汪云剛

（浙江明康工程咨詢有限公司，浙江 杭州 310000）

引言

利用現(xiàn)有評(píng)定技術(shù)對(duì)現(xiàn)役老舊鋼筋混凝土梁橋的承載能力進(jìn)行科學(xué)地評(píng)估，保障橋梁安全運(yùn)行成為重要課題［1］。

1 工程概況

某鋼筋混凝土T 梁橋始建于1964 年，跨徑組合為5×20 m 鋼筋混凝土簡支T 梁，橋梁全長102 m，橋面凈寬7.0 m，矩形沉井基礎(chǔ)5 m×4.8 m，高度10.5 m，水泥混凝土橋面。設(shè)計(jì)荷載為汽-20 掛-100。因該橋梁建成年代久遠(yuǎn)，且外觀病害較為嚴(yán)重。

2 橋梁病害分析

2.1 橋面系病害

2.1.1 橋面坑槽

由于橋梁年限已久，平日過往車輛較多，日常養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，在車輛荷載沖擊作用下，橋面鋪裝層混凝土磨損，尤其以橋面連續(xù)縫及梁濕接縫位置較為明顯，另外由于橋面鋪裝直接受溫度、雨水的影響，進(jìn)一步加速了破損程度的發(fā)展，造成了橋面坑槽［2］。

2.1.2 橋面縱向裂縫

T 梁間設(shè)置濕接縫及橫隔板，在長期的車輛荷載沖擊下破損失效，導(dǎo)致梁間橫向連接聯(lián)系減弱，在長期活載作用下，鋪裝層縱向開裂。橋面出現(xiàn)縱向裂縫，局部破損發(fā)生在梁的濕接縫附近，且局部混凝土鋪裝有明顯塌陷現(xiàn)象，病害嚴(yán)重時(shí)會(huì)存在單板受力的現(xiàn)象［3］。

2.1.3 伸縮縫破損

橋梁伸縮縫日常養(yǎng)護(hù)不及時(shí)會(huì)使其堵塞，伸縮縫是長期承受車輪的反復(fù)沖擊作用的構(gòu)件，實(shí)際運(yùn)營車輛軸載大于設(shè)計(jì)軸載，車輛對(duì)錨固區(qū)及鋼構(gòu)件不斷沖擊造成錨固區(qū)破損、鋼構(gòu)件斷裂等病害。

2.1.4 欄桿破損

初步分析是由于橋梁使用年限已久，欄桿立柱混凝土產(chǎn)生裂縫后會(huì)造成鋼筋銹蝕，鋼筋銹蝕膨脹后也會(huì)使混凝土欄桿發(fā)生破損、剝落等病害。當(dāng)欄桿、護(hù)欄構(gòu)件設(shè)計(jì)強(qiáng)度不足以抵抗機(jī)動(dòng)車輛的撞擊作用時(shí)將導(dǎo)致局部構(gòu)件破損，再加上局部構(gòu)件存在施工質(zhì)量問題［4］。

2.2 橋梁上部結(jié)構(gòu)病害

2.2.1 梁底滲水、泛白

梁底滲水一般有兩種滲入方式：一是從墩臺(tái)位置處滲入水，然后水從梁端封頭錨固處滲入梁內(nèi)；二是主梁頂板混凝土澆筑不夠密實(shí)，橋面防水層破壞后水直接從頂板滲入梁體內(nèi)。第一種滲入方式較為常見，主要是因墩臺(tái)處滲漏水和封頭錨固處不嚴(yán)密所致。水與混凝土中的CaO 和空氣中的CO2發(fā)生化學(xué)發(fā)應(yīng)生成晶體覆蓋在梁體表面，導(dǎo)致梁底混凝土出現(xiàn)滲水、泛白的現(xiàn)象［5］。

2.2.2 梁底破損、露筋

由于梁底混凝土裹力不足在長期車輛重復(fù)作用下產(chǎn)生剝落，然后與空氣中化學(xué)物質(zhì)作用，由此很容易導(dǎo)致主梁的大面積混凝土剝落進(jìn)而造成鋼筋銹蝕與梁底混凝土破損的惡性循環(huán)。

2.2.3 支座鋼板銹蝕

初步分析為支座鋼墊板防護(hù)漆脫落或未刷防銹漆，使得鋼板裸露于空氣中，再加上由墩臺(tái)伸縮縫或接縫處向下滲水，致使支座鋼板銹蝕更快速，更嚴(yán)重。

2.3 橋梁下部結(jié)構(gòu)病害

下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了外觀檢查發(fā)現(xiàn)主要病害：橋臺(tái)裂縫；橋臺(tái)及蓋梁滲水、泛白。

2.3.1 橋臺(tái)裂縫

由于該橋跨越河水流量較大，地基基礎(chǔ)可能存在不均勻沉降，臺(tái)后填土向前擠壓，再加上繁重的交通，汽車制動(dòng)及沖擊力加劇致使橋臺(tái)裂縫的出現(xiàn)。

2.3.2 橋臺(tái)及蓋梁滲水、泛白

初步分析由于橋面伸縮縫橡膠止水帶破損、泄水孔堵塞、橋面鋪裝防水能力不足等原因，導(dǎo)致橋面積水通過伸縮縫、墩臺(tái)接縫下滲至橋臺(tái)、橋墩，引起橋臺(tái)和蓋梁滲水、泛白。

2.4 橋梁技術(shù)狀況評(píng)定

采用《公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG/T H21—2011）中的橋梁技術(shù)狀況評(píng)定方法對(duì)該橋外觀狀況進(jìn)行了評(píng)定，評(píng)定為四類橋梁，應(yīng)進(jìn)行大修或加固。

3 橋梁荷載試驗(yàn)分析

3.1 荷載工況及測(cè)點(diǎn)布置

將本橋1#、4#跨作為試驗(yàn)跨，測(cè)試斷面為各跨跨中截面的撓度及應(yīng)變值。各測(cè)點(diǎn)橫向布置見圖1。

圖1 測(cè)點(diǎn)布置

為了模擬汽車荷載的最大彎矩效應(yīng)，通過變換試驗(yàn)車輛在橋面縱向位置以保證荷載效率在規(guī)定的范圍內(nèi)，試驗(yàn)共分為二種工況：工況1 為1#跨跨中截面最大正彎矩對(duì)稱加載；工況2 為4#跨跨中截面最大正彎矩偏心加載，兩種工況加載布置見圖2。

圖2 加載車輛布置橫斷面/m

3.2 靜載試驗(yàn)荷載效率

為了模擬最大彎矩效應(yīng)和保證試驗(yàn)的有效性，本次試驗(yàn)確定采用2 輛載重30 t 的汽車在本橋指定位置進(jìn)行加載，通過變換在橋面縱向的位置來模擬汽車荷載等級(jí)，以保證試驗(yàn)荷載效率。各工況按模擬汽-20、掛-100 荷載加載，各工況的試驗(yàn)荷載效率見表1。

表1 加載試驗(yàn)荷載效率計(jì)算

3.3 撓度測(cè)試分析

不同工況各測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)撓度與理論計(jì)算值結(jié)果見表2。

表2 各測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)撓度與理論計(jì)算值對(duì)比

從表2 可以看出：該橋在試驗(yàn)荷載作用下，試驗(yàn)孔主梁跨中截面的實(shí)測(cè)撓度值部分大于理論計(jì)算值，撓度校驗(yàn)系數(shù)在0.96～1.06 范圍內(nèi)，說明結(jié)構(gòu)承載能力不滿足《公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程》（JTG/T J21—2011）要求；主梁的殘余變形均在20 %以內(nèi)，說明結(jié)構(gòu)在卸載后有一定的彈性恢復(fù)能力。

3.4 應(yīng)變測(cè)試分析

不同工況各測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)應(yīng)變與理論計(jì)算值結(jié)果見表3。

表3 各測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)應(yīng)變與理論計(jì)算值對(duì)比

從表3 可以看出：試驗(yàn)跨的應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)在0.86～1.05 范圍內(nèi)，超出校驗(yàn)系數(shù)＜1 的《公路橋梁荷載試驗(yàn)規(guī)程》（JTG/T J21-01—2015）要求，說明該橋承載能力不滿足設(shè)計(jì)要求；主梁的相對(duì)殘余應(yīng)變均在20 %以內(nèi)，說明主梁在卸載后有一定的彈性恢復(fù)能力。

4 結(jié)語

（1）對(duì)該橋外觀狀況評(píng)定為四類橋梁，應(yīng)進(jìn)行大修或加固。（2）由鋼筋混凝土T 梁橋的荷載試驗(yàn)分析可以得知，該橋的撓度及應(yīng)變測(cè)試數(shù)據(jù)均存在實(shí)測(cè)值大于理論計(jì)算值的情況，因此，該橋的承載能力不能滿足設(shè)計(jì)要求。（3）通過對(duì)該鋼筋混凝土T 梁橋的病害特征進(jìn)行分析評(píng)定及荷載試驗(yàn)驗(yàn)證，可為同類型老舊鋼筋混凝土橋梁的結(jié)構(gòu)狀態(tài)評(píng)定提供依據(jù)。