浅析火灾后钢筋混凝土桥梁的检测

梁开波

（辽宁省交通规划设计院公路养护技术研发中心，辽宁省 沈阳市 110111）

浅析火灾后钢筋混凝土桥梁的检测

梁开波

（辽宁省交通规划设计院公路养护技术研发中心，辽宁省 沈阳市 110111）

本文基于对钢筋混凝土桥梁遭受火灾后检测方法的初步探讨，分析了检测桥梁火灾后的技术要点，以及结合检测结果对桥梁损伤与承载能力的评定方法。

钢筋混凝土桥梁 火灾检测 桥梁损伤

1. 前言

物流运输业随快速发展的经济而日渐发达，而在运输中危化品所占比例较高，危化品运输车在运输过程中发生事故后，燃烧十分猛烈，尤其是在桥梁上发生事故时，就会对桥梁产生比较严重的损伤。而且在桥下堆积柴草等可燃物时，更容易导致火灾，对桥梁质量产生一定的损害。在国家颁布的养护规范中有明确要求，应对遭受火灾后的桥梁进行应急检查。但还没有规范用于检测评定火灾后的桥梁，所以本文初步总结了检测火灾后桥梁的情况。

2. 现场检测

2.1 调查火灾情况

通常都是在火灾后对事故桥梁开展应急检查，检测人员由于不了解发生火灾的详细情况，而这对于灾后准确判断桥梁损伤程度非常重要，所以在检测桥梁时，应向有关人员细致了解火灾具体情况，以利于初步判断桥梁损坏的程度。

2.2 检查表观缺损

遭受火灾的钢筋混凝土桥梁，由于直接或间接受到火灼烧的影响，混凝土通常会产生表面颜色变化、剥落裂损、露筋等缺损状况表现，这对于构件表面判断曾受到火灾温度及具体范围非常关键，所以检测灾后桥梁过程中应对构件表面认真进行检查并详细记录，及时掌握第一手资料。

2.3 检测混凝土强度

在温度不同的情况下，混凝土强度表现出的性状也各不相同。混凝土从室温缓慢升高到800℃，将经历“力学性能降低，但变化不明显”→“强度比常温下略高”→“随着力学性能降低温度不断升高，递增降低速度”的过程。

通常可结合回弹法与取芯法，回弹法检测规定对于检测混凝土表层强度与内部质量存在差异明显时不适合，但该方法检测便捷高效，优势明显，并作为火灾后检测混凝土强度的一种最为便捷的方法，具有较强的实用性。采用回弹法对火灾后混凝土强度检测时要清洗干净被测构件范围内的烟熏表面，并采用砂轮将损伤表层磨平，可优先采用火灾专用曲线处理有关数据。取芯法作为一种半破损的检测方法，对构件会产生一些无法避免的损伤。应用该方法时可对构件选择非主要受力区域或主要受力区域中的非应力控制区，尽可能将受力钢筋避开，对于预应力钢筋必须要避开，根据规范对取样后样品采用抗压试验方法进行检测。

2.4 检测钢筋强度

在高温条件下，随温度升高钢筋抗拉强度逐渐降低，通常在温度低于400℃时，不会发生强度明显降低，超过400℃强度则明显降低，温度在600℃左右是钢筋的变态点温度。所以，混凝土构件内的钢筋强度在火灾后，可按照构件高温程度根据规范对折减系数进行合理选择，尤其是比较重要的构件，也能从构件上将钢筋试件直接截取，但要与受力主筋避开，试件截取后可根据规范实施拉伸试验。

3. 分析检测结果

3.1 评估火作用

用于对构件表面最高温度进行确定，可依照火场变形、熔化、烧损、燃烧的残留物等推断曾达到最高温的构件表面及其作用范围，也可依照缺损的构件外观进行综合推断。二是确定标准当量升温时间，该时间主要是指火灾的最高温，与采用国际标准升温曲线中的火灾试验升高到相同温度的所需时间相当。

比较有缺损表现构件与混凝土构件在标准耐火试验中外观是一种使用普遍的方法，才能获得标准当量的升温时间。可结合通风条件及火荷载密度推断纤维素类物品是否曾猛烈燃烧并具有可燃性，主要用于柴草燃烧的具体情况。对于发生燃烧不猛烈的可依照构件表面温度计算公式进行计算，主要用于火灾事故比较轻微的情况。混凝土结构截面内在火灾后主要根据其损伤程度判断曾达到的温度。实用曲线图与标准当量升温时间、构件表面最高温相结合，对深度点不同的温度场曲线进行确定。也能采集现场混凝土小样，通过X射线或电子显微镜进行分析，对混凝土显微结构进行观测，获得内部截面特征温度。

3.2 折减混凝土强度

可结合回弹法与取芯法的实测结果确定混凝土强度，也能依照规范对构件内部温度场选择对应的折减系数。

3.3 折减钢筋强度

可依照取样试验实测结果确定钢筋强度，也能按照规范对构件内部温度场选择对应的折减系数。

4. 评定桥梁

4.1 评定损伤程度

主要根据调查火灾及表观缺损的具体情况评定桥梁损伤程度，通常可分为A、B、C、D四个等级。

A级为基本完好。火焰与混凝土表面没有发生接触，或混凝土表面没有因辐射火焰、扩散温度影响而产生变化；表面比较光洁并未发生龟裂。

B级为损伤轻微。火焰已与混凝土表面发生接触；或混凝土表面受辐射火焰、扩散温度影响而产生变化比较明显；混凝土表面存在黑烟、轻微麻点或黑点，龟裂细小但不够呈网状密集；表面自由轻微损伤，本身具有完好结构。

C 级为损伤中度。火焰与混凝土表面直接接触或高温向混凝土表面直接扩散；为淡黑色表面，局部呈浅黄色；表面有网状的密集龟裂产生，局部发生破损爆裂，损伤至混凝土保护层，但没有损伤主筋。

D 级为破坏严重；在火焰或高温集中区，表面具有网状密集龟裂，爆裂现象十分明显；并产生大面积剥落、破损的混凝土保护层，砂浆在混凝土表面手捏时可把它捏为粉末，能够证明火灾具有极高温度，混凝土呈浅黄色表面。

4.2 判定承载能力

基于评定损伤程度对承载能力进行评定，主要采用现场检测获得的结构材质特性定量检算承载能力。主要针对B、C级构件进行承载能力计算评定，根据有关规范标准，按照计算公式计算钢筋混凝土对桥梁承载能力的极限。

5. 具体案例

以某桥梁遭受火灾的具体案例说明，火灾涉及近火灾位置的主梁都是D级损坏严重程度，需要进行报废，按照C级1#主梁检测结果进行分析。

根据规范标准，依照构件温度场效应，混凝土在300℃高温后进行水冷却采用0.7的抗压强度折减系数；预应力钢筋在300℃高温后进行冷却后采用0.95的强度折减，屈服及抗拉极限强度折减系数；混凝土弹性模量采用0.75的折减系数；预应力钢筋粘结强度采用0.9的折减系数。该构件部分左侧腹板具有爆裂破损的混凝土，外露箍筋不多，损伤至混凝土保护层，但主筋没有发生任何损伤，其损伤程度被评定为C级。根据国家有关标准中计算矩形截面正截面抗弯承载力的公式，折减承载能力系数、弹性模量、钢筋和混凝土强度、钢筋与混凝土粘结强度等有关参数，能够确定抗弯承载力在火灾后损伤高达25%，斜截面抗剪承载力在火灾后减少30%。

6. 总结

综上所述，本文通过对钢筋混凝土桥梁火灾后检测方法的初步探讨，分析了检测桥梁火灾后的技术要点，以及结合检测结果对桥梁损伤与承载能力的评定方法，对于科学合理地评定火灾后钢筋混凝土桥梁的质量具有十分重要的参考价值。

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U45

B

1007-6344（2015）11-0272-01

梁开波（1981—），男，汉族。