大塘洞口分离立交老桥检测与评定

胡伟民，贺春芳

(1.江西省交通设计研究院有限责任公司；2.江西省新余市公路管理局)



大塘洞口分离立交老桥检测与评定

胡伟民1，贺春芳2

(1.江西省交通设计研究院有限责任公司；2.江西省新余市公路管理局)

结合昌九高速公路上的大塘洞口分离立交的检测实例，介绍了简支梁桥试验检测方法，剖析了旧桥检测的评定，总结了公路桥梁改造工程质量保证的经验。

桥梁；检测；评定；静荷载

1 概 述

昌九路自通车运营至今，对桥梁涵洞等结构物的养护基本上以日常小修维护为主，一直未进行专项的结构物加固，在长时间的运营条件下，相当数量的构造物存在一定的损伤。随着我国经济社会和交通运输事业的快速发展的运输能力，缓解交通压力，是我们目前亟待解决的问题，对老桥进行加固，确保桥梁的实用安全，提高老桥的实用寿命，如何进行旧桥的检测与评定，从而全面了解桥梁整体状况显得尤为重要，还可以更好的为改扩建工程设计提供科学决策和依据。大塘洞口分离立交为昌九高速公路上的一座1～13 m预应力空心板结构桥梁，全桥长29.6 m，交角45°。设计荷载标准及主要技术指标：设计车辆荷载等级为汽超-20，挂-120；桥面净宽：2×净11.25 m；桥面横坡为单向坡2%。该桥梁底已黏贴碳纤维布加固桥梁，碳纤维布基本完好，此桥已经过二期改造扩建,其结构和应力特点与原设计都发生了较大变化。

2 几何形态参数检测

2.1 桥面纵、横向线型检测

本次检测采用水准仪分别对左右半幅、跨中处共3个断面进行了量测。每个断面分别检测了一期工程、二期工程桥梁的防撞栏内侧边缘标高、中央分割带内侧边缘标高共4个点，从测量结果可看出，一期工程实测横坡1.2%～1.6%，比设计横坡2.0%小，二期工程实测横坡为1.8%～2.1%，与设计横坡2.0%接近，。由于全线路面进行改造，增加铺装层厚度，实测标高无法与原设计图纸标高比较。

2.2 梁底标高测量

大塘洞口分离立交采用的高程系统为假象高程系统，假设BM点高程为105.456 m, 高程基准点位于左幅九江侧桥台上，本次检测分别对各片主梁两支点及跨中三个断面的下缘标高进行检测，左右幅24片梁跨中挠度最大为59.0 mm,最小为14 mm, 基本保持原施工时的预拱值。

2.3 主体结构尺寸的量测

大塘洞口分离立交设计左右幅均采用12片空心板梁，边板宽101 cm，中板宽100 cm，一期工程梁高50 cm，二期工程梁高55 cm,实际尺寸与设计尺寸基本符合。

3 桥梁缺损状况检测评定

3.1 桥面铺装层检查

桥面是直接承受车辆荷载作用，并与外界环境直接接触的结构层，其好坏直接影响到桥梁使用的舒适性与耐久性，本次检查发现，在整个桥面铺装层范围内，铺装层表面没有出现较严重破损，铺装层出现一些小裂缝病害。

3.2 防撞墙及护栏检查

防撞墙顺直，棱角分明，无病害。

3.3 伸缩缝检查

伸缩缝橡胶及型钢无异常变形，大部分存在泥砂阻塞现象。

3.4 桥面线形，跨中挠度及排水系统检查

桥面横坡及纵坡总体满足设计要求；桥面的排水系统无堵塞，排水顺畅，桥底梁板有漏水痕迹，梁底有小部分侵蚀成乳白状。

3.5 主梁混凝土病害检查

预应力混凝土空心板梁外观总体质量较差，板与板之间连接的铰缝大部分已破坏，板与板之间横向连接很弱；桥梁边板梁被汽车撞损严重，边梁箍筋存在外露，钢筋锈蚀等现象。

3.6 墩台及基础的检查及原因分析

桥台台帽混凝土的外观质量较好;浆砌片石台身及挡土墙保存完好；桥台基础保存完好。由于台后主动土压力较大导致桥台身裂缝隆起。

3.7 支座检查

支座检查发现，大部分支座工作状态不正常、位置不正确，但存在轻微变形现象；多数支座出现老化、剪切变形和滑移现象。

4 主要构件专项检测

4.1 混凝土保护层厚度检查

经现场采用钢筋位置探测仪对各主要构件进行了主筋位置和混凝土保护层厚度测量，测量结果是钢筋位置与设计基本相符。

4.2 钢筋锈蚀检查

本次现场检测对主要构件，即13 m预应力空心板及台帽采用钢筋锈蚀测试仪进行钢筋锈蚀电位检测，经检测：各检测部位钢筋锈蚀电位评定标度均为1，不需进行混凝土氯离子含量检测、混凝土电阻率检测。

4.3 碳化深度测定及混凝土强度结果

超声回弹综合法检测梁混凝土强度，结果推定主梁混凝土强度为40.7 MPa，且各测区混凝土强度强度均>40 MPa，达到设计文件要求。碳化深度为1.5 ～2.0 mm；平均强度匀质系数Kbm=1.02。

5 总体技术状况评定

该桥总体技术状况等级评定采用《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG/T H21-2011)评定标准，考虑桥梁各部件权重进行总体技术状况等级评定。

经汇总一期工程桥梁各部件总体技术状况评分Dr=74.1,二期工程桥梁各部件总体技术状况评分Dr=71.8,总体来看，该桥总体评为三类，一期工程状况强于二期工程状况，按规范要求都需要维修加固。

6 桥梁静荷载试验

6.1 理论分析

大塘洞口分离立交上部结构由左右两幅桥组成，每幅桥由12片空心板梁组成，各板梁之间通过铰缝连接。由于该桥2006年曾进行过大规模改造，现在桥面基本无裂缝，根据该桥上部结构的特点，在理论分析中用铰接板法计算各片梁的荷载横向分布系数比较符合实际情况，实际理论计算也考虑桥面铺装。

6.2 数据汇总与评定

本次静荷载试验试验桥跨选择右半幅桥跨进行，结果依据《公路桥梁承载能力试验评定规程》要求和有关规范进行相关评定。

(1)最不利试验数据汇总

表1 试验荷载作用下最大应力校验系数

注：拉应力为“+”，压应力为“-”

表2 试验荷载作用下最大挠度校验系数

注：下挠为“+”，上挠为“-”。

(2)应力值和挠度值与理论计算值的比值评定

校验系数是评定结构工作状况、确定桥梁承载能力的一个重要指标。一般要求值不大于1，值越小结构的安全储备越大。

由表1和表2可知：在试验荷载作用下，最大应力校验系数和最大挠度的校验系数在容许范围之内,但应力比值校验系数最大值为0.88，挠度最大值为0.77，安全储备不大，最好能考虑补强。

(3)实测残余挠度值Sp与实测挠度值Stat的比值评定

从表1和表2可知，跨中控制截面的实测残余挠度值与最大实测挠度值的比值均满足《公路桥梁承载能力检测评定规程》中第8.3.1条Sp/Stat20%要求。

(4)静荷载试验评定

通过理论分析与现场试验数据对比，静荷载试验结果评定如下：

依据《公路桥梁承载能力检测评定规程》8.3.规定，该桥承载能力符合要求，但安全储备不大。

7 桥梁评定结论及处治意见

7.1 大桥主要缺损状况

(1)上部结构主要缺损状况：

①桥面铺装层出现一些小裂缝病害；

②全桥伸缩缝橡胶存在部分泥砂、碎屑阻塞现象。

③大桥桥面的排水系统基本工作正常，但部分排水孔局部被积土堵塞，渗水严重。

④预应力混凝土空心板板与板之间连接的铰缝大部分有渗水现象；桥梁边板梁被汽车撞损严重，边梁箍筋存在外露，钢筋锈蚀等现象；23#梁跨中贴有5mm加强钢板。

(2)下部结构主要缺损状况：

①片石混凝土台身保持较好，总体无大病害；

②支座检查发现，大部分支座工作状态不正常、位置不正确，存在轻微变形；多数支座出现老化开裂、剪切变形和滑移现象。

7.2 大桥缺损状况评定

桥梁第一期和第二期均评为三类(有中度缺损，尚能维持正常使用功能)，按技术规范均应该进行应进行中修。

7.3 桥梁承载能力评定结论及处理意见

桥梁出现结构性病害的各主要承重构件基于结构检算的承载能力评定结论和静载试验报告及处理意见如下：

(1)13 m预应力空心板在原设计荷载等级“汽超-20，挂-120”的作用下，能够满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTJ 023-85)》(以下简称“85规范”)的承载能力极限状态要求；在扩建设计荷载等级“公路—Ⅰ级”的作用下能够满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)》(以下简称“04规范”)的承载能力极限状态，但是右幅23，24#边梁之间铰缝过大，横向连接没有，存在重大安全使用功能隐患；且23#梁跨中贴有5 mm加强钢板，建议23，24#梁换板；支座建议全桥顶升更换。

(2)下部桥台片石混凝土结构，鉴于片石混凝土台身保持较好，总体无大病害，建议利用。

综上所述，该桥上部结构23，24#边梁之间铰缝过大，且23#梁跨中贴有5 mm加强钢板，建议23，24#梁换板；支座建议全桥顶升更换；下部结构片石混凝土台身保持较好，建议利用。

8 结束语

通过对该分离立交桥进行了全面的外观检测，结构材料的无破损检测、桥梁原设计荷载作用下的静荷载试验，在设计荷载等级及改建后设计荷载等级作用下的技术等级评定，明确了旧桥梁结构的维修和改造都需要事先对结构状况进行检测与评价，随着道路交通建设的发展，以及桥梁使用年龄的增长，结构老化的数量越来越多。通过本文的实例，全面介绍了老桥的检测评定方法，同时也为旧桥的检测与评定积累了一定的经验。

[1] 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)[S]．人民交通出版社.

[2] 公路工程质量检验评定标准(JTG F80/1-2004)[S].人民交通出版社.

[3] 公路桥梁技术状况评定标准(JTG/T H21-2011)[S].人民交通出版社.

[4] 公路桥梁承载能力检测评定规程(JTG/T J21-2011)[S].人民交通出版社.

[5] 公路旧桥承载能力鉴定方法[S]．人民交通出版社.

2015-05-12

U445

C

1008-3383(2015)12-0127-02