橋梁檢測(cè)與維修加固論文

1、橋梁檢測(cè)與維修加固論文專業(yè)： 交通土建一班學(xué)號(hào)：姓名： 李謹(jǐn)摘 要由于近年交通量急劇增長，尤其是過往超載、超限車輛的增加，使很多大橋在使用期限內(nèi)出現(xiàn)嚴(yán)重的病害，當(dāng)然還有那些因?yàn)橼s工期、采用劣質(zhì)材料、施工方法不當(dāng)?shù)仍蚨霈F(xiàn)病害的橋梁需要做鑒定以確保其安全運(yùn)營。橋梁檢測(cè)主要包括橋梁的外觀檢測(cè)和荷載試驗(yàn)，通過外觀的檢測(cè)我們可以基本上確定橋梁結(jié)構(gòu)物的使用狀況，然而理論推斷與實(shí)際結(jié)構(gòu)的特性往往存在著一定的差別，尤其需要對(duì)病害嚴(yán)重的橋梁進(jìn)行荷載試驗(yàn)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)性能評(píng)定。關(guān)鍵詞：橋梁檢測(cè)，外觀檢測(cè)，荷載試驗(yàn)?zāi)夸浺?、緒 論1二、論文主體2（一）資料收集2（二）橋梁外觀檢測(cè)21橋梁外觀檢測(cè)的項(xiàng)目和內(nèi)容22橋梁外

2、觀檢測(cè)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)和重點(diǎn)3（三）靜載試驗(yàn)51橋梁概況52靜載試驗(yàn)的目的53靜載試驗(yàn)的內(nèi)容54試驗(yàn)過程65試驗(yàn)結(jié)果8三、結(jié)論13四、參考文獻(xiàn)14五、致謝15一、緒 論為了適應(yīng)公路運(yùn)輸載重量不斷發(fā)展的要求，充分利用現(xiàn)有的公路橋梁，使之能繼續(xù)安全地為公路運(yùn)輸服務(wù)，根據(jù)交通部頒布的公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范要求，必須對(duì)橋梁進(jìn)行檢測(cè)。與此同時(shí)，新材料、新工藝、新結(jié)構(gòu)形式的采用也越來越多，為了積累這方面的工程經(jīng)驗(yàn)我們有必要做一些檢測(cè)工作。由于近年交通量急劇增長，尤其是過往超載、超限車輛的增加，使很多大橋在使用期限內(nèi)出現(xiàn)嚴(yán)重的病害，當(dāng)然還有那些因?yàn)橼s工期、采用劣質(zhì)材料、施工方法不當(dāng)?shù)仍蚨霈F(xiàn)病害的橋梁需要做鑒定以確保

3、其安全運(yùn)營。橋梁外觀的檢測(cè)我們可以基本上確定橋梁結(jié)構(gòu)物的使用狀況，然而理論推斷與實(shí)際結(jié)構(gòu)的特性往往存在著一定的差別，尤其需要對(duì)病害嚴(yán)重的橋梁進(jìn)行荷載試驗(yàn)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)性能評(píng)定。荷載試驗(yàn)包括靜載試驗(yàn)和動(dòng)載試驗(yàn)，由靜載試驗(yàn)可以得到結(jié)構(gòu)的撓度和靜力應(yīng)變，由動(dòng)載試驗(yàn)可以得到結(jié)構(gòu)的模態(tài)特性（自振頻率、振型和阻尼比）和系統(tǒng)參數(shù)（剛度、質(zhì)量和阻尼矩陣）。二、 論文主體橋梁檢測(cè)就是要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)橋梁進(jìn)行評(píng)估，因此前期的主要工作就是從既有的現(xiàn)狀與特性著手，對(duì)要檢測(cè)的實(shí)體有一個(gè)總體把握，并且明確后面工作的方向。（一）資料收集這里所說的資料收集的范圍比通常意義上說的資料范圍要廣泛一些，不僅僅包括設(shè)計(jì)資料，還包括施工資

4、料以及有關(guān)的養(yǎng)護(hù)、維修、加固資料。施工資料里面包括各個(gè)階段的竣工圖紙、竣工說明書、材料試驗(yàn)資料及施工記錄、竣工驗(yàn)收資料等等；其他養(yǎng)護(hù)、維修資料則包括歷史上通過的車型、載重，交通量狀況、維修的資料等等。（二）橋梁外觀檢測(cè)1橋梁外觀檢測(cè)的主要項(xiàng)目和內(nèi)容 橋梁外觀檢測(cè)的項(xiàng)目和內(nèi)容有如下方面：（1）橋面鋪裝是否有坑槽、開裂、車轍、松散、不平、橋頭跳車現(xiàn)象等；（2）伸縮縫：是否有破損、結(jié)構(gòu)脫落、淤塞、填料凹凸、跳車、漏水等；（3）上部結(jié)構(gòu)：梁式結(jié)構(gòu)：主梁支點(diǎn)、跨中、變截面處有無開裂，最大裂縫值；梁體表面有無空洞、蜂窩、麻面、剝落、露筋；有無局部滲水；橫隔板是否開裂、焊縫是否斷裂；鋼結(jié)構(gòu)銹蝕情況、變形情況

5、等；（4）支座：位移是否正常；鋼板和支座是否銹蝕、干澀；支座固定端是否松動(dòng)、剪斷、  開裂等；（5）橋墩：墩身是否開裂、局部外鼓、表面風(fēng)化、剝落、空洞、露筋情況；是否有變形，傾斜、沉降、沖刷、沖撞損壞情況等；2橋梁外觀檢測(cè)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)和重點(diǎn)通?？梢愿鶕?jù)橋型確定調(diào)查的要點(diǎn)，如梁橋的檢查要點(diǎn)有:跨中區(qū)域的裂縫、撓度；端部的剪力縫；主梁連接部位的狀況；構(gòu)件的外觀質(zhì)量等等。病害在找出病因的同時(shí)應(yīng)根據(jù)其損壞程度進(jìn)行評(píng)估，然后確定是否有必要加固或更換構(gòu)件用以維持正常的運(yùn)營。表1橋梁部件缺損狀況評(píng)定方法缺損狀況及標(biāo)度組合評(píng)定標(biāo)度缺損程度及標(biāo)度程度小 大少 多輕度 嚴(yán)重標(biāo)度012缺損對(duì)結(jié)構(gòu)使

6、用功能的影響程度無、不重要0 012小、次要1 123大、重要2 234以上兩項(xiàng)評(píng)定組合標(biāo)度01234缺損發(fā)展變化狀況的修正趨向穩(wěn)定-10123發(fā)展緩慢01234發(fā)展較快112345最終評(píng)定結(jié)果012345橋梁技術(shù)狀況及分類完好良好較好較差差的危險(xiǎn)一類二類三類四類五類表2橋梁各部件權(quán)重及綜合評(píng)定方法部件部件名稱權(quán)重Wi橋梁技術(shù)狀況評(píng)定方法1234567891011121314151617翼墻、耳墻錐坡、護(hù)坡橋臺(tái)及基礎(chǔ)橋墩及基礎(chǔ)地基沖刷支座上部主要承重構(gòu)件上部一般承重構(gòu)件橋面鋪裝橋頭與路堤連接部伸縮縫人行道欄桿、護(hù)欄燈具、標(biāo)志排水設(shè)施調(diào)治構(gòu)造物其它11232483205133111131（）綜合

7、評(píng)定采用下列公式計(jì)算：式中：按表4-1對(duì)各部件確定的評(píng)定標(biāo)度（05）；各部件權(quán)重，100；全橋結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況評(píng)分（0100）評(píng)分高表示結(jié)構(gòu)狀況好。（）評(píng)定分類采用下列限界88一類8860二類6040三類40四類、五類60的橋梁，并不排出其中評(píng)定標(biāo)度3的部件，仍有維修的需要（三）靜載試驗(yàn)1橋梁概況孟州蟒河橋始建于20世紀(jì)80年代，上部結(jié)構(gòu)采用12-10m裝配式鋼筋混凝土T梁，下部結(jié)構(gòu)為雙柱式墩臺(tái)、鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。橋面寬度：凈-6+2x0.5m防撞護(hù)欄，橋面鋪裝采用2cm厚瀝青混凝土+9cmC25防水混凝土，路水交角90°，設(shè)計(jì)荷載汽-15，掛車80。2靜載試驗(yàn)的目的樁基礎(chǔ)靜載試驗(yàn)的主要目

8、的是確定樁的承載能力，即確定樁的允許荷載和極限荷載，查明樁基礎(chǔ)強(qiáng)度的安全儲(chǔ)備，了解樁基礎(chǔ)的變位情況，并依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，確定樁基的安全性。通過該次靜載試驗(yàn)全面了解橋墩蓋梁、立柱和鉆孔灌注樁的受力性能，確定橋梁下部結(jié)構(gòu)的承載能力，為對(duì)該橋下部結(jié)構(gòu)加固提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)支持。此次靜載試驗(yàn)的主要目的有：（1）檢驗(yàn)橋梁下部結(jié)構(gòu)立柱、蓋梁的力學(xué)性能。（2）檢驗(yàn)鉆孔灌注樁在試驗(yàn)荷載作用下的沉降情況，并判定鉆孔灌注樁的承載能力，為該橋的橋梁改造提供可靠依據(jù)。3靜載試驗(yàn)的內(nèi)容根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康募艾F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，確定該靜載試驗(yàn)進(jìn)行下列試驗(yàn)項(xiàng)目：（1）墩臺(tái)蓋梁、立柱外觀檢測(cè)及混凝土的強(qiáng)度檢測(cè)；（2）撓度測(cè)量：蓋梁跨中截面；（3）沉

9、降觀測(cè)：樁頂截面處；（4）應(yīng)力測(cè)試：蓋梁跨中截面下緣應(yīng)力，墩頂處蓋梁截面上緣應(yīng)力，橋墩墩底截面應(yīng)力；（5）裂縫開展情況。4試驗(yàn)過程（1）試驗(yàn)橋墩經(jīng)過對(duì)該橋?qū)嵉貦z查，為方便加載，試驗(yàn)橋孔選擇橋梁第三、九兩孔，即3#墩、9#墩。（2）測(cè)點(diǎn)布置根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康暮驮囼?yàn)內(nèi)容的要求進(jìn)行測(cè)點(diǎn)布置，其布置示意圖如圖1所示：圖1 應(yīng)變及撓度測(cè)點(diǎn)布置示意圖（3）荷載試驗(yàn)效率根據(jù)大跨徑混凝土橋梁的試驗(yàn)方法中的建議，橋梁荷載試驗(yàn)一般采用基本荷載。其中靜力試驗(yàn)荷載的效率系數(shù)的取值范圍為：0.81.05其中：試驗(yàn)荷載作用下檢測(cè)部位變位或內(nèi)力的計(jì)算值；S設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下檢測(cè)部位變位或內(nèi)和計(jì)算值；加固后一個(gè)橋墩樁基承擔(dān)的樁頂力

10、為：105.4KN(上部結(jié)構(gòu)及橋面鋪裝恒載增加)+ 20.6KN(蓋梁加固后增加)+335（公路-級(jí)汽車荷載）=451KN。為使試驗(yàn)荷載作用下校驗(yàn)系數(shù)為0.81.05，則試驗(yàn)車輛產(chǎn)生的豎向力為：360.8 KNB473.55 KN。本次試驗(yàn)車輛作用下，產(chǎn)生的樁頂豎向力為B=446KN，校驗(yàn)系數(shù)=446/451=0.99。（4）. 試驗(yàn)荷載布置及加載方案按最大樁頂反力布載，雙孔雙列布置2輛35t，2輛20t試驗(yàn)車，35t試驗(yàn)車其前軸重為70KN，雙后軸重量均為140KN，前后軸間距5.4m，輪距1.8 m；20t試驗(yàn)車其前軸重為60KN，后軸重量為140KN，前后軸間距4m，輪距1.8 m，平面

11、布置如圖2所示。車輛橫、縱向布置如圖3所示：圖2 35t汽車平面布置圖(單位：cm) 圖2 20t汽車平面布置圖(單位：cm)圖3 車輛荷載縱、橫向布置情況(尺寸單位：m)加載方案工況一：按墩頂最不利位置布載，單孔橫橋向?yàn)閮闪熊嚻d。工況二：按墩頂最不利位置布載，雙孔橫橋向?yàn)閮闪熊嚻d。5試驗(yàn)結(jié)果通過對(duì)橋下部結(jié)構(gòu)外觀檢測(cè)及靜載試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，可以得出以下結(jié)論：（1）蓋梁表面受流水侵蝕嚴(yán)重，導(dǎo)致蓋梁表面混凝土剝落，局部有露筋銹蝕。蓋梁混凝土強(qiáng)度推定值為22.90 MPa，低于C25混凝土強(qiáng)度，立柱混凝土強(qiáng)度推定值為18.5-19.8MPa，接近C20混凝土強(qiáng)度。橋墩蓋梁和立柱的碳化深度在0.5-1

12、mm之間。（2）分析靜載試驗(yàn)數(shù)據(jù)，蓋梁和立柱的變形及應(yīng)力實(shí)測(cè)結(jié)果與理論數(shù)據(jù)對(duì)比，得到校驗(yàn)系數(shù)，蓋梁撓度的校驗(yàn)系數(shù)最大值為0.96，應(yīng)力的校驗(yàn)系數(shù)最大值為0.903，立柱應(yīng)力的校驗(yàn)系數(shù)最大值為0.860。參考橋梁檢測(cè)與加固手冊(cè)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的校驗(yàn)系數(shù)范圍為0.60-0.85，說明蓋梁的工作性能有所降低，結(jié)構(gòu)安全儲(chǔ)備不足。 （3）由于場(chǎng)地條件的限制，本次試驗(yàn)測(cè)試了第三跨3#墩和第九跨9#墩橋墩在試驗(yàn)荷載作用下橋墩立柱的應(yīng)力與沉降，應(yīng)力實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)基本吻合，沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)為0.032mm，承載能力滿足公路-級(jí)荷載標(biāo)準(zhǔn)要求。通過檢測(cè)過程中的回彈及碳化數(shù)據(jù)，進(jìn)行計(jì)算分析，混凝土強(qiáng)度及碳化狀況評(píng)定如附

13、表1。附表1 砼強(qiáng)度及碳化評(píng)定表橋梁測(cè)區(qū)（跨）最大碳化深度（mm)強(qiáng)度換算值的平均值mfccu （Mpa）標(biāo)準(zhǔn)差Sfccu （Mpa）最小值fccu,min（MPa）推定值fcu，e （Mpa）1-1蓋梁0.50 23.05 -22.90 22.90 2-2蓋梁0.50 22.90 -22.40 22.40 1-1柱0.50 19.30 -19.00 19.00 1-2柱0.50 18.80 -18.60 18.60 1-2柱0.50 19.50 -19.20 19.20 2-1柱1.00 19.35 -19.10 19.10 3-1柱0.50 19.25 -19.00 19.00 3-2柱1

14、.00 19.70 -19.60 19.60 4-1柱0.50 18.90 -18.60 18.60 8-1柱0.50 19.00 -18.80 18.80 8-2柱1.00 19.80 -19.80 19.80 9-1柱0.50 19.60 -19.10 19.10 9-2柱0.50 19.20 -18.50 18.50 10-1柱1.00 19.80 -19.40 19.40 10-2柱1.00 20.00 -18.60 18.60 混凝土強(qiáng)度換算值的平均值mfccu：標(biāo)準(zhǔn)差Sfccu:推定值fcu，e: 當(dāng)測(cè)區(qū)小于10個(gè)時(shí)：fcu,e=fccu,min 當(dāng)測(cè)區(qū)不少于10個(gè)時(shí) ： fcu,

15、e=mfccu-1.645Sfccu （4） 靜載試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析1、撓度數(shù)據(jù)分析主要撓度測(cè)試結(jié)果如表附表2、附表3所示。附表2列出了第九跨9#墩在荷載作用下的各測(cè)點(diǎn)位移值，蓋梁實(shí)測(cè)最大撓度為0.36mm，而理論值為0.37mm，校驗(yàn)系數(shù)為0.97，殘余變形測(cè)點(diǎn)為0.04mm；立柱最大變形為0.027mm，而理論值為0.037mm，校驗(yàn)系數(shù)為0.72，最大殘余變形測(cè)點(diǎn)為0.002mm。 附表2列出了第三跨3#墩在荷載作用下的各測(cè)點(diǎn)位移值，蓋梁實(shí)測(cè)最大撓度為0.30mm，而理論值為0.37mm，校驗(yàn)系數(shù)為0.81，最大殘余變形測(cè)點(diǎn)為0.06mm；立柱最大變形為0.032mm，而理論值為0.037mm

16、，校驗(yàn)系數(shù)為0.86，最大殘余變形測(cè)點(diǎn)為0.004mm。 附表2 9#墩荷載作用下?lián)隙仍囼?yàn)結(jié) 果與理論值比較表 百分表讀數(shù)測(cè)點(diǎn)位置試驗(yàn)荷載（4輛車）全卸實(shí)測(cè)值（mm）理論值（mm）實(shí)測(cè)值（mm）10.360.370.04020.0270.0370.00230.0260.0360.001附表3 3#墩荷載作用下?lián)隙仍囼?yàn)結(jié)果與理論值比較表 百分表讀數(shù)測(cè)點(diǎn)位置試驗(yàn)荷載（4輛車）全卸實(shí)測(cè)值（mm）理論值（mm）實(shí)測(cè)值（mm）10.300.370.06020.0320.0370.00230.0280.0360.004(5) 應(yīng)變數(shù)據(jù)分析在試驗(yàn)荷載作用下，測(cè)試斷面應(yīng)力與相應(yīng)的理論計(jì)算值、結(jié)構(gòu)效驗(yàn)系數(shù)及殘余

17、應(yīng)變值列于附表4、附表5。分別在蓋梁跨中的下部和墩頂處蓋梁截面上緣使用電阻應(yīng)變片測(cè)試，為保證測(cè)試的準(zhǔn)確，每個(gè)測(cè)點(diǎn)布置2個(gè)應(yīng)變片。附表4列出了試驗(yàn)荷載作用下的應(yīng)力結(jié)果，第九跨9#墩蓋梁跨中截實(shí)測(cè)最大正應(yīng)力為1.638MPa，與理論值相比較的校驗(yàn)系數(shù)為0.871，殘余應(yīng)變?yōu)?.92%，墩頂處蓋梁截面上緣實(shí)測(cè)最大正應(yīng)力為1.611MPa，與理論值相比較的校驗(yàn)系數(shù)為0.868，殘余應(yīng)變?yōu)?.59%。附表5列出了試驗(yàn)荷載作用下的應(yīng)力結(jié)果，第三跨3#墩蓋梁跨中截面實(shí)測(cè)最大正應(yīng)力為1.629MPa，與理論值相比較的校驗(yàn)系數(shù)為0.866，殘余應(yīng)變?yōu)?.95%，墩頂處蓋梁截面上緣實(shí)測(cè)最大正應(yīng)力為1.607MPa

18、，與理論值相比較的校驗(yàn)系數(shù)為0.878，殘余應(yīng)變?yōu)?.72%。附表4 第九跨9#墩荷載作用下應(yīng)力測(cè)試結(jié)果與理論值比較表應(yīng)變片編號(hào)一級(jí)荷載(2輛車)二級(jí)荷載(4輛車)卸載實(shí)測(cè)值理論值校驗(yàn)系數(shù)實(shí)測(cè)值理論值校驗(yàn)系數(shù)實(shí)測(cè)值殘余量(%)10.7821.050.7451.6071.780.9030.0875.4120.7631.050.7271.5961.780.8970.0925.7630.8531.080.791.621.880.8620.1066.5440.8741.080.8091.6381.880.8710.0975.9250.7631.020.7481.5891.830.8680.0955.9

19、860.7591.020.7441.6111.830.8800.095.597-0.327-0.4360.75-0.613-0.7270.843-0.0355.718-0.306-0.4360.702-0.625-0.7270.860-0.0416.569-0.322-0.4560.706-0.628-0.760.826-0.0416.5310-0.336-0.4560.737-0.636-0.760.837-0.0325.03附表5 第三跨3#墩荷載作用下應(yīng)力測(cè)試結(jié)果與理論值比較表應(yīng)變片編號(hào)一級(jí)荷載(2輛車)二級(jí)荷載(4輛車)卸載實(shí)測(cè)值理論值校驗(yàn)系數(shù)實(shí)測(cè)值理論值校驗(yàn)系數(shù)實(shí)測(cè)值殘余量(%)10

20、.8041.050.7661.5511.780.8710.0825.2920.7931.050.7551.5661.780.8800.0825.2430.8381.080.7761.6291.880.8660.0975.9540.8521.080.7891.6081.880.8550.0955.9150.7621.020.7471.5841.830.8660.0845.3060.761.020.7451.6071.830.8780.0925.727-0.296-0.4360.679-0.582-0.7270.801-0.0457.738-0.312-0.4360.716-0.6-0.7270.825-0.0315.179-0.347-