三、关于桥梁检测
1、桥梁外观检测的主要技术指标
(1)结构外观质量状态检查?
?
? ??
?
??混凝土表观缺损状况
? ??钢筋自然电位?? ??(?2)结构构件材质状态?混凝土电阻率?检测内容 ?混凝土碳化深度??混凝土氯离子含量 ????混凝土保护层厚度 ???混凝土强度 ?
?
?(3)结构自振特性测定
??(4)结构几何尺寸变异状况调查
?(5)桥梁交通活载变异状况调查
?
?
??
2)基于定期检测的承载能力方法体系鉴定方法指标:
?(1)桥梁总体技术状态 ?
构件混凝土表观缺损 ?
材料强度状况??
结构模态特征状态 ?混凝土表观缺损 ?
?钢筋自然电位?(2)结构耐久性恶化状态
?
混凝土电阻率 ?混凝土碳化深度? ?
混凝土保护层 ??
氯离子含量?混凝土强度推定值
? ?? ?? ?砖石结构???
?
材料风化?物理化学损伤?
????
?混凝土截面折减 ?
?材料风化??混凝土结构??碳化?
??
???物理化学损伤
?(3)构件截面折减
?????
?
?? ?? ??
??钢筋截面折减?
有效截面折减?粘结性能退化
??
??
钢筋坑蚀不均匀性?
6
? 交通量活载修正系数?
(4)活载变异的影响 ?大吨位车辆混入率的修正系数
?轴荷发布的活载影响修正系数?
?? 荷载效率???
静载试验校验系数????相对残余变形
??? ?? ?
???动力增大系数
?行车试验?? 冲击系数????? ???冲击系数??(5)桥梁荷载试验 ??
跳车试验??阻尼比
?? ?振动频率
??动载试验???
??
——支座的摩阻力 ?制动试验?
??振动频率?
???其它激振试验?阻尼比?? ???振型??? ?
??
?
§2—1、桥梁技术资料收集
一、资料收集内容
1、桥梁设计图纸 2、施工资料及竣工图纸 3、桥梁养护维修档案记录 4、交通流量(重交通量)及组成 5、桥下通航要求等。
二、收集方式
1、当地公路管理部门的技术档案。 (咨询调查) 2、同类同期修建的桥梁 。 (现场调查)
3、与当时桥梁设计者、施工者走访调查。 (座谈)
§2—2、混凝土桥梁的现场检查与检测
我国交通部门现有的管理桥梁大多为混凝土桥梁,钢桥仅占少数。本节仅介绍混凝土桥梁现场检查方式与混凝土桥梁常见的病害情况。 一、关于桥梁检查的规定
桥梁检查按交通部JTG H11—2004 《公路桥涵养护规范》和建设部J281—2003及CJJ__—3003《城市桥梁养护技术规范》的规定分为以下几种情况检查:
7
1、经常检查 (养护部门本职工作)
对桥梁进行日常巡视检查,及时发现缺损进行小修保养工作。检查周期:每月≥1次, 是养护部门日常工作之一。 对城市桥梁:
(1)Ⅰ等养护桥梁指Ⅰ~Ⅲ类养护城市桥梁及Ⅳ、Ⅴ类养护城市桥梁中的集会中心、繁华地区、重要生产科研区及游览区附近的桥梁。巡视周期不应超过1d。
(2)Ⅱ等养护的桥梁指Ⅳ、Ⅴ类养护城市桥梁中的区域机会点、商业区及旅游路线或市区间的联络线、主要地区或重要企业所在地附近的桥梁。巡视周期不宜超过3d。
(3)Ⅲ等养护桥梁指Ⅴ类养护城市桥梁及居民区、工业区的主要道路上的桥梁。巡视周期可在7d之间。
2、定期检查 (养护部门本职工作)
按规定周期对桥梁技术状况进行定期跟踪的全面检查。检查各部件的功能、构造,发现需大中修的桥梁,为桥梁养护管理系统搜集结构技术状况的动态数据。
检查周期:(1)、根据技术状况确定,全面检查最长不得超过三年。新建桥梁交付一年后/次;临时桥梁一次/年。
(2)、在日常检查中发现重要部件缺损明显达到三、四、五类的技术状况时,立即安排一次定期检查。
对城市桥梁:
常规定期检测周期应一年/次;Ⅰ类养护城市桥梁定期检测周期宜1~2年/次;Ⅱ~Ⅴ类养护城市桥梁定期检测间隔宜6~10年/次。
定期检查应包括下列内容:
(1)查阅历次检测报告的建议和评定结果,进行结构构件检测;
(2)通过材料取样试验确认材料特性、退化程度和退化的性质,分析确定退化原因,以及对结构性能和耐久性的影响;
(3)对可能影响结构正常工作的构件,评价其在下一次检查之前的退化情况;
(4)必要时进行荷载试验和分析评估,城市桥梁的荷载试验评估按相关标准进行; (5)通过综合检测评定,确定具有潜在退化可能的桥梁构件,提出相应的养护措施。 3、特殊检查 (委托有相应资质和能力的单位承担)
查清桥梁的病害原因、破损程度、承载能力、抗灾能力,确定桥梁技术状况的工作。 特殊检查有分为专门检查和应急检查。 1)、专门检查
根据经常检查和定期检查的结果,对需要进一步判明损坏原因、缺损程度或使用能力的桥梁,针对病害进行专门的现场试验检测、验算与分析等鉴定工作。
以下情况应作专门检查: (1)、定期检查中难以判明损坏原因及程度的桥梁。 (2)、桥梁技术状况为四、五类者。 (3)、拟通过加固手段提高荷载等级的桥梁。 (4)、条件许可时,特殊重要的桥梁在正常使用期间可周期性进行荷载试验。 2)、应急检查
当桥梁受到灾害性损伤后,为了查明破损状况,采取应急措施组织恢复交通,对结构进行详细检查和鉴定工作。
下列情况应进行应急检查: (1)、桥梁遭受洪水、流冰、滑坡、地震、风灾、漂流物或船舶撞击; (2)、因超重车辆通过或其它异常情况影响造成桥梁损害。
8
3)、特殊检查应根据委托单位需要以下三个问题做出鉴定: (1)、桥梁结构材料缺损状况。 包括对材料物理、化学性能退化程度及原因的测试鉴定;结构或构件开裂状态的检测及评定。 (2)、桥梁结构承载能力。
包括对结构强度、稳定性和刚度的检算、试验和鉴定。 (3)、桥梁防灾能力。
包括桥梁抵抗洪水、流冰、风、地震及其它地质灾害等能力的检测鉴定。 4)城市桥梁对以下情况应作特殊检测:
(1)城市桥梁遭受洪水冲刷、流冰、漂流物、船舶或车辆撞击、滑坡、地震、风灾、火灾、化学剂腐蚀、车辆荷载超过桥梁限载的车辆通过等特殊灾害造成结构损伤。 (2)城市桥梁常规定期检测中难以判明是否安全的桥梁。
(3)为通过或达到设计承载等级而需要进行修复加固、改建、扩建的城市桥梁。 (4)超过设计年限,需延长使用的城市桥梁。
(5)常规定期检测中桥梁技术状况Ⅰ类养护城市桥梁被定为不合格的桥梁, Ⅱ~Ⅴ类养护城市桥梁被定为D级或E级的桥梁。
(6)常规定期检测发现加速退化的桥梁构件需要补充检测的城市桥梁。 5)城市桥梁特殊检测应包括下列内容: (1)桥梁结构材料缺损状况诊断; (2)结构整体性能、功能状况评估。
四、混凝土桥梁的缺陷和病害
一)混凝土桥梁的缺陷和病害的一般产生原因
1、设计不当
(1)结构布置不当
结构型式、断面形式与尺寸及钢筋配置不符合力学要求,或挠度过大,不符合行车要求。 (2)材料设计不当
如:选择水泥类型不当、水泥用量不足、水灰比过高、集料级配不良等。 2、施工不良
如:混凝土拌和不匀;模板接合不良导致漏浆;过早拆模、钢筋的保护层不足、振捣不足或过度产生蜂窝或离析、施工缝处理不当以及养护不良、水泥硬化前振动或承受荷重产生裂缝等。
3、使用材料不当 (1)使用不当骨料
如:使用易与水泥产生碱骨料反应的骨料;使用碱性不良的水泥;使用会产生过度账缩裂缝的材料;使用含泥量高的骨料;使用不当的外加剂或拌和水等。 (2)混凝土品质不良
使用含气量或氯离子高的混凝土会促进钢筋锈蚀等。 4、环境因素 (1)侵蚀性废水
结构物附近环境有侵蚀性的化学物质,如工厂排放的废水。 (2)酸性地下水
混凝土为碱性,当地面下的混凝土构件酸性地下水
接触后,混凝土将渐成中性,除降低结构强度外,并丧失报护钢筋免于锈蚀的能力。
9
(3)硫酸盐的地下水
含硫酸盐的地下水会是混凝土强度减弱,混凝土表面会出现白色物质。 (4)混凝土碳化
混凝土水化后产生约24%的氢氧化钙。氢氧化钙的pH值高达12~14,呈高碱性。混凝土之所以能保护钢筋,免于锈蚀,是因为它产生高碱性的氢氧化钙。
如混凝土的渗透性大、或有裂缝或多空隙时,空气中或溶于水中的二氧化碳侵入混凝土,和氢氧化钙作用,产生碳酸钙,使混凝土的pH值大幅降低,而呈中性,称混凝土的碳化,也称中性化。混凝土中性化后,降低碱性,也将降低保护钢筋的效果,使钢筋易于生锈。
(5) 氯离子反应
氯离子造成混凝土的劣化现象,称为盐害。混凝土中含有氯离子,将破坏钢筋的钝态氧化铁保护膜,引起电化学反应,加速构件中钢筋的锈蚀。因钢筋锈蚀,产生体积膨胀,推挤混凝土形成裂缝甚至造成混凝土剥离,
5、自然因素
(1)干缩、徐变与预应力损失 混凝土的干缩、徐变以及预应力构件的预应力损失为不可避免的自然现象,均将造成混凝土内部拉应力逐渐增加,产生裂缝,并降低构件强度。
裂缝将造成构件内的钢筋或预应力钢筋锈蚀,以及钢筋与混凝土间的握裹力降低,并造成构件的失败。
(2)温度效应
设计时未考虑足够的隔热与散热设施,尤其浇筑大体积的混凝土,未考虑水化热的散热。将造成混凝土的龟裂。 (3)地震、洪水冲刷
地震对构件将产生额外的应力,造成构件裂缝、弯曲或扭曲,降低构件的耐震力,甚至造成桥梁断裂破坏。
洪水冲刷将造成河床下降、桥墩基础外露,基桩失去侧撑力并造成断裂,降低桥梁的稳定能力,使桥梁耐震能力相对不足,甚至造成桥梁断裂破坏。
6、人为破坏 (1)交通超载
交通超载,将造成构件受拉力区产生受力裂缝、弯曲或构件动摇等劣化现象,降低桥梁的强度及耐久性。
(2)火灾
在国内,桥下常被人们堆放易燃物或垃圾,易造成火灾。火灾时发生高温,常造成混凝土龟(爆)裂,甚至剥落,或造成混凝土中性化,并降低混凝土强度。严重火灾,也可能影响混凝土内部的钢筋强度与预应力钢筋的预应力,危及桥梁安全。 (3)磨损
桥面板上层若无铺设铺装层,则车辆轮胎将对桥面板表层造成磨损。 (4)撞击损坏
撞击损坏,包括行径跨越桥下方的车辆或过水桥下方的船只,撞击桥梁的主梁或桥墩。 国内的跨越桥,每次因跨越桥下的公路路面整修时,未刨除旧有路面即铺筑新路面,致路面加高,形成桥下净高不足,造成行径桥下车辆撞击大梁。另在工业区附近的跨线桥,易造成超高车辆撞击大梁,或超宽车辆撞击桥墩,损坏桥梁。 二)混凝土桥梁的缺陷和病害
1、桥面系 (1)伸缩缝
10