的解決方案，達(dá)到理想效果。技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)是如果數(shù)據(jù)信息掌握不準(zhǔn)確，分析不慎密，將影響病害的整治方案，達(dá)不到理想效果。預(yù)應(yīng)力混凝土T梁裂縫對(duì)于構(gòu)件的正常使用會(huì)產(chǎn)生很多安全隱患，當(dāng)裂縫開展以后空氣中的水、氧氣同鋼筋發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生鐵銹，使鋼筋體積急劇增大，使混凝土體積膨脹，裂縫寬度繼續(xù)增加，鋼筋在空氣中進(jìn)一步被氧化，如此惡性循環(huán)。這對(duì)結(jié)構(gòu)來說是非常大的安全隱患。預(yù)應(yīng)力混凝土T梁裂縫并不是單獨(dú)開展的，往往是相互影響、相互作用，所以在預(yù)應(yīng)力混凝土T梁裂縫的防治方面需要我們進(jìn)行綜合、全面、仔細(xì)的考慮。