引述
随着经济建设和交通事业的飞速发展,我国现有桥梁中有相当一部分由于设计荷载标准偏低,出现桥面龟裂 破损,钢筋锈蚀,混凝土碳化深度严重等问题,难以满足使用上的要求,部分旧桥已经处于危桥状态。全部拆除旧桥重建新桥既无必要,也不现实。因此,我们要采取有效的检测加固措施,提高其承载力,使其满足交通量增长的需求,继续为现代交通运输服务,从而给国家带来显著的经济效益和社会效益。
1、沙浦桥概况
沙浦桥为单跨桁架拱桥,该桥全长约22.0m,主跨为18.0m,桥梁全宽为12.0m,桥面净宽为11.4m,1995年1月完工。设计荷载为汽车-20级,拱肋自东向西编号依次为A、B、C D、E、F。
1.1存在问题
1.1.1桥面铺装层表面沿全桥长方向有压碎带,压碎带的位置在每相邻的两个拱肋之间的部分,压碎带表面混凝土剥落、粗骨料外露。
1.1.2护栏在桥墩处断裂。
1.1.3桥墩处拱形桥头搭板露空,搭板下支撑立柱倾斜。
1.1.4(腹拱侧壁)有沿桥梁全宽方向的走向大致水平的两道横向裂缝,上裂缝宽约为lcm,下裂缝宽约为0.5cm,均沿桥宽方向横向贯穿。
1.1.5两侧腹拱底板靠侧壁脚,立柱外侧分别有一道沿桥宽向贯穿的横向裂缝,裂缝宽度均约为0.5cm。
1.1.6桥面裂缝:桥墩顶处沿横桥向分别有一道贯穿裂缝,宽度约为lcm。
1.2碳化深度检测和混凝土保护层厚度采用1%酚酞酒精试剂,对每根拱肋选取3个测点,对现场凿取的混凝土测区进行检测,测得每根梁碳化深度。再采用PROFOMETER5钢筋定位仪测得拱肋钢筋的混凝土保护层厚度见表1所列。
1.3混凝土强度检测
混凝土强度回弹值及超声检测碳化深度修正结果见表2。
表2中回弹强度值已经进行超声检测修正和碳化深度修正,此强度推定值仅作为参考。
1.4静载试验
1.4.1静载试验加载原理及方法
测点布置图见图1所示。
试验荷载效率
应满足
其中:Sstat为试验荷载作用下检测部位变位或力的计算值;S为设计标准活载作用下变位或力的计算值;
为设计取用的动力系数。
鉴于桥梁的使用现状,为保证安全,在进行静荷载试验时采用桥梁原设计荷载汽-20级的80%进行加载,Hino FS63型加载车的参数,见表3所列。
采用空车和重车两级加载,每一级加载分4个载位,记录每1个载位的应变读数;挠度测试主要针对A、F拱顶测点展开,挠度测试时重车分横向和纵向两种方式加载,横向对称布载,见图2和图3。
1.4.2试验结果及分析
采用偏心受压法计算汽车荷载的横向分布,利用ANSYS结构分析软件对其进行建模分析。按弹性T作阶段计算理论挠度值,计算结果及实测值见表4、表5所列,其校验系数=实测挠度值/理论挠度值。
1.4.3静载试验结果评定
A、F肋拱顶挠度在不同的横向载位上实测挠度校验系数介于0.27-1.00之间;A、F肋拱顶挠度变化基本对称;A、F肋拱顶挠度在不同的纵向载位上校验系数介于0.77-1.04之间;F肋拱顶挠度与A肋拱顶挠度在数量上相差不大。
横向加载卸载30min后.A肋拱顶残余挠度为0.9mm,为最大挠度值的10.8% ;F肋拱顶残余挠度为0.6mm,为最大挠度值的8.6%。
纵向加载卸载30min后,A肋拱顶残余挠度为0.5mm,为最大挠度值的6.1%;F肋拱顶残余挠度为0.1mm,为最大挠度值的4.8%。
横向加载、纵向加载得到的最大的拱顶挠度为8.3mm,最大挠度与计算跨径的比值8.3/18000—1/2168<1/800×0.8=1/1000,挠度满足规范要求。
主拱圈上未发现裂缝,加载过程中没有发现新裂缝。
2、鉴定结论
2.1拱肋混凝土强度偏低,A、B、E、F拱为C20,C、D拱只有C15,混凝土强度不足,应对各拱肋予以加固处理。
2.2桥台填土沉降和桩基础沉降造成的横向贯通裂缝,应对立墙及木桩基础进行加固处理或翻建。
2.3该桥梁上部主体结构基本上处于正常-T作阶段,但使用承载力和纵向刚度不足,应采取措施提高结构总体刚度。
2.4附拱板破坏严重,重建桥头搭板。
2.5对桥台及拱脚混凝土破损部位予以加同处理。
2.6建议对主要的混凝土承重构件进行保护处理,延缓混凝土碳化速度。
2.7由于该桥构件横向连系较弱,故桥面板上产生了很多拱肋之间的压碎破坏现象,应对桥面系予以维修加固。
2.8如长期在重交通情况下使用,考虑到该桥现有技术状况、地质状况不详等情况,建议拆除重建。
3、结束语
在短时间内重建危桥,不仅需要大量投资,必然影响到重点工程建设,这有悖于桥梁建设的可持续发展。我们在兴建新桥的同时,仍然要十分重视旧桥的使用价值。本文以沙浦桥为例,阐述检测鉴定与加同的过程。当然,针对不同桥梁,方法各异。我们要积极引进、开发旧桥检测和加同的先进技术、材料和设备,合理确定加同方案,对症下药,使得旧危桥仍可能长时期地发挥作用,让有限资金发挥更大的效益,使我国桥梁建设真正步入“建养并重”的可持续发展道路。