張國強，謝丹，惠小磊

（1.西安公路研究院有限公司，陜西 西安 710065；2.陜西西公院工程試驗檢測有限公司，陜西 西安 710065；3.陜西交控市政路橋集團有限公司，陜西 西安 710065）

1 工程概況

某大橋中心樁號為K662+200。橋梁全長463m，跨徑組合為13×35m，采用預(yù)制吊裝施工。橋面總寬25.5m，橋?qū)捊M合為：0.5m（防撞護欄）+11.25m（行車道）+0.5m（防撞護欄）+2×0.5m（中央隔離帶）+0.5m（防撞護欄）+11.25m（行車道）+0.5m（防撞護欄）。平面上為直線橋；橋面鋪裝為瀝青混凝土，全橋共5道型鋼伸縮縫，欄桿為鋼筋混凝土防撞護欄。上部結(jié)構(gòu)：采用預(yù)應(yīng)力混凝土箱形梁，分為左右兩幅，每幅每跨橫向布置4片箱形梁，采用板式橡膠支座。下部結(jié)構(gòu)：采用多柱框架式橋臺；雙柱式橋墩?？招陌宀捎肅50混凝土，橋臺、墩柱、蓋梁采用C30混凝土，伸縮縫采用單縫異形鋼伸縮縫+模數(shù)式伸縮縫；支座為板式橡膠支座。

2 檢測內(nèi)容

2.1 外觀檢測

對橋梁的外觀檢測是橋梁檢測與評估中十分重要的一環(huán)，主要內(nèi)容是利用目測和相應(yīng)的檢測儀器對結(jié)構(gòu)進(jìn)行全方位細(xì)致的檢測，主要是為了能夠準(zhǔn)確查找到其結(jié)構(gòu)現(xiàn)有的缺陷與病害，對于病害出現(xiàn)的位置、名稱以及損壞的程度和范圍進(jìn)行詳細(xì)的記錄，方便對橋梁進(jìn)行下一步的病因分析和進(jìn)行有目的的養(yǎng)護、維修、加固[1]。

對橋梁橋面系的檢測主要內(nèi)容有橋面鋪裝層、伸縮縫、欄桿、照明和排水設(shè)施等。根據(jù)橋梁的不同狀況，對橋面系的檢測重點也不相同。本次重點檢測橋面鋪裝層的尺寸、平整度、開裂和積水的情況、排水管槽堵塞破損情況、伸縮縫的破損情況，以及人行道、板石和欄桿的破壞情況。橋面系檢測主要以目測為主，測量儀器為輔助的檢測方法[2]。

本工程的橋梁為預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁，上部結(jié)構(gòu)主要材料為鋼筋混凝土構(gòu)件，因此在對橋梁上部結(jié)構(gòu)外觀檢測時，主要是通過肉眼的觀察，以及采用數(shù)碼相機進(jìn)行拍照、采用裂縫寬度測量儀對裂縫進(jìn)行測量，主要檢測部位是上部的承重構(gòu)件、上部的一般構(gòu)件以及支座。

橋梁的墩臺承受著上部結(jié)構(gòu)傳遞來的各種各樣的荷載，主要分為靜荷載和活荷載下部結(jié)構(gòu)檢測。墩臺把所承受的荷載傳遞到下部的基礎(chǔ)土層或巖層上，因此在對橋梁下部結(jié)構(gòu)檢測時關(guān)鍵檢測橋臺、橋墩及基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。

2.2 材質(zhì)檢測

2.2.1 混凝土抗壓強度

利用ZC3-A型回彈儀測量混凝土抗壓強度。采用抽檢法選擇混凝土測區(qū)，測區(qū)主要選擇在構(gòu)件受力最不利的位置，在0.2×0.2m2的范圍以內(nèi)，均勻分布測點。對于所選的測區(qū)內(nèi)應(yīng)具有平整和清潔的表面，不能存在蜂窩和麻面這類破損，也不能有裂縫和裂紋、剝落和層裂等病害現(xiàn)象[3]。

在采用回彈儀對混凝土材質(zhì)進(jìn)行檢測時，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范規(guī)定，檢測時應(yīng)特別注意以下兩點。

（1）在進(jìn)行檢測時，回彈儀的軸線應(yīng)與混凝土的檢測面始終保持垂直，然后緩慢施壓，準(zhǔn)確地讀數(shù)，快速復(fù)位。

（2）測點應(yīng)均勻地分布在測區(qū)范圍內(nèi)，相鄰的兩測點凈距建議大于20mm；測點距離外露鋼筋和預(yù)埋件的距離建議大于30mm。測點不應(yīng)該選擇在氣孔或外露石子上面，同一個測點只可彈擊一次。每一測區(qū)應(yīng)測出16個回彈值，每一個測點的回彈值讀數(shù)精確至1。

2.2.2 混凝土碳化深度

在配筋混凝土的結(jié)構(gòu)物中，正常條件下混凝土呈堿性，由于鋼筋是處在混凝土的堿性保護中，長期下去鋼筋的表面會形成一層鈍化膜。大氣環(huán)境中的混凝土?xí)驗榇髿庵蠧O2等酸性物質(zhì)被侵蝕而發(fā)生碳化，從而使混凝土的堿性減弱，當(dāng)這種趨勢發(fā)展到一定的程度時鋼筋就失去了混凝土的堿性保護，從而造成了鋼筋鈍化膜破壞，繼而很容易誘發(fā)鋼筋的銹蝕。所以這混凝土碳化深度是用來判斷鋼筋銹蝕容易程度的重要依據(jù)。

橋梁的主要構(gòu)件材質(zhì)檢測是在橋梁正常檢測的基礎(chǔ)之上，根據(jù)橋梁的實際狀況和一些典型的病害，對橋梁某些重點部位或特殊的橋孔采用一些獨特技術(shù)和檢測設(shè)備進(jìn)行深入全面的檢測，然后通過這些專項的檢測可以更全面準(zhǔn)確地掌握橋梁的實際技術(shù)狀況，為下一步的橋梁承載能力評定提供真實可靠的依據(jù)。

3 橋梁結(jié)構(gòu)檢測結(jié)果分析

3.1 外觀檢測

外觀檢測時發(fā)現(xiàn)橋面鋪裝主要病害為坑槽、粗骨料外露；伸縮縫主要病害為堵塞、錨固區(qū)破損、止水帶破損；護欄主要病害為豎向開裂、破損。該橋排水系統(tǒng)狀況良好，未發(fā)現(xiàn)明顯病害。

3.2 構(gòu)件檢測

上部承重構(gòu)件主要病害為豎向裂縫、縱向裂縫、斜向裂縫、混凝土破損、滲水泛白、波紋管外露。病害具體狀況如表1所示。

表1 上部承重構(gòu)件主要病害情況

上部一般構(gòu)件主要病害為濕接縫滲水泛白、橫隔板豎向裂縫、斜向破損、混凝土破損、破損露筋；橋臺出現(xiàn)水蝕、開裂、混凝土破損、豎向裂縫病害；橋墩出現(xiàn)水蝕、裂縫、混凝土破損、脹裂、受水沖刷病害。錐坡護坡出現(xiàn)開裂病害。

3.3 混凝土強度檢測

通過混凝土強度的均勻性和總體的強度水平兩個方面來推斷混凝土整體的強度狀況。之后根據(jù)兩個方面的綜合評價結(jié)果，將混凝土的強度狀態(tài)劃分為良好、較好、較差、差的和危險5種等級[4]。然后根據(jù)每一個承重構(gòu)件或者其主要受力部位的實測強度推定值和測區(qū)平均換算強度值，通過下式計算其推定強度勻質(zhì)系數(shù)Kbt和平均強度勻質(zhì)系數(shù)Kbm，最后根據(jù)表2的數(shù)據(jù)確定混凝土強度評定標(biāo)度。

表2 橋梁混凝土強度評定標(biāo)準(zhǔn)

（1）推定強度勻質(zhì)系數(shù)

式（1）中：Rit為混凝土實測強度推定值；R為混凝土設(shè)計強度等級。

（2）平均強度勻質(zhì)系數(shù)

式（2）中：Rim為混凝土測區(qū)平均換算強度值。

利用回彈法對該橋墩柱、蓋梁、空心板、橋臺混凝土的強度進(jìn)行了抽檢。所選測區(qū)混凝土強度的評定標(biāo)度均為1，混凝土強度狀態(tài)均為良好，混凝土的強度滿足設(shè)計要求。

3.4 混凝土碳化深度檢測

由于混凝土碳化深度是判斷鋼筋銹蝕容易程度的重要依據(jù)，因此本文應(yīng)通過測區(qū)內(nèi)混凝土碳化深度平均值與實測保護層厚度平均值的比值Kc，按表3的標(biāo)準(zhǔn)確定混凝土碳化評定標(biāo)度。

表3 混凝土碳化評定標(biāo)準(zhǔn)

本次檢測對橋梁主要承重部件的混凝土碳化深度進(jìn)行抽檢，抽檢測區(qū)與回彈測區(qū)一致，以便于同時對混凝土回彈強度進(jìn)行修正。所選測區(qū)混凝土碳化深度的評定標(biāo)度均為1，碳化深度對鋼筋的銹蝕影響程度輕微。

3.5 鋼筋保護層厚度檢測

混凝土對鋼筋的保護作用主要體現(xiàn)在兩個方面，一是因混凝土具有高堿性可以使鋼筋表面形成一層鈍化膜；二是保護層可以對外界的腐蝕介質(zhì)、氧氣及水分等一些物質(zhì)的滲入起到阻止作用。而后一種作用大小主要根據(jù)混凝土的密實度和保護層厚度決定。從鋼筋混凝土耐久性方面考慮，很多國家的規(guī)范都規(guī)定了鋼筋混凝土的最小保護層厚度的極限值[6]。

根據(jù)測量部位實測保護層厚度特征值Dne與設(shè)計值DnD的比值，按表4確定鋼筋保護層厚度評定標(biāo)度。

表4 鋼筋保護層厚度評定標(biāo)準(zhǔn)

在對混凝土保護層厚度測量時，通常采用非破損的檢測方法來確定鋼筋的位置，然后通過現(xiàn)場修正確定保護層厚度，提高準(zhǔn)確度，厚度的量測值應(yīng)準(zhǔn)確至毫米，本次檢測調(diào)查的范圍主要為承重構(gòu)件的主要受力位置。采用上述方法對保護層的厚度進(jìn)行了測量，根據(jù)測量結(jié)果可知保護層厚度評定標(biāo)度值均為1，保護層對鋼筋結(jié)構(gòu)耐久性影響不是很顯著。

4 橋梁技術(shù)狀況評定

該橋分為左幅與右幅兩部分獨立進(jìn)行技術(shù)狀況評定。按分層綜合評定法評定橋梁左右兩幅技術(shù)狀況等級均為3類。

4.1 橋面系病害及分析

（1）如果伸縮縫錨固區(qū)的混凝土因為配合比不良，長期在重載車輛作用下，很容易出現(xiàn)開裂；同時伸縮縫日常養(yǎng)護不及時或者方法不合適，極易引起堵塞。

（2）現(xiàn)場調(diào)查時伸縮縫止水帶嚴(yán)重破損主要是Ⅰ伸縮縫的止水帶橡膠老化和開裂；Ⅱ伸縮縫內(nèi)由于砂石阻塞后，又在車輛的反復(fù)作用下，導(dǎo)致伸縮縫止水帶出現(xiàn)開裂和破損。

4.2 上部結(jié)構(gòu)病害及分析

（1）箱梁的底部出現(xiàn)橫向裂縫的主要原因是預(yù)應(yīng)力損失所造成的；而箱梁底部的縱向裂縫主要是因為梁體內(nèi)兩側(cè)的預(yù)應(yīng)力在進(jìn)行張拉過程中產(chǎn)生了橫向附加拉應(yīng)力，超出了梁底混凝土的最大抗拉強度從而造成了梁底中部沿預(yù)應(yīng)力筋方向產(chǎn)生了縱向裂縫。

（2）箱梁腹板豎向裂縫產(chǎn)生的主要原因可能是Ⅰ伸縮縫在施工過程中養(yǎng)生不到位。

（3）橋梁濕接縫出現(xiàn)水蝕泛堿的主要原因是橋面排水不暢或者防水層防水性較差。

（4）橋梁橫隔梁出現(xiàn)的L形和U形裂縫的主要原因是由于箱梁橫向連接薄弱，從而橫隔板出現(xiàn)豎向裂縫。

（5）橋梁支座出現(xiàn)局部脫空的主要原因是由于施工質(zhì)量不佳，標(biāo)高控制不嚴(yán)而引起的。

（6）橋梁支座出現(xiàn)老化開裂的主要原因是由于支座橡膠的老化或抗剪彈性模量不足引起。

4.3 下部結(jié)構(gòu)病害及分析

（1）橋墩出現(xiàn)豎向裂縫的主要原因是施工時頂部養(yǎng)護不到位或鋼筋銹蝕。

（2）擋塊開裂原因是主梁擠壓所致。

5 結(jié)語

綜上，本文首先對某大橋外觀、基本構(gòu)件、混凝土強度、混凝土碳化深度、鋼筋保護層厚度等進(jìn)行了全面檢測，然后對預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱梁橋檢測出的病害結(jié)果進(jìn)行整理并加以剖析，最后對預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱梁橋病害進(jìn)行了量化分析，通過對質(zhì)量檢測結(jié)果進(jìn)行綜合分析，對橋梁結(jié)構(gòu)的實際工作狀況進(jìn)行綜合評價，為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱梁橋檢測和評定提供技術(shù)參考。