检测案例

　　1、工程概况

　　1.1 桥梁概况

　　桥梁均为位于无锡市新吴区的双孔箱型框架桥，桥长均为19.20m，跨径组合均为2×9.30m。2号桥桥面总宽为16.80m，桥面横向布置为2.40m(人行道)+12m(机动车道)+2.40m(人行道)，栏杆采用钢筋混凝土栏杆;二号桥桥面总宽为26.20m，桥面横向布置为2.20m(人行道)+11.75m(机动车道)+2.60m(人行道)+9.65m(机动车道)，栏杆采用钢筋混凝土及钢栏杆。两座桥桥面铺装均为混凝土桥面板，设计荷载均不详，均建成于2003年。

　　1.2 技术标准

　　由于该两座桥设计图纸已无法找到，根据委托方的要求，结合桥梁建造年代，推算设计荷载为汽-20。

　　2、检测目的、范围和内容

　　为了了解该两座桥梁的承载能力，并为后续施工提供技术依据，业主特委托我司对该两桥进行检测并对桥梁承载能力进行检算。

　　根据委托鉴定要求，具体检测内容如下：

　　1、对相关资料进行收集调查;

　　2、桥梁现状调查;

　　3、桥梁结构示意图绘制;

　　4、桥面线形测量;

　　5、桥梁结构病害及缺陷检查;

　　6、混凝土碳化检测;

　　7、混凝土强度检测;

　　8、钢筋保护层厚度检测;

　　9、钢筋配置情况检测;

　　10、钢筋锈蚀程度检测;

　　11、桥梁技术状况评定;

　　12、桥梁承载能力检算;

　　13、桥梁病害统计及分析;

　　14、结论及建议。

　　3、检测方法

　　3.1 桥梁外观检查

　　桥梁外观检查是对结构及其附属设施的各构件或部位进行全面系统的检查，记录所有表观病害及缺损的部位、范围和程度等详细资料，进行桥梁技术状况评定。

　　3.2 桥梁专项检测

　　根据检查内容，须进行专项检查的项目可归纳为：结构几何形态、混凝土强度与碳化状况、钢筋保护层厚度及钢筋配置情况、钢筋锈蚀状况检查。

　　3.2.1结构几何形态检查方法

　　(1) 桥梁长度、宽度测量

　　采用皮尺测量桥梁总长、行车道宽度。

　　(2) 桥梁上下部结构测量

　　采用皮尺、红外线测距仪对桥梁上下部结构的尺寸进行测量。

　　(3) 桥面线形测量

　　采用水准仪对桥面线形进行测量。

　　3.2.2混凝土强度检测

　　(1)检测方法

　　采用回弹法检测结构或构件混凝土强度，主要检测仪器为回弹仪。

　　(2)测区及测点布置

　　采用回弹法检测混凝土强度时要求混凝土检测面应清洁、平整，不应有疏松层、浮浆、油垢、涂层以及蜂窝、麻面。

　　测区布置要求满足相应检测规范要求，结构或构件的测区应标有清晰的编号。测点宜在测区范围内均匀分布，相邻两测点的净距不宜小于 20mm;测点距外露钢筋、预埋件的距离不宜小于 30mm，测点不应在气孔或外露石子上，同一测点只应弹击一次，每一测区应记取 16 个回弹值，每一测点的回弹值读数估读至1。

　　3.2.3混凝土碳化深度检测

　　(1)检测方法

　　使用酸碱指示剂喷在混凝土的新鲜破损面，根据指示剂颜色的变化，测量混凝土的碳化深度，量测值准确至0.5毫米。

　　(2)检测范围

　　检测范围为主要承重构件或承重构件的主要受力部位，或根据一般检查结果有迹象表明钢筋可能存在锈蚀的部位。

　　(3)测区及测点布置

　　要求测区数不应小于3个，测区应均匀布置。每一测区应布置三个测点，三个测点应呈“品”字排列。

　　3.2.4钢筋保护层厚度

　　除了原材料质量因素以外，钢筋混凝土结构构件的钢筋保护层偏差直接影响到钢筋混凝土构件的力学性能及耐久性，关系到构筑物的使用安全及使用寿命。保护层太薄钢筋容易过早生锈，从而破坏构件整体性能。如果保护层过厚，则构件表面容易出现较大的收缩裂缝和温度裂缝，自重也相应增加，构件的有效截面减小，承载力也随之下降。

　　钢筋保护层厚度检测采用混凝土钢筋检测仪测量主要构件的钢筋保护层厚度。

　　3.2.5钢筋配置情况检测

　　采用钢筋探测仪对主要混凝土构件的配筋数量进行调查，个别构件凿开混凝土保护层，采用游标卡尺量测钢筋直径。

　　3.2.6钢筋锈蚀程度检测

　　利用混凝土中钢筋锈蚀的电化学反应引起的电位变化来测定钢筋锈蚀状态。

　　检测范围：测区选择在主要受力构件的控制截面。在选定的测区上布置测试网络，网格间距为20cm×20cm，网格的节点为测点，矩阵为5×7。

　　3.2.6桥梁技术状况评定

　　根据《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG/T H21-2011)中第3.1条桥梁技术状况评定方法：公路桥梁技术状况评定包括桥梁构件、部件、桥面系、上部结构、下部结构和全桥评定。公路桥梁技术状况评定应采用分层综合评定与5类桥梁单项控制指标相结合的方法，先对桥梁各构件进行评定，然后对桥梁各部件进行评定，再对桥面系、上部结构和下部结构分别进行评定，最后进行桥梁总体技术状况的评定。

　　3.2.7结构承载能力评定

　　《公路桥梁承载能力检测评定规程》(JTG/T21-2011)1.0.4条规定：“在用桥梁应按承载能力极限状态和正常使用极限状态两类极限状态进行承载能力检测评定。”

　　《公路桥梁承载能力检测评定规程》(JTG/T21-2011)7.1.6条规定：“当桥梁结构或构件的承载能力检算系数评定标度D≥3时，应进行正常使用极限状态评定计算。”即对在用桥梁，当结构或构件的承载能力检算系数评定标度为1或2时，结构或构件的总体技术状况较好，可不进行正常使用极限状态评定计算。

　　《公路桥梁承载能力检测评定规程》(JTG/T21-2011)7.1.3条规定：“配筋混凝土桥梁在计算桥梁结构承载能力极限状态的抗力效应时，应根据桥梁试验检测结果，采用引入承载能力检算系数Z1或Z2、承载能力恶化系数。”

　　4、现场勘测情况

　　根据委托方要求，我公司于2018年3月28日~4月5日派技术人员对该两座桥进行了现场查勘、检测，情况如下：

　　4.1 现场查勘及检测桥跨

　　经现场查勘，目前两座受检桥梁均处于正常通行状态，后期主要通行各种工地车辆。根据桥梁结构特点及委托方要求，在进行初步查勘后确定本次检测桥跨为两座桥梁全部桥跨。

　　4.2 桥梁结构示意图测绘

　　现场对两座受检桥梁的结构示意图进行绘制。

　　4.2桥面线形测量

　　采用水准仪对受检桥梁车行道桥面铺装(含两端接坡各4.4m)进行纵向相对标高测量，根据桥面相对标高测量结果绘制桥面纵向线形，见图5.3.2和图5.3.3所示，由图可知锡兴路桥面整体线形顺畅，南侧接坡处略有沉降，新洲路桥整体线形顺畅，无明显突变点。

　　4.2外观检查

　　4.2.1一号桥外观检查情况

　　1)桥面系

　　经现场查勘，该桥未设置伸缩缝、泄水孔及路灯，未见桥梁铭牌及限载标志，桥面铺装层局部存在露骨，南侧桥头接坡处存在高低差，少量缘石掉角，多处栏杆锈胀严重。

　　2)下部结构

　　经现场查勘，该桥南北两侧墙体、中隔墙在腹板位置均存在明显竖向裂缝，局部裂缝宽度超过《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)中关于裂缝宽度的限值。

　　4.1.2二号桥外观检查情况

　　1)桥面系

　　经现场查勘，该桥未设置伸缩缝、泄水孔及路灯，未见桥梁铭牌及限载标志，桥面铺装层局部开裂，局部接坡后管线盖板移位、破损明显，局部栏杆混凝土剥落。

　　2)上部结构

　　经现场查勘，该桥顶板无横向裂缝，东、西两孔顶板近中隔墙处局部均存在渗水及白色结晶物析出现象，且连通于中隔墙体。

　　3)下部结构

　　经现场查勘，该桥南北两侧墙体未发现明显裂缝，但中隔墙西侧面在腹板位置均存在1条竖向裂缝，中隔板两侧均存在两处渗水及白色结晶物析出现象。

　　4.2混凝土强度及碳化深度检测

　　本次调查中进行混凝土回弹测试与碳化深度检查。其中强度检测利用回弹仪进行构件混凝土抗压强度检测，同时进行碳化深度测量，为混凝土强度的测定提供修正。根据测试的回弹值、混凝土碳化深度和相关规范计算主要构件混凝土表面的抗压强度。检测结果显示，两座受检桥梁混凝土强度均满足C40要求。

　　4.2.3钢筋保护层检测

　　现场使用钢筋位置测定仪对两座受检桥梁侧墙、中隔墙及顶板钢筋保护层厚度进行检测。

　　4.2.3钢筋配置情况检测

　　现场采用钢筋探测仪对主要混凝土构件的配筋情况进行调查，个别构件凿开混凝土保护层，采用0-200mm游标卡尺量测钢筋直径。

　　4.2.4钢筋锈蚀检测

　　现场采用钢筋锈蚀仪对两座桥梁的钢筋锈蚀电位进行测量。

　　4.2.4自振频率检测

　　两座受检桥梁均为箱式框架桥，整体性较好，自振频率评定标度均取1。

　　5、桥梁总体技术状况评定

　　根据《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG/T H21-2011)中4.1.4规定，对桥梁总体的技术状况评分。

　　5、桥梁结构承载能力验算

　　标度D≥3时，在用桥梁应按承载能力极限状态和正常使用极限状态两类极限状态进行承载能力检测评定。

　　由于受检两座桥梁均为箱型框架桥，故可忽略轴力和剪力的影响，仅考虑弯矩作用。本次只针对桥梁承载极限状态下的正截面抗弯强度进行验算。

　　5.1 验算构件选取

　　每座桥沿桥梁横向各选取1m进行验算，采用有限元软件Midas/Civil 2012版分别建立两座桥沿横向1m的有限元模型。

　　5.1 验算荷载、材料和截面

　　5.1.1 荷载参数

　　1)材料自重按规范取值;

　　2)汽车荷载：根据委托方的要求，结合桥梁建造年代，本次按汽-20进行检算;

　　3)人群荷载：本次取3kN/m2;

　　5.1.2 材料

　　混凝土强度按C40取值，钢筋按HRB355级计算;

　　5.1.3 验算截面

　　取中隔墙上侧顶板及近各孔跨中最大正弯矩处，钢筋配置及混凝土保护层厚度按实测确定。

　　5.2 分项检算系数取值

　　根据外观检查、材料及钢筋检测、自振特性，并依据《公路桥梁承载能力检测评定规程》(JTG/T21-2011)对承载能力检算系数、承载能力恶化系数、混凝土结构截面折减系数及钢筋的截面折减系数进行取值。

　　6、桥梁病害统计及分析

　　6.1一号桥病害统计

　　1)桥面系：经现场查勘，该桥未设置桥梁铭牌及限载标志，桥面铺装层局部存在露骨，南侧桥头接坡处存在高低差，少量缘石掉角，多处栏杆锈胀严重。

　　2)上部结构：经现场查勘，该桥顶板无横向裂缝，南、北两孔顶板均存在通长纵向裂缝，连通两侧墙体，北孔顶板底侧个别部位存在混凝土麻面现象。

　　3)下部结构：经现场查勘，该桥南北两侧墙体、中隔墙在腹板位置均存在明显竖向裂缝，局部裂缝宽度超过规范限值。

　　6.2二号桥病害统计

　　1)桥面系：经现场查勘，该桥未设置桥梁铭牌及限载标志，桥面铺装层局部开裂，局部接坡后管线盖板移位、破损明显，局部栏杆混凝土剥落。

　　2)上部结构：经现场查勘，该桥顶板无横向裂缝，东、西两孔顶板近中隔墙处局部均存在渗水及白色结晶物析出现象，且连通于中隔墙体。

　　3)下部结构：经现场查勘，该桥南北两侧墙体未发现明显裂缝，但中隔墙西侧面在腹板位置均存在1条竖向裂缝，中隔板两侧均存在两处渗水及白色结晶物析出现象。

　　6.3主要病害分析

　　1)锈胀：主要是空气中的二氧化碳与混凝土中氢氧化钙起反应，使混凝土碳化而失去碱性保护，当外界有腐蚀物质时，就会导致钢筋表面而产生锈蚀，从而胀裂混凝土保护层，造成锈胀现象。

　　2)顶板纵缝及腹板竖缝：主要是由于横向配筋较少，故往往会产生纵向收缩裂缝，且常伴有渗水，会影响结构耐久性。

　　3)白色结晶物析出：主要是由于混凝土因裂缝渗水，致使混凝土内氢氧化钙被水溶解，渗流出混凝土表面，产生白色结晶物。

　　7、结论及建议

　　7.1结论

　　通过对受检两座桥梁的外观检查、混凝土强度及碳化深度、钢筋配置及保护层厚度的检测，并根据桥梁技术状况进行承载力验算，得出结论如下：

　　1)根据《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG/T H21-2011)对受检桥梁的技术状况进行评定，一号桥技术状况评定得分为65.3分，二号桥技术状况评定得分为65.3分，两座桥梁均属于三类桥，桥梁健康状态为有中等缺损，尚能维持正常使用功能。

　　2)受检两座桥梁混凝土强度均满足C40等级要求，钢筋保护层厚度基本满足要求，碳化深度较大，但桥梁上、下部结构内部钢筋仍处于碱性环境中。

　　3)受检两座桥梁上部结构能够满足汽车-20级荷载的安全承载要求。

　　7.2建议

　　1)为保证桥梁通行安全，建议对该桥进行加固处理，加固设计及施工应委托具备相关资质单位;

　　2)结合桥梁现状，建议限制通行荷载，两座桥梁总重限载均为30t，轴重限载均为14t。

　　3)建议加强日常维护，每月定期巡查，每年定期安排专项检测。

　　8、主要技术依据

　　(1)《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG/T H21-2011);

　　(2)《公路桥梁承载能力检测评定规程》(JTG/T J21-2011);

　　(3)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ 023-85);

　　(4)《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004);

　　(5)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002);

　　(6)《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJ/T23-2011);

　　(7)《混凝土结构现场检测技术标准》(GB/T 50784-2013);

　　(8)《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010);

　　(9)委托方提供的相关资料。