旧桥常规检测的内容与方法

结合重庆市石柱县沿溪大桥的检测过程, 简要介绍旧桥检测的内容及方法, 并就检测结果提出建议。早期修建的桥梁随着使用年限的增长会出现病害或破损现象，对桥梁结构造成潜在的危害。为了评估这些桥梁的现有承载能力和使用条件，需对其进行现场检测。本文以重庆市石柱县沿溪大桥为例，介绍既有桥梁常规检测的内容及方法。

　　1、沿溪大桥概况

　　沿溪大桥位于沿溪镇与复兴镇的交界处,是连接沿溪镇与复兴镇的主要通道。大桥主孔为180 m预应力混凝土桁架式组合拱,两岸边孔为18 m及（ 18 + 14 + 13） m 连续刚构。全桥孔跨布置为（ 18 +180 + 18 +14 + 13） m,桥梁全长251 m。组合桁架的下弦杆为二次抛物线,矢跨比为1 /5,上弦杆在两侧第二、三节间处断开,形成断缝,断缝至墩顶的悬臂桁架段长度为38 m。复兴岸边孔为18 m的刚构,沿溪岸为（ 18 +14 + 13）m的连续刚构,刚构与悬臂桁架拱座处立柱及桥台固结,与桥墩刚接。图1为沿溪大桥立面图。

　　　　沿溪大桥2003年3 月竣工通车, 在运营期间, 随着恒载增加、混凝土徐变等的综合影响,出现较多裂缝,存在混凝土的脱落和钢筋外露现象,桥梁在车辆作用下横向振感较强,对运营安全构成威胁。同时由于三峡水库蓄水,水位提高,该桥拱脚至L/4截面段均处于水下。因此,于2006 年7月10日至2006年8月22日对该桥进行了全面的结构检测,并对检测发现的缺损进行评价,提出处理建议。

　　2、检测的内容及方法

　　2、1主要几何尺寸和拱轴线线形的检测

　　（ 1）主要几何尺寸的检测:几何尺寸的测量采用的是钢尺,主要对上下弦杆、立柱、斜杆、竖杆等进行测量。

　　（ 2）拱轴线线形的检测:拱轴线的检测采用的是全站仪。为了了解该桥实际拱轴线形,进行了实桥拱圈下缘线线形测量。首先在拱肋外侧下缘作标记,标记点沿桥跨均匀布置并兼顾关键点,然后用全站仪对各点进行测量,根据实测数据,利用样条曲线拟合出实际的拱圈下缘线形。

　　2、2结构表观状况及各类病害的检测

　　（ 1）桥梁结构裂缝检测:裂缝的检测主要包括裂缝的标识、记录和裂缝的宽度测量。裂缝的宽度用40倍裂缝显微读数仪测量,裂缝的长度采用钢尺测量,并根据裂缝分布、裂缝方向画出裂缝展开图。检测区域根据现场条件决定,并以尽可能全面检测为原则。

　　2、3混凝土强度检测

　　混凝土强度检测采用回弹法。检测时根据构件尺寸及现场条件,按《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》要求进行测区选取,每一个测区记取16个回弹值。对测得的测区平均回弹值进行角度、浇筑面修正,然后结合碳化深度,查混凝土强度换算表,得出各测区混凝土强度换算值,并按《规程》要求计算当前龄期下混凝土强度推定值。进行检测时,操作要平稳,施力要均匀; 试件应有足够的刚度,不可太薄（应大于10 cm） ;测点间距离或试件边缘距离应大于3 cm;测面要清洁、平整、干燥,并尽量选在构件的侧面施测。

　　2、4混凝土缺陷检测

　　检测混凝土内部不密实区及空洞、混凝土结合面质量检测采用超声波法。用人工的方法在工程材料或结构中激出一定频率的弹性波,这种弹性波以各种波形在材料与结构内部传播并由接受仪器接受。通过分析研究被接受记录下来的弹性波信号,以了解材料与结构的力学特性和内部缺陷。每个构件选取8 个测点,看是否存在声时异常、频率异常和幅度异常。由此来评定构件中混凝土是否存在缺陷。

　　3、检测结果

　　3、1主要几何尺寸和拱轴线线形的检测结果

　　实测的竖杆、立柱尺寸,斜杆尺寸,横系梁尺寸,上弦杆、下弦杆尺寸均与设计值偏差较小,符合设计要求。

　　拱圈下缘的实测值与理论值相比有一定的偏差,最大偏差为2 cm。分析其原因有两个方面:其一是理论拱圈下缘与实际拱圈下缘的客观偏差,其二是由于在实测过程中,拱圈下缘的混凝土表面不平顺,局部会造成一定的测量误差。

　　3、2结构表观状况及各类病害的检测结果

　　3、2、1结构的裂缝及表观状态的检测结果

　　（ 1）竖杆和立柱:在竖杆和立柱的表面出现少量裂缝,其中上游5#竖杆和下游7#竖杆的表面裂缝较多,大部分为竖向裂缝,缝长在25 cm左右,缝宽在0105 mm左右;立柱和竖杆的侧面局部地方有网格状干缩裂缝,干缩裂缝宽度在0105 mm左右;多数竖杆与上弦节点处的湿接缝处,混凝土浇筑不密实,出现了一些空洞。上游和下游9#竖杆的湿接缝上侧用碳纤维布修补过。

　　（ 2）斜杆:在斜杆的表面出现了少量裂缝,其中上游1#斜杆、上游3#斜杆、下游3#斜杆的表面裂缝较多,裂缝走向大部分为垂直于斜杆轴线方向的裂缝,缝长为30～90 cm 不等,缝宽大多数在0.1 mm左右;一些斜杆的侧面局部地方有网格状干缩裂缝,干缩裂缝宽度在0105 mm左右;一部分斜杆出现了混凝土剥落、露筋的现象;其中上游4#斜杆与下游4#斜杆中部的混凝土有修补的痕迹,上游5#斜杆混凝土被凿落后未进行封闭,预应力筋裸露,预应力筋及锚具严重锈蚀。

　　（ 3）上弦杆、下弦杆:其表面均出现了少量裂缝,缝长从15～180 cm不等,缝宽大多数在0.1mm左右;底面大部分为横向裂缝,部分裂缝从底面贯通至侧面,上弦杆侧面裂缝大部分为竖直方向的裂缝,下弦杆侧面裂缝主要垂直于拱轴线方向;上、下弦杆局部均出现了混凝土剥落、露筋的现象。

　　（ 4）实腹段:在实腹段顶板下缘出现的大量纵向裂缝,大部分贯通于顶板,宽度大多数在0.5 mm左右,个别裂缝宽度达到016 mm;腹板出现了部分纵向裂缝,宽度大多数在0.5 mm左右,主要集中在实腹段两侧。

　　（ 5）上弦底板、下弦顶板:在上弦底板和下弦顶板出现的大量纵向裂缝,大部分贯通于板厚,宽度大多数在0.5 mm左右;个别板出现断裂、混凝土剥落、露筋的现象。

　　（ 6）竖杆与下弦结点处:下游6#竖杆与下弦结点处有两条裂缝,贯通竖杆侧面,缝宽0.1 mm。上游6#竖杆与下弦结点处有两条裂缝,贯通竖杆侧面,缝宽011～0.3 mm。下游5#竖杆与下弦结点处有一条裂缝,贯通竖杆侧面,缝宽0.1～0.2 mm。上游5#竖杆与下弦结点处有两条裂缝,贯通竖杆侧面,缝宽011～012 mm。

　　（ 7）竖杆、斜杆的横系梁:在竖杆和斜杆的横系梁上出现了少量裂缝,大部分裂缝宽度小于0.1 mm,主要垂直于系梁的方向;部分横系梁出现了露筋的现象。

　　3、2、2桥梁铺装状况及伸缩缝和断缝的检测结果整个混凝土桥面铺装比较完好,但是人行道板有较多裂缝。伸缩缝完好。忠县侧断缝处破损严重,断缝靠近忠县侧有几条裂缝,缝宽011～012 mm,缝长为30 cm左右。断缝两侧附近的混凝土有的已脱落,钢筋及预应力钢筋锚头裸露在外,无混凝土包裹,且已经发生锈蚀现象。

　　3、3混凝土强度检测结果

　　石柱沿溪大桥的主要构件大部分没有碳化,仅个别杆件发生碳化,深度大于210 mm,最大达510 mm。各构件采用回弹法测定的混凝土强度均大50MPa,满足设计要求。

　　3、4大桥构件混凝土缺陷超声波检测结果

　　本次共对20个构件进行了混凝土缺陷检测,其中斜杆部分为混凝土结合面的质量检测。在所测试范围内,有6个构件混凝土内部存在不实区及空洞,判定为轻微缺陷,斜杆结合面质量完好。

　　4、结论

　　综上所述,本桥存在较多的病害,且运营后出现了一定程度的损伤,上弦杆断缝处未设置横向限位装置,加剧了行车时桥梁的震动。同时该类桥梁结构连接头较多,局部应力较大,整体性较差。为了确保桥跨结构满足安全通行设计荷载等级要求,必须对存在的缺陷和损伤进行治理。根据以上的检测,提出以下的建议。

　　（ 1）为了增加桥梁的横向稳定性,减少车辆过桥时的震感,采用在上弦杆的断缝处增加横向限位块的改造方法。

　　（ 2）由于原桥存在较多的裂缝,为了提高桥梁构件受力的整体性,对宽度小于0115 mm的裂缝采用压抹改性环氧树脂胶泥的方法进行封闭;对宽度大于0.5 mm的裂缝采用毕可法进行压注改性环氧树脂,以增加结构的整体性。

　　（ 3）因桥梁构件存在较多的露筋、混凝土剥落等现象,为了提高桥梁的承载能力和耐久性,对于混凝土剥落、露筋部位,将裸露钢筋除锈后,用改性环氧树脂砂浆进行修补; 对裸露的锚具,凿掉锚具周围已经存在缺陷的混凝土,对锚具进行彻底除锈后,用改性环氧树脂混凝土进行保护。

　　（ 4）由于部分构件混凝土内部存在空洞,为了提高构件受力的整体性,采用钻孔压注改性环氧树脂的方法进行治理。对于表面混凝土空洞采用改性环氧树脂混凝土进行修补。

　　（ 5）三峡水库蓄水后,拱脚至L /4截面段均处于水下,为了提高桥梁构件的耐久性,确保结构的安全,对处于水位下的构件采用在其表面涂刷一层防腐防水剂进行防护。

　　（ 6）由于实腹段拱底板下缘存在较多的横向裂缝,为了提高的该段的承载能力,在拱顶部位采用粘贴碳纤维布进行加固。

　　（ 7）由于实腹段顶板下缘存在较多的纵向裂缝,为了提高顶板的承载能力,防止裂缝进一步扩展,在顶板下缘中间的4 m范围内横向粘贴碳纤维布进行加固。

　　（ 8）对桥面系、人行道系裂缝进行封闭治理。