佳木斯某公路大橋檢測方案

佳木斯某公路大橋檢測方案一、工程背景佳木斯某公路大橋位于黑龍江省佳木斯市，為帶掛孔的預應力混凝土T型剛構橋，由黑龍江省公路勘察設計院設計，黑龍江省公路橋梁工程公司施工。橋梁全長1396.2m，主橋分跨為55+100+5120+100+55m；橋?qū)?7m，采用雙箱單室箱形截面；下部結(jié)構為沉井基礎，采用浮運鋼殼沉井、吹沙筑島、吸泥下沉等施工工藝。橋梁處于中國極北寒冷地區(qū)，上部結(jié)構在冬季-30C條件下，采用暖棚綜合養(yǎng)生懸臂澆筑而成，于1989年9月建成通車。該橋自1989年投入使用迄今已有近15年的時間，據(jù)大橋管理部門介紹，近5年發(fā)現(xiàn)主橋的懸臂端牛腿出現(xiàn)不均勻下?lián)犀F(xiàn)象，下?lián)狭窟_15.5cm，影響橋面行車的安全和結(jié)構的正常使用。盡管目前橋梁仍在繼續(xù)使用，但在未真正查明出現(xiàn)病害的原因并采取必要的措施之前，很難保證結(jié)構的安全性和使用性。我們認為，上述橋梁病害只是整個結(jié)構工作狀態(tài)的一種外在表現(xiàn)，必須在實橋檢測的基礎上，探究主要構件如梁體、預應力筋、牛腿、掛梁等的實際受力狀態(tài)，找出導致病害的根本原因，進行科學地維修加固，消除危及橋梁安全的潛在危險。因此，需要對佳木斯某公路大橋進行全面的檢測和鑒定，對該橋的現(xiàn)有狀態(tài)和安全性作出科學而正確的判斷，為下一步維修加固改造提供科學的依據(jù)。2003年7月省交通廳組織省內(nèi)有關專家進行了現(xiàn)場考察，建議對大橋進行全面的檢測和鑒定。省交通廳及鶴大公路管理處各級領導對大橋的問題十分重視，專門召開了《佳木斯某公路大橋技術鑒定與改造》會議，并委托哈爾濱工業(yè)大學擬定大橋的初步檢測計劃。慈二、本項目的恨主要工作內(nèi)容哭（一）堤橋梁病害的初催步分析目混凝土的收縮孝、徐變的大小規(guī)和速度與鹿混凝土的齡期旬、水灰比、些環(huán)境的溫度、月濕度、持荷時存間、應力水平緩等條件有關。黎混凝土的收縮杜、徐變惠在初期發(fā)展特服別快，而后逐墾漸減慢，晴在造3~喪5撲年即基本停止相。在一般條件倘下，在加載的碑第一個月內(nèi)完鄉(xiāng)成全部徐變量京的漸40撓%訴，三個月完咬成聽60翅%斑，一年到一年廳半約完通成何80段%鼠，毛在編3~璃5值年內(nèi)基本完成艘。爭佳木斯姑某啦公路大橋已經(jīng)擴使用了壓約她1標5模年的時間，扒觀察到梁體端括部下?lián)现皇菃〗?述年左右的時間曠，相當于在橋殲梁使趕用晝1膽0鞠年左右譽之后碗，而那時混凝追土的收縮、徐晶變饅可能申早就已經(jīng)基本衡完成章。屢因此，拾應從多方面出肯發(fā)去分析啦引起橋梁端部疑下?lián)系脑蚍?。敏（慣1著）混凝土長期置收縮、徐變的蜜影響杠首先壁，查混凝土的收縮珍、徐變作用搞將雞增大捏結(jié)構的引自重塔撓度煎。鑼同時獸，混凝土的收蹄縮、徐變舊還要似引起預應力的徒損失屬，從而使未梁體下?lián)?。染（?炸）主梁截面抵間抗位力下降柄的影響奸混凝土的收縮戲、徐變非、宣梁體的下?lián)先?、橋上荷載溝等的作用奪可能導致主梁塊截面上緣出現(xiàn)辣裂縫。當橋面造的水份口或有害物質(zhì)倘侵入時，勢必蛛引起預應力筋趨的銹蝕湯，從而造成預顯應力筋的截面娘削弱和應力腐渴蝕，同時降低彈了預應力筋與初混凝土之間的扎粘結(jié)力僚，并導致混凝披土保護層開裂物，從而影響結(jié)聲構的承載能力蝴和使用性能粥。訂橋梁結(jié)構長期臣處于大氣環(huán)境扔中，不可避免貍地要發(fā)生碳化肯。碳化將降低脖混凝土的堿度差，破壞鋼筋表迫面的鈍化膜，知使混凝土失去駝對鋼筋的保護卸作用，加快了杏預應力筋的銹籍蝕。申另外，冬天撒默鹽除冰雪時，廚大量的有害氯峰離子將通過主選梁截面的上緣暫裂縫達到預應失力筋表面，加插重了預應力筋弄的銹蝕。放截面的開裂、向預應力筋的銹致蝕等因素將導陷致結(jié)構剛度的禿下降，從而使愉得梁端下?lián)稀７暌陨蟽蓚€方面竭，均可以導致老梁體的下?lián)?，胖引起橋梁下?lián)喜⒌目赡苁瞧渲谢柚谎?，也可能是兩躍者的共同作用產(chǎn)。抬但是，這兩方大面對橋梁的破欠壞作用是有很撞大的區(qū)別的。意若僅僅是混凝兆土地收縮、徐變的壞原因，主梁截煮面的抵抗力并續(xù)未受到太大的村影響，仍可以夜繼續(xù)工作，由遭于橋梁使用了把很長時間（宗約淘1勿5圈年），混凝土如的收縮、徐變制已也基本蜂完成，結(jié)構變咽形已經(jīng)穩(wěn)定，慢因此，可以在辮結(jié)構受力允許革的情況下，僅片僅將橋面鋪裝諸處理一下就可句以正常使用。雞但如果是由于鬧梁體截面的抵妥抗力下降造成幻的下?lián)?，則必廳須對結(jié)構進行脫必要的加固維場修刃，才能保證其教安全性和使用棟性柔。償（二）諷試驗攏研究瑞路線簽基于以上的初渾步分析，本次唐試驗的重點應貝從以上兩方面誰出發(fā)，找出橋永梁發(fā)生病害的俊真正原因。崖為此，需要從卵以下高兩淘方面對該橋典展開互研究因：稀1他、刊結(jié)合橋梁的實六際情況撈，榴采用時效分析襖理論計算由混弟凝土的收縮、宋徐災變引起的長期麗撓度，碑并頂與實測值相比徑較害，以此來惰判定屋是否是趴由于混凝土收腰縮、徐變的影片響怒而導致了梁端愚的下?lián)虾?。?召、以理論分析獵和靜載試驗相河結(jié)合的方法，勸判斷結(jié)構的截按面承載力番是否下降?？壤碚撟蠓治鰰r寺分兩種情況，執(zhí)首先按結(jié)構的然初始狀態(tài)（壞未產(chǎn)生病害襯）午進行計算，若喜靜載刷試驗時測得的凝結(jié)構撓度大于侄理論分析結(jié)果紙，說明結(jié)構的兆剛度降低，截敏面受到了削弱姓。其次按結(jié)構鵝的現(xiàn)有狀態(tài)（占計入裂縫、勸預應力筋銹蝕株、應力損失徐等烤影響懼）進行計算棚，長若本與荷載試驗的蠻結(jié)果相評近，則可進一散步證明截面的紡抗力已有所下嶼降。捉根據(jù)以上的分斃析和研究思路候，特制定如下趁的試驗方案斜。勞（唯三秩）搶試驗方案攝1鋼、章橋梁外觀的全進面檢查偽對橋梁的主要驗受力讀部位遭，如呀主梁筆、蛾掛梁、著橋面系、墩臺穿、裂縫等，進腳行全面細致的渣外觀檢查，對偷橋梁的病害進窯行全面的定量簽分析和描述。受該項工作是開謊展下一步工作襖的基礎。根據(jù)掙外觀檢查的結(jié)染果，有針對性武地擬定目試驗劇方案，在確保露安全的前提下灰，進行荷賭載試驗。承橋梁的外觀檢眉查主要包括如攝下內(nèi)容：朋（值1壁）主梁的外觀略檢查勞T猜型剛構懸臂各甘斷面的裂縫眠（頂板、腹板坑裂縫）餓檢查；池牛腿處的裂縫描檢查；豪T匙構及掛梁混凝親土強度測定議：附超聲回彈綜合僑法，回彈法；勞主梁混凝土碳損化深度檢測程：采用化學法斗（酚酞）糧測定；項預應力筋銹蝕規(guī)狀況檢查旬：利用電化學浸法鋼筋銹蝕測津試儀進行；皺混凝土保護層眾厚度檢測：采武用混凝土保護覆層厚度及鋼筋跨位置測定儀，革檢測預應力筋摩的位置和保護形層厚度。棟（屯2剃）橋面系外觀胳檢查鞭包括橋面鋪裝搜、伸縮縫、泄沿水孔、康人行道、欄桿班等的檢查。湊橋面標高檢測旦：采用精密水宿準儀，而由檢測單位或秘大橋管理貸繪制蹤橋梁荒在不同時期烏的縱向標高曲云線槍，蘇以此來推斷橋賽梁的變形發(fā)展廉規(guī)律?？麡蛄和庑螠y量綠：采用全站儀禁，測定主梁在件自重荷載作用群下的縱向線形要。胃（匠3以）墩臺導及支座銷檢查拜檢查并記錄墩封臺的開裂情況滔、支座的工作旬狀態(tài)觸；欄回彈法測定墩似臺處混凝土的北強度。極2綠、祝靜力試驗測試淺靜力試驗險的捏目的在于通過蛙荷載試驗晝，測定關鍵截鑼面的應力岡、輔變形復和裂縫發(fā)展酸情況，并與理嚷論計算值作對慕比，以綜合判羊斷整個橋梁的閃現(xiàn)在工作狀態(tài)叨。汗（翼1拳）試驗內(nèi)容及暖方法奮試驗跨選取曾第一個已120m速T正構伙所在跨（鑰即鬧2墊號墩）貝。丹關鍵截面盯選取鞭墩頂旺處擊、鳴L覽/姿2纖懸臂斷面兄、鼠懸臂端部、抬牛腿處側(cè)等雨四柴個斷面包。呼墩頂處斷面取輛用在最不利荷催載作用下上緣棵應力最大的截騙面。驗利用各截面的丑彎矩奧、撓度花影響線，確定額其最不利荷載活位置，然后用災滿足規(guī)范的試慰驗車隊進行加津載，測出各控巾制截面的撓度庭、應力險、裂縫置等有（見獻圖甩1罩）票。躁本次層靜載麥試驗測試內(nèi)容遇主要有應變測盡試、位移測試轟和裂縫觀測等廊三部分：1）應變測試鈔通過杰在筒T愛構集墩頂、闊L暖/塞2旨懸臂斷面的魯箱梁上貼甚電阻莖應變片的方法蜘，對箱梁混凝留土的應變進行塊測量。須箱梁斷面測點悲布置近圖爆2疫。悉在牛腿上川按望4年5鞠度方向，測牛冠腿的主拉應變拌。乞牛腿測點見止圖陣3批。渡圖去1予你測試點位置圖剃圖嫌2盼T魄構箱梁支點及謠四分點測點布斑置圖傾尊珠博坑圖灑3作邀牛腿測點布置壤圖棍2策）輸牛腿處的豎向避撓度栽測試私同時篇采用如下幾種擁方法進行：渡從奶牛腿處絕下垂系有重物欲的鋼絲，垃將鋼絲固定在燈地面上，雖從與鋼絲相連步的千分表上箭直接耍得到讀數(shù)；垂在燭牛腿處粘貼標償尺，在矛橋外用閑全站垂儀窗進行渣量測毛。3）裂縫觀測飽選取的清T撓構墩頂截面附進近的足主要裂縫，利貿(mào)用裂縫觀測儀借，觀測裂縫在咬試驗荷載作用曠下的發(fā)展情況定。貿(mào)（弟2串）加載工況駝擬采用的加載他車為中國長春館一汽重型車廠羽生產(chǎn)廉的敘FA徑W沉解放型翻斗汽激車，其車輛特趕性如噴表售1少所示。穗布置載位時，胸應盡量使加載捕車輛與規(guī)范規(guī)系定的疊汽竊-雷超切2嘉0健級車隊的排列炒情況相符。實戶際加載時，因財缺乏加重車輛報，利用兩臺間策距為蛇9.0m鉤的盈FAW歲解放車來近似丟模擬加重車：資《橋規(guī)》加重化車連重瘡5旬5且噸，養(yǎng)長寄12僅.8m閣；模擬車想重鄰6參0奪噸，長甜1捆3吉.5m跑。按均布荷載迷簡化后，集度晝之比為概1.034企。加重車前后戴與普通車的距籌離均膨為杏15夠m奮，其它車輛最避小間距夕為神19踏m匠。加載時，車令位均以加載車宿的前軸為準。雪加載車隊的排媽列情況見圖黃6龍。叢表碎1袖值加載車輛參數(shù)賀車恨鞏兔型窗軸晨倚忽重（騎kN五）訴軸約添禮距（個cm社）簡前軸重炸中軸重飯后軸重?？倓t純重鉤前澤-嬌中毛中考-丑后線FA洪W暗解放尼50腥125緊125是300端325嫁125煙圖舒6蘇額加載車隊排列無情況簽根據(jù)設計采用久的活載內(nèi)力及秧實際的加載車堅輛情況，采用碰等效荷載的方侄法加載。按等辭效荷載的原則鉤，控制斷面上績，試驗荷載的性效應應與設計縱荷載效應等效燕，試驗荷載效育率系數(shù)應滿足唯q炸嫩>瓶柿0.85以。歐本次靜荷試驗鎮(zhèn)主要是為了測泥試墩頂截面在鼓最大彎矩作用露下的受力情況窮，同時，該工康況又是牛腿反儉力最不利的情輸況，因此，加喬載工況顏只有一種，即漂僅在單懸臂和劣掛孔上布置車休輛。很因慰為邀T慧構有兩個箱梁耀，唉橫向按爐4檔排車隊粘對稱牽布置厘考慮灶（圖卸7專）憶，共乘需櫻1煤6雜臺車激。偽3虹、與設計內(nèi)力竄的比較醫(yī)按棋圖憶1氧、灶圖孫7快所示的載位進盈行試驗荷載加清載，可得到墩噴頂處各截面在敲試驗荷載作用更下的應力。由慨于各截面的尺脫寸不同，無法逃預先確定上緣閱應力最大的截佛面，因此應計蜘算墩頂附近各質(zhì)截面的應力，療以從中選出最央大應力所在的莊位置進行測試陪。計算出的截粥面上緣試驗荷勝載的應力與控圣制截面的設計坑活載應力比較須列于鼠表少2胖中。犁由上表可看出杏，在相同的荷吳載布置下，懸虧臂根部截面上俱緣的應力最大茫，因此，以該趁截面為準進行翅靜載試驗。試業(yè)驗荷載產(chǎn)生的榴應力值比設計藥荷載產(chǎn)生的應寶力值，即試驗萍荷載效率系數(shù)響均大吉于艱1太.0漆，滿足試驗荷霸載效率系數(shù)田q凳春>濕共0.8泰的試驗要求。藝圖抄7若窮汽車橫向布置鋼表襖2網(wǎng)疤截面上緣察活載設計醬應雅力與計算試驗源應焰力的比較俘截面趙說溝斬寧明騙距離墩中囑心奧m者截面尺寸奮（寬m米）筍活載設計應累力鬼MPa郊試驗加載應其力光MPa功試亞驗振/算設計潛高度離頂板厚賢腹板厚渠底板厚危1沸墩頂燈0.0動7.50獅0.50龜0.80龜0.90魚2膚懸臂根部屈3.0鼻6.71豐0.25唯0.40兼0.79慮3陳0統(tǒng)號塊末端刻6.8葛6.10做0.25例0.30禽0.71筋4給1潛號塊末端好10.0祝5.56圖0.25落0.30終0.63成5精2唱號塊末端料13.聾0說5.07扇0.25未0.30嶼0.57龍6出3丹號塊末端勢16.0論4.54赤0.25純0.30職0.50盆（四）絡推薦維修加固頂方案得在上述試驗研鴨究、理論分析愁和計算機模擬統(tǒng)計算的基礎上倘，判斷橋梁結(jié)抬構發(fā)生病害的沉根本原因，從鄉(xiāng)合理性、經(jīng)濟麥性、可行性及辛加固效果等方游面進行對比分貞析，提出推薦勿的最優(yōu)維修加紐固方案，為設程計單位進行維鎖修加固設計提稅供具體的設計悲方法。窯三、擬提出的浙研究成果寄1唇、對橋梁的現(xiàn)蘋有狀態(tài)作出判灑斷，并指出造孫成橋梁病害的境根本棕原因；谷2唇、對現(xiàn)有橋梁佳的安全性和承忌載能力作出評數(shù)價；券3屆、根據(jù)研究的型結(jié)果，提出整講個結(jié)構加固改善造的趟建議紀方案；鬼4置、艦對改造漸加固后徑橋梁的承載能守力、工作性能助作出評價；鄰5蝴、制定出橋梁拆的長期觀測計耗劃。毯四、承擔單位屑的工作基礎及塔研究的支撐條趣件筆1罪、承擔單位的盤工作基礎油哈爾濱工業(yè)大拐學交通科學與莊工程學院橋梁拼與隧道工程系例是專門從事橋輩梁工程教學、乳科研和設計、只檢測的單位，窯具有雄厚的技傾術力量。本系摧以橋梁與隧道測工程碩士點、噸博士點為依托譯，全方位地開船展橋梁工程的雖設計咨詢及科島學研究工作。壘自健2研0剖世紀楊8間0遇年代中期以來裕，先后完成了延省部級研究項掘目十余項，獲傳得省、部級科晴技進步罰獎俗7紗項，其中雷一等救獎濤1射項，仇二等圈獎拔3圍項，先后發(fā)表佛橋梁結(jié)構及橋擠梁工程方面的提研究論臘文校7澆0產(chǎn)余篇。項目組襯主要成員經(jīng)常耳參加省、市內(nèi)小乃至東北地區(qū)渴重大路橋工程絮的技術論證、凳咨詢工作，并趟且解決了許多球橋梁工程的技縮術關鍵性問題伙。課題組在橋熱梁體外預應力蔬技術、扭橋梁加固設計底理論、柴預彎組合梁結(jié)猾構、預應力混陜凝土橋梁結(jié)構止的時效理論研滴究、大噸位預線應力錨下局部支承壓、結(jié)構振尊動控制以及鋼浩管混凝土拱橋捆計算理論研究殺方面均達到國淺內(nèi)先進或領先耗水平。燕先后批完成輪了省內(nèi)外許多轉(zhuǎn)大型的預應力漿混凝土橋梁舊的設計和許多壁舊橋的加固設證計宮，具有較高的派設計水平和豐否富的工程實際嫌經(jīng)驗。所屬的剛橋梁結(jié)構實驗英室（黑龍江省往工程質(zhì)量道橋悄檢測中心）擁壇有先進的實驗賢設備和測試手源段，進行了省疏內(nèi)外許多大型治橋梁的檢測工迷作，具備承擔蠶該項目的能力枝和條件。然200寶3痛年沈5踏月對依蘭牡丹慰江中承式鋼管肆混凝土拱橋勵進行印了全面的檢測胃，找出了發(fā)生的病害的根本原績因，并艦針對存在的問賭題，提出了最鋪優(yōu)的加固維修派方案。加固后舉的橋梁工作狀裂況良好，得到蘿了省內(nèi)有關專豐家的一致肯定猛和好評。啊2釘、擬采用的主渾要檢測設備床檢測項目融主要檢測設備珠需要的數(shù)量捕自有、購置或斑租用槐外準觀佳檢肯測彩KON-RB綱L絨混凝土保護層扮厚度、鋼筋位柴置測定儀乘1辟臺震自有扮電化學法鋼筋沙銹蝕測試儀凡1叫臺干自有欠裂縫測試儀來2源個吹自有祥混凝土強度回匙彈儀促2傭臺息自有谷RS-ST0急1C帳數(shù)字超聲波探慘測儀走1京臺諒自有趕全站儀層1隙臺擇自有初精密水準儀按2飄臺逃自有竄靜到力嚇檢泉測灌CK-9障6供程控巡測儀絹1殼臺畝自有揀BJQN-I姜V祥光電位移測試蠟儀慰1延套永自有鴉QY-蹄1填型傾角撓度儀查1景0努臺狠自有廚DASP-B供0敏1悶型數(shù)據(jù)采集分底析系統(tǒng)啦1推套冬自有痕鋼弦應變計及繭采集系統(tǒng)旺1泥套帝自有緒千分表寄2做0芒只匹自有憤精密水準儀盼2驟臺誦自有家3蜜、擬投入的主清要研究人員及住分工據(jù)姓吼早名茂年齡磨單拴孝位糕職務或職稱解承擔的仍主要婦任務槳備注失副教授，博士漢后頌橋梁教研室主宅任玻項目總負責人攀教授，博導埋學科帶頭人腔項目指導壩高級工程師紫實驗室主任靜橋梁檢測鋤副教授，碩士揮理論分析非副教授，碩士彩橋梁檢測私講師，博士生籠橋梁檢測言助教，博士生稼理論分析緩助教，長博士鴉生劃橋梁檢測牽助教，博士生掏理論分析柄碩士生耐橋梁檢測住博士生吉理論分析是碩士生活橋梁檢測穗五、計劃進度貪安排擴本屑檢測泰項目計劃于戒然年掉3~勇6賢月份螺完成，具體安撫排是：垂序號升時浸躲磚間話項裙顧地總目燭1錦廁年賢3范月辭現(xiàn)場調(diào)查得進行初步的償結(jié)構雹分析徹制訂試驗方案鍬2禿轎年孟4田月爛橋梁全面檢測澡，騾包括外觀檢測鴿和鞋靜載試驗綱3室估年混5常月廁試驗數(shù)據(jù)分析獵根據(jù)橋梁實際控情況和試驗結(jié)夢果分析發(fā)生病繞害的原因絲對現(xiàn)有橋梁的推狀態(tài)和安全性夏作出評價廈提出對現(xiàn)有橋亭梁進行改造加忽固的方案和措月施托4語致年捐6賠月育項目鑒定燦專家論證，確犧定橋梁的改造巡方案爛六、項目經(jīng)費逝概算孔本項目檢測及理分析訊的全部協(xié)費用總計為計3掙65尺,楚000團元，具體如下首：午序號鑄項們育證目秧計算根據(jù)及理妄由用費栗用播(記元奉)賭1拘計算恒分析竭對沿結(jié)構邁進行理論分析哨、試驗份數(shù)據(jù)粗分析買及加固方案分的析，膝總堅費用為能25鐮,00比0爭元搭25,000陸2恢細部檢測返裂縫觀測：忍5,00禿0燒元啟40,000銷線形測量本：泡5,00算0斃元役混凝土強度測押定菊：膜10,00墊0寨元稈混凝土碳化深灑度測定油：怨5,00建0聽元羽鋼筋位置及保鮮護層厚度測定宵：們10,00宴0拍元挖鋼筋銹蝕丹程度畜測定奔：彼5,00約0仇元誘3杠靜載試驗優(yōu)搭設箱內(nèi)及箱傘外工作平臺余：扒20毒,00錘0尺元型80,000蜂荷載試驗用車喉臺班費：共斃用降2碑5知臺加載車（自斜卸汽車載重袍15t漿），每車色2料