任何工程在竣工完成之后都會經(jīng)過嚴(yán)密的檢查,判定是否合格然后再投入使用,那么在公路橋梁交工驗(yàn)收的時候我們都需要檢查哪些重點(diǎn)項(xiàng)目,都會使用什么樣的方法來檢測?施工人員應(yīng)該尤其注意哪些施工步驟?今天小編就和大家一起學(xué)習(xí)一下在公路橋梁交工驗(yàn)收中常見的質(zhì)量問題以及現(xiàn)場檢測方法吧!
1、概述
1.1 交工驗(yàn)收相關(guān)規(guī)定
1)公路工程交工驗(yàn)收工作一般按合同段進(jìn)行,并應(yīng)具備以下條件:
(一)合同約定的各項(xiàng)內(nèi)容已全部完成。各方就合同變更的內(nèi)容達(dá)成書面一致意見。
(二)施工單位按《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》及相關(guān)規(guī)定對工程質(zhì)量自檢合格。
(三)監(jiān)理單位對工程質(zhì)量評定合格。
(四)質(zhì)量監(jiān)督機(jī)構(gòu)按“公路工程質(zhì)量鑒定辦法”對工程質(zhì)量進(jìn)行檢測,并出具檢測意見。檢測意見中需整改的問題已經(jīng)處理完畢。
(五)竣工文件按公路工程檔案管理的有關(guān)要求,完成收集、整理及歸檔工作。
(六)施工單位、監(jiān)理單位完成本合同段的工作總結(jié)報告。
2)組織:交工驗(yàn)收工作由項(xiàng)目法人負(fù)責(zé)組織。
3)評分:合同段工程質(zhì)量評分采用所含各單位工程質(zhì)量評分的加權(quán)平均值。
4)合格:工程質(zhì)量評分大于或等于75分為合格。
5)不合格、缺陷:交工驗(yàn)收不合格的工程應(yīng)返工整改,直至合格。交工驗(yàn)收提出的工程質(zhì)量缺陷等遺留問題,由項(xiàng)目法人責(zé)成施工單位限期完成整改。
1.2 公路橋梁交工檢測
根據(jù)《細(xì)則》,公路橋梁工程的交工驗(yàn)收需要同時滿足以下條件:
1)總體要求:結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定,混凝土強(qiáng)度、樁基檢測、預(yù)應(yīng)力構(gòu)件 的張拉應(yīng)力、橋梁承載力等均符合設(shè)計(jì)要求;
2)質(zhì)量鑒定:工程實(shí)體檢測、外觀檢查和內(nèi)業(yè)資料審查。
在現(xiàn)場需要開展的公路橋梁交工檢測項(xiàng)目:工程實(shí)體檢測、外觀檢查、荷載試驗(yàn)(承載力)。
其他項(xiàng)目主要通過資料審查進(jìn)行評定。
2、橋梁工程實(shí)體檢測
2.1 抽檢頻率
1)小橋抽查不少于總數(shù)的20%且每種類型抽查不少于1座。
2)特大橋、大橋逐座檢查;中橋抽查不少于總數(shù)的30%且每種橋型抽查不少于1座。
3)橋梁下部工程抽查不少于墩臺總數(shù)的20%且不少于5個,墩臺數(shù)量少于5個時全部檢測。每種結(jié)構(gòu)型式抽查不少于1個。
4)橋梁上部工程抽查不少于總孔數(shù)的20%且不少于5個,孔數(shù)少于5個時全部檢測。每種結(jié)構(gòu)型式抽查不少于1個。
2.2 抽檢項(xiàng)目
2.3 抽查要求
1)以上抽查項(xiàng)目均應(yīng)在合同段交工驗(yàn)收前完成檢測?⒐を(yàn)收前,應(yīng)對帶“*”的抽查項(xiàng)目進(jìn)行復(fù)測,復(fù)測結(jié)果和其它抽查項(xiàng)目在交工驗(yàn)收時的檢測結(jié)果,作為竣工驗(yàn)收質(zhì)量評定的依據(jù)。
2)未列出的檢查項(xiàng)目、竣工驗(yàn)收復(fù)測項(xiàng)目以及技術(shù)復(fù)雜的懸索橋、斜拉橋等工程,質(zhì)量監(jiān)督機(jī)構(gòu)均可根據(jù)工程實(shí)際情況增加檢測、復(fù)測項(xiàng)目。
3)未明確規(guī)定抽查項(xiàng)目的規(guī)定值或允許偏差的,按照《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行。
2.4 某橋?qū)嶓w檢測案例
2.4.1 工程概況
某特大橋主橋?yàn)椋?03+190+103)m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋,橋上部總寬12m,橋面行車道寬9m,每邊人行道及欄桿。主橋斷面為變截面單箱單室斷面,箱梁根部梁高12m,跨中梁高3.8m;一岸設(shè)4×30m連續(xù)T梁引橋,另一岸設(shè)2×(4×29m)連續(xù)T梁引橋。主橋橋墩為雙薄壁空心墩,鉆孔灌注樁群樁基礎(chǔ);引橋下部構(gòu)造為等截面和變截面實(shí)心墩,鉆孔樁基礎(chǔ)。兩岸為重力式橋臺。
2.4.3 實(shí)體檢測結(jié)果
2.4.4 實(shí)體檢測結(jié)果的分析及對策
混凝土強(qiáng)度必須滿足要求,當(dāng)不滿足要求時可采取以下措施:
1)回彈法:清除混凝土表面浮漿、構(gòu)件厚度、高強(qiáng)混凝土、齡期;
2)采用超聲回彈綜合法;
3)采用鉆心取樣法;
4)驗(yàn)算當(dāng)前強(qiáng)度下的結(jié)構(gòu)性能;
5)加固處治或廢棄。
鋼筋保護(hù)層厚度的合格率一般較低,需特別重視;
1)保護(hù)層厚度太薄會影響構(gòu)件耐久性,可采用增加聚合物砂漿、涂刷專業(yè)涂料等方式修補(bǔ);
2)太厚會影響構(gòu)件承載能力,可通過理論計(jì)算的方法來評估構(gòu)件的承載力;
板:±3mm;梁、柱、拱:±5mm;基礎(chǔ):±10mm
墩臺垂直度:0.3%H或20mm,要求較高。
1)測量方法有講究,可能會影響測量結(jié)果,特別是矮墩;
2)超過允許值后,一般只是通過合格率進(jìn)行扣分;
3)偏差較大(如大于50mm或更大)時,應(yīng)通過計(jì)算,分析其原因和影響,并采取相應(yīng)的處治措施。
幾何尺寸:
梁高:梁、板±5mm;箱梁:-5mm,0;
板厚:頂板、底板、腹板、梁肋+5mm,0;
如果普遍偏厚或偏薄,需分析對構(gòu)件的影響,并采取相應(yīng)處治措施;
伸縮縫與橋面高差:2mm
直接影響行車舒適性、耐久性;
如果高差超過允許值太多時,需調(diào)整;
3. 橋梁外觀檢查
3.1 基本要求
1)由該項(xiàng)目工程質(zhì)量鑒定的質(zhì)量監(jiān)督機(jī)構(gòu)或其委托的有資質(zhì)的檢測單位負(fù)責(zé)在交工驗(yàn)收前和竣工驗(yàn)收前對工程外觀進(jìn)行全面檢查。
2)工程外觀存在嚴(yán)重缺陷、安全隱患或已降低服務(wù)水平的建設(shè)項(xiàng)目不予驗(yàn)收,經(jīng)整修達(dá)到設(shè)計(jì)要求后方可組織驗(yàn)收。
3)項(xiàng)目交工驗(yàn)收前應(yīng)對橋梁、隧道、重點(diǎn)支擋工程、高邊坡等涉及安全運(yùn)營的重要工程部位進(jìn)行詳細(xì)檢查。
3.2 檢查內(nèi)容及扣分標(biāo)準(zhǔn).
3.3 外觀檢查缺陷案例
3.3.1 混凝土外觀缺陷
1)蜂窩; 2)麻面; 3)空洞; 4)離析;5)漏漿;
混凝土外觀缺陷分析與處治:
表面缺陷除影響美觀外,還影響結(jié)構(gòu)的耐久性,當(dāng)蜂窩較深、空洞較大時,可能會影響結(jié)構(gòu)的承載能力,必須及時進(jìn)行修補(bǔ);
大面積的蜂窩、空洞的修復(fù),需先全面清除不滿足要求的混凝土,對接合面進(jìn)行鑿毛和清潔,涂刷粘接劑,用聚合物砂漿或聚合物混凝土進(jìn)行修補(bǔ)。
宜采用專業(yè)修補(bǔ)材料、專業(yè)施工隊(duì)伍、專業(yè)設(shè)計(jì)。
即使這樣修復(fù),也不能完全達(dá)到原設(shè)計(jì)要求,因?yàn)樾扪a(bǔ)部分在恒載下無應(yīng)力。
3.3.2 鋼筋保護(hù)層厚度不足
1)鋼筋混凝土防撞護(hù)欄;2)T梁馬蹄、翼板底面;3)空心板底面、側(cè)面;
4)橋墩、蓋梁;
護(hù)欄鋼筋保護(hù)層厚度太薄
鋼筋位置及保護(hù)層厚度測定儀(手提式雷達(dá)探測儀):通過對高頻電磁波時域波形的采集、處理和分析,可確定混凝土內(nèi)空洞或鋼筋體的空間位置。
鋼筋保護(hù)層厚度不足分析與處治
鋼筋保護(hù)層厚度太薄,采用防銹蝕涂料或者聚合物砂漿修補(bǔ);
如果鋼筋已經(jīng)銹蝕,需要先鑿出表面混凝土,鋼筋除銹(必要時補(bǔ)充鋼筋),采用聚合物砂漿進(jìn)行修補(bǔ)。
3.3.3 混凝土非結(jié)構(gòu)性開裂
1)混凝土表面網(wǎng)裂;2)T梁腹板豎向開裂;3)T梁翼板底面橫向開裂;
4)空心板腹板豎向開裂;
混凝土非結(jié)構(gòu)性開裂
1)首先要判斷是非結(jié)構(gòu)性裂縫,即不影響結(jié)構(gòu)受力;
2)混凝土表面網(wǎng)裂可以不進(jìn)行處理,也可以表面簡單封閉;
3)T梁腹板豎向開裂、T梁翼板底面橫向開裂、空心板腹板豎向開裂,一般根據(jù)裂縫寬度采取表面封閉或注漿封閉(≥0.15mm)、個別裂縫也可以不做處理;
3.3.4 T梁缺陷
1)縱向開裂(馬蹄縱向、腹板縱向);
T 梁縱向開裂(馬蹄縱向、腹板縱向):
(1)此類裂縫一般是對應(yīng)于波紋管的位置及走向,原因多是由于波紋管對截面的削弱、混凝土澆筑質(zhì)量、縱向預(yù)應(yīng)力的橫向泊松比效應(yīng)等,在活載作用下不會發(fā)展,對受力的影響較小,但可能會影響耐久性;
(2)一般根據(jù)裂縫寬度采取表面封閉或注漿封閉(≥0.15mm)、個別裂縫也可以不做處理;
2)橫向開裂(馬蹄底面橫向、腹板和馬蹄豎向、翼板橫向);
注意跨中附近的結(jié)構(gòu)性裂縫。
T梁橫向開裂(馬蹄底面橫向、腹板和馬蹄豎向、翼板橫向):
(1)注意區(qū)分是否為結(jié)構(gòu)性裂縫,預(yù)應(yīng)力T梁跨中附近的馬蹄底面橫向裂縫、馬蹄底面與側(cè)面的U形裂縫多為抗彎強(qiáng)度不足或預(yù)應(yīng)力不足導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)性裂縫,翼板橫向裂縫一般不是結(jié)構(gòu)性裂縫。
(2)結(jié)構(gòu)性裂縫的處理需要:先專項(xiàng)論證(特殊檢查),專項(xiàng)設(shè)計(jì),采用加固措施,如體外預(yù)應(yīng)力、粘貼鋼板等,專項(xiàng)施工,專門驗(yàn)收;
(3)非結(jié)構(gòu)性裂縫一般采用封閉的方法。
3)腹板斜向開裂(注意梁端附近的結(jié)構(gòu)性裂縫)
T梁腹板斜向開裂(注意梁端附近的結(jié)構(gòu)性裂縫):
(1)T梁端部腹板斜向開裂,很可能是抗剪強(qiáng)度不足導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)性裂縫;
(2)處治措施:專項(xiàng)論證、專門設(shè)計(jì)、專項(xiàng)施工、專項(xiàng)驗(yàn)收;
(3)加固方法多采先封閉,再粘貼鋼板。
4)波紋管外露、灌漿不密實(shí);
T梁波紋管外露、灌漿不密實(shí);
(1)波紋管外露、灌漿不密實(shí)屬于較大的質(zhì)量缺陷,宜進(jìn)行專項(xiàng)檢測評估、專項(xiàng)設(shè)計(jì)、專項(xiàng)施工、專項(xiàng)驗(yàn)收;
(2)波紋管外露,采用聚合物砂漿或聚合物混凝土修補(bǔ),保證修補(bǔ)的質(zhì)量滿足要求;
(3)灌漿不密實(shí),需進(jìn)行灌漿,灌漿后的檢測難度較大。
5)T梁濕接縫缺陷
6)橫隔板缺陷
錯位、開裂、露筋、混凝土外觀缺陷
3.3.5 空心板缺陷
(1)底板橫向開裂(注意區(qū)分正常開裂和結(jié)構(gòu)性裂縫)
空心板底板橫向開裂(注意區(qū)分正常開裂和結(jié)構(gòu)性裂縫)
1)對于鋼筋混凝土空心板,在跨中底面出現(xiàn)一些橫向不貫通性、且寬度較。0.15mm以下)裂縫是正常的,可以不做處理,也可以簡單封閉;
2)但跨中底面出現(xiàn)橫向貫通、寬度較大、數(shù)量較多的裂縫時,為結(jié)構(gòu)性裂縫,需進(jìn)行專項(xiàng)論證后進(jìn)行相應(yīng)處理。
(2)縱向開裂(底面和側(cè)面)
空心板底板縱向開裂
1)該類裂縫一般與波紋管位置和走向基本一致,原因與T梁基本相同;
2)一般采用封閉措施,寬度較小、數(shù)量較少時也可不做處理。
3.3.6 支座缺陷
(1)開裂、變形;
支座開裂、變形
1)在交工檢測時發(fā)現(xiàn)支座開裂,說明支座質(zhì)量不好,最好更換。如果是個別現(xiàn)象,且不嚴(yán)重,也可暫不更換;更換過程中應(yīng)避免對梁的不利影響;
2)支座變形需區(qū)分是否為正常變形(因?yàn)橹ё跍囟茸饔孟聲a(chǎn)生正常的剪切變形),并評估對使用的影響程度,必要時需修復(fù)。
(2)脫空、偏壓;
由于此橋?yàn)殡p向縱坡2%,但設(shè)計(jì)時梁端未調(diào)平,導(dǎo)致全部支座均脫空嚴(yán)重、剪切變形嚴(yán)重。
支座脫空、偏壓
1)支座脫空需明確是局部脫空還是整體脫空,局部脫空一般采用墊薄鋼板等方法修復(fù);整體脫空對主梁的受力很不利,必須進(jìn)行修復(fù),一般需對主梁進(jìn)行頂升后,才能修復(fù)或更換;
2)支座偏壓會使橋墩產(chǎn)生水平推力,嚴(yán)重是可能導(dǎo)致橋墩偏移。一般需對梁進(jìn)行頂升、對梁底墊板進(jìn)行調(diào)平,才能徹底解決問題。
3.3.7 橋面系
(1)橫坡、縱坡不滿足設(shè)計(jì)要求、不順適;
(2)泄水管頂面高于鋪裝層、高于防水層
橋面橫坡、縱坡、泄水管不滿足要求
1)橫坡、縱坡不滿足要求導(dǎo)致橋面排水不暢,可適當(dāng)增加排水管來解決排水的問題;
2)泄水管高度問題也會直接影響橋面排水,需采取降低管口高度的措施,加以解決。
(3)伸縮縫缺陷
1)縫寬不滿足要求;
2)混凝土質(zhì)量差;
3.3.8 蓋梁缺陷
開裂、滲水、垃圾未清理;
蓋梁開裂、垃圾
1)蓋梁開裂需分析是否為結(jié)構(gòu)性裂縫,結(jié)構(gòu)性裂縫需進(jìn)行專項(xiàng)論證和相應(yīng)處理;
2)蓋梁上的垃圾應(yīng)及時進(jìn)行清理,否則可能會影響蓋梁和支座的耐久性。
4、橋梁荷載試驗(yàn)
4.1、試驗(yàn)依據(jù)
4.1.1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
《大跨徑混凝土橋梁的試驗(yàn)方法》(1982)--非正式標(biāo)準(zhǔn)
《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》(JTG/T J21-2011)--適用于舊橋,規(guī)定不細(xì)
相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范--用于控制值計(jì)算
4.2、試驗(yàn)橋梁、橋跨
4.2.1 《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG F80/1-2004)8.2.1條規(guī)定:
1)特大跨徑橋梁或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的橋梁,必要時應(yīng)進(jìn)行荷載試驗(yàn)。
4.2.2 各省對高速公路橋梁荷載試驗(yàn)橋梁和橋跨的規(guī)定不相同,且相差很大:
1)特大橋(特大跨徑橋)應(yīng)全部進(jìn)行荷載試驗(yàn),橋跨不一定全部;
2)大橋橋梁抽檢比例從30%—100%,橋跨抽檢比例從20%—50%;
3)中橋橋梁抽檢比例從30%—50%,橋跨抽檢比例從20%—50%。
4.2.3 《公路橋梁荷載試驗(yàn)規(guī)程》征求意見稿規(guī)定
1)新建橋梁交(竣)工驗(yàn)收時,抽檢比例以聯(lián)為劃分單元。
聯(lián)單孔最大跨徑大于100m(含100m)的橋梁,應(yīng)逐聯(lián)進(jìn)行驗(yàn)收荷載試驗(yàn)。
‚聯(lián)單孔最大跨徑大于50m(含50m)且小于100m的橋梁,抽檢橋孔不少于其橋孔總數(shù)的30%。
聯(lián)單孔最大跨徑小于50m的橋梁,抽檢橋孔不少于其橋孔總數(shù)的10%。
4.3、靜載試驗(yàn)
4.3.1 工程概況
某橋上部結(jié)構(gòu)為一聯(lián)4×20 m預(yù)應(yīng)力混凝土先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T梁,20 m跨連續(xù)T梁高1.47 m,橫橋向布置5片梁,梁間距2.40 m,主梁間設(shè)橫隔梁。設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn):公路-I級。
4.3.2 橫向分配系數(shù)
4.3.3 試驗(yàn)截面、檢測項(xiàng)目
1、1#~3#截面附近橋梁外觀檢查及試驗(yàn)過程相應(yīng)工況下的裂縫觀測;
2、1#~3#截面在相應(yīng)加載工況下的應(yīng)變測試,包括正彎矩滿載工況時控制截面1#梁沿高度方向的應(yīng)變;
3、1#、3#截面在相應(yīng)加載工況下的撓度測試。
4.3.4 試驗(yàn)荷載效率
所用試驗(yàn)荷載根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)活荷載產(chǎn)生的該試驗(yàn)工況內(nèi)力的最不利效應(yīng)值進(jìn)行等效換算而得,等效換算的原則為使所用的靜力試驗(yàn)荷載效率ηq應(yīng)滿足:
關(guān)于荷載效率:
對于T梁和空心板,靜載試驗(yàn)荷載效率應(yīng)分別計(jì)算橫向各塊板(梁),不宜對整個截面計(jì)算統(tǒng)一的荷載效率。因?yàn)樵谠擃悩蛄旱膶?shí)際時,計(jì)算和驗(yàn)算都是按每一塊板(梁)進(jìn)行的。
4.3.5 測點(diǎn)布置
沿梁高布置應(yīng)變測點(diǎn):
對于T梁是否需要沿梁高布置應(yīng)變測點(diǎn),這個問題有不同的做法。這樣做的目的主要是驗(yàn)證平截面假定,找出實(shí)際中性軸。
T梁可以不必沿梁高布置應(yīng)變測點(diǎn),因?yàn)槠浇孛婕俣ㄊ遣恍枰?yàn)證的,中性軸也是很明確的,另外由于應(yīng)變測試數(shù)據(jù)的精度不夠高,測試數(shù)據(jù)的分析可能比較困難。
4.3.5 加載車輛布置
4.3.6 撓度測試結(jié)果
撓度測試結(jié)果分析
1)對于荷載效率系數(shù)較小(小于0.80)的梁,不宜進(jìn)行撓度校驗(yàn)系數(shù)分析和統(tǒng)計(jì);
2)與計(jì)算結(jié)果符號相反的殘余變形,由于不符合參與變形的物理意義,建議不進(jìn)行殘余變形和相對殘余計(jì)算。
4.3.7 應(yīng)變測試結(jié)果
應(yīng)變測試結(jié)果分析
1)對于荷載效率系數(shù)較。ㄐ∮0.80)的梁,不宜進(jìn)行應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)分析和統(tǒng)計(jì);2)與計(jì)算結(jié)果符號相反的殘余應(yīng)變,由于不符合參與應(yīng)變的物理意義,建議不進(jìn)行殘余應(yīng)變和相對殘余計(jì)算。
4.3.8 靜載試驗(yàn)結(jié)論
1、在試驗(yàn)荷載作用下,各測試截面主要測點(diǎn)的實(shí)測撓度值均小于相應(yīng)的理論計(jì)算值,撓度校驗(yàn)系數(shù)為0.38~0.71,相對殘余變形小于20%,試驗(yàn)橋跨剛度滿足設(shè)計(jì)活載要求。
2、在試驗(yàn)荷載作用下,各測試截面主要測點(diǎn)的實(shí)測應(yīng)變值均小于相應(yīng)的理論計(jì)算值,應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)為0.37~0.78,相對殘余應(yīng)變20%,試驗(yàn)橋跨強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)活載要求。
3、測試截面附近梁體在試驗(yàn)過程中未見新增裂縫。
綜上所述,該橋試驗(yàn)橋跨滿足設(shè)計(jì)活載標(biāo)準(zhǔn)(公路-Ⅰ級)的正常使用要求。
靜載試驗(yàn)結(jié)果分析
1)應(yīng)變測試結(jié)果如果有少量測點(diǎn)的校驗(yàn)系數(shù)明顯偏大或明顯偏小,需仔細(xì)分析其原因,查看加載過程中混凝土是否開裂,是否有加載效率較小的測點(diǎn);
2)撓度測試的結(jié)果穩(wěn)定性更好,如果出現(xiàn)校驗(yàn)系數(shù)異常,需引起足夠重視,并查明原因。
3)相對殘余也應(yīng)進(jìn)行量化分析,不宜只評價“小于20%”;
4)試驗(yàn)過程中橋梁是否開裂,需認(rèn)真觀察,不能只是試驗(yàn)前和試驗(yàn)后觀察,加載最大時應(yīng)進(jìn)行觀察。
5)綜合結(jié)論中是評價“承載能力”還是“正常使用”?荷載試驗(yàn)結(jié)果是否一定保證滿足正常使用?因?yàn)樵谟?jì)算中并沒有考慮溫度的不利影響。
4.4、動載試驗(yàn)
4.4.1 工程概況
某橋主橋上部結(jié)構(gòu)為(106+2×200+106) m四跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)箱梁,橋面全寬12.00 m。設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn):公路-I級。
4.4.2 試驗(yàn)內(nèi)容及控制截面
測試內(nèi)容包括脈動試驗(yàn)、跑車試驗(yàn)、跳車試驗(yàn)、剎車試驗(yàn)。根據(jù)何在試驗(yàn)前橋梁外觀檢查結(jié)果綜合分析,確定本次動載試驗(yàn)選擇右幅橋主跨l/4截面 及l(fā)/2截面為控制截面。
動載試驗(yàn)內(nèi)容
1)跳車試驗(yàn)是否有必要進(jìn)行?跳車試驗(yàn)?zāi)康氖羌て饦蛄旱恼駝,用于測試自振頻率,現(xiàn)在的拾振器靈敏度足夠高,不需要跳車激振,跳車下的沖擊系數(shù)是不能用于評價的,跳車對車輛和橋梁局部均不利。
2)剎車試驗(yàn)是否有必要進(jìn)行?剎車試驗(yàn)測試的動力響應(yīng)也難以進(jìn)行定量評價,一般是以跑車試驗(yàn)的動力響應(yīng)進(jìn)行評價。,因此剎車試驗(yàn)也可不做。
跑車試驗(yàn)的車輛數(shù)量、車速
1)跑車試驗(yàn)的車輛數(shù)量,在保證安全的前提下,宜采用與車道數(shù)相同的車輛數(shù)量,以提高荷載效率,減小沖擊系數(shù)。
2)跑車試驗(yàn)的車速,最車速宜采用設(shè)計(jì)時速,因?yàn)闆_擊系數(shù)一般與車速有關(guān),如果車速太小,就不能得到最大的沖擊系數(shù)。
4.4.3 計(jì)算模態(tài)
4.4.4 結(jié)構(gòu)動力特性分析
動力特性分析
1)各階頻率需明確其對應(yīng)的振型,如主梁豎向(面內(nèi))彎曲振動,主梁橫向(面外)彎曲振動、主梁扭轉(zhuǎn)等。
2)阻尼比目前還沒有明確的判斷標(biāo)準(zhǔn)。
4.4.5 動力響應(yīng)分析
4.4.6 動力系數(shù)分析
動力系數(shù)分析
1)“動力系數(shù)”、“動力放大系數(shù)”、“沖擊系數(shù)”三種叫法,但如果要與規(guī)范值進(jìn)行比較,宜采用“沖擊系數(shù)”。
2)實(shí)測“沖擊系數(shù)”是否需要乘以荷載效率,在“試驗(yàn)方法”中規(guī)定需乘以荷載效率,有些學(xué)者認(rèn)為不應(yīng)乘荷載效率,我個人認(rèn)為,兩種觀點(diǎn)均有缺陷,但目前還沒有更好的辦法。實(shí)踐表明,不乘荷載效率在很多情況下會超過規(guī)范值。
4.4.7 動載試驗(yàn)結(jié)論
1、橋梁實(shí)測前4階自振頻率分別為0.732 Hz、0.977 Hz、1.514 Hz、1.880 Hz,前四階豎向固有頻率與理論頻率比值介于1.07--1.24之間;表明橋跨結(jié)構(gòu)實(shí)際整體剛度大于理論剛度;前四階豎向模態(tài)阻尼比介于0.0090--0.0310之間,屬于小阻尼振動,處于正常范圍。
2、中跨跨中截面動力系數(shù)介于1.040--1.089之間,平均值為1.062;中跨l/4截面動力系數(shù)介于1.029--1.064之間,平均值為1.043;各工況動力系數(shù)最大實(shí)測值為1.089,動力系數(shù)較小,說明橋跨結(jié)構(gòu)沖擊效應(yīng)較小。
3、剎車工況實(shí)測動應(yīng)變值及動撓度幅值均較小,剎車后振動持續(xù)時間較短。
綜上所述,該橋試驗(yàn)橋跨結(jié)構(gòu)動力特性及動力響應(yīng)正常。
動載試驗(yàn)結(jié)論
1)阻尼比的評價缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。
2)沖擊系數(shù)不宜采用平均值,宜與設(shè)計(jì)規(guī)范值進(jìn)行比較。
3)動力效應(yīng)(應(yīng)變、變形、加速度等)的評價,缺乏標(biāo)準(zhǔn),其他規(guī)范中有用加速度進(jìn)行舒適性評價的標(biāo)準(zhǔn);
4)綜合結(jié)論可用“動力特性和動力響應(yīng)正常”進(jìn)行評價。
5 交工檢測不合格案例
5.1 某二級公路
某二級公路橋梁交工驗(yàn)收質(zhì)量檢測中發(fā)現(xiàn)橋梁工程存在較多施工質(zhì)量缺陷,導(dǎo)致該項(xiàng)目建成2年多沒能通過交工驗(yàn)收,施工單位一直在進(jìn)行處治,缺陷整治費(fèi)用高,相關(guān)參加單位存在安全風(fēng)險。
橋梁工程主要質(zhì)量缺陷問題如下:
(1)少數(shù)預(yù)應(yīng)力混凝土T梁或空心板存在豎向或斜向裂縫。
(2)少數(shù)橋梁存在負(fù)彎矩鋼筋未張拉或未布束現(xiàn)象。
(3) 少數(shù)橋墩未按原設(shè)計(jì)設(shè)置墊石、支座,與原設(shè)計(jì)不符。
(5)部分橋梁部分支座存在輕微脫空以及剪切變形或偏壓破壞現(xiàn)象。
(6)部分T梁局部位置空洞露筋、波紋管外露。
(7)部分混凝土表面存在漏漿、麻面或蜂窩以及表面破損,離析現(xiàn)象;局部位置存在空洞、露筋現(xiàn)象;部分橫隔板現(xiàn)澆部分現(xiàn)澆混凝土質(zhì)量較差,空洞露筋。
(8)少數(shù)墩柱沖刷嚴(yán)重,樁頭外露。
5.2 預(yù)應(yīng)力混凝土T梁
某高速公路上一座大橋,上部結(jié)構(gòu)為4×30m+5×30m+4×30m連續(xù)箱梁,外觀檢查發(fā)現(xiàn)部分箱梁梁存在縱向裂縫,裂縫位置與梁底波紋管位置基本重合,距離梁體邊緣在0.23m~0.35m之間,裂縫寬度在0.04~0.20mm之間。抽檢的梁混凝土強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。
在進(jìn)行交工檢測靜載試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),部分梁的應(yīng)變測試數(shù)據(jù)異常,部分測點(diǎn)校驗(yàn)系數(shù)超過2.0,部分測點(diǎn)校驗(yàn)系數(shù)小于0.2。報告中稱“試驗(yàn)過程中未發(fā)現(xiàn)箱梁開裂”,靜載試驗(yàn)的撓度測試結(jié)果正常,動載試驗(yàn)測試結(jié)果正常。荷載試驗(yàn)綜合結(jié)論是不合格。
經(jīng)過另外檢測單位的再次進(jìn)行荷載試驗(yàn),仍然存在該問題。
幾家檢測單位對該問題的原因都沒能分析清楚。導(dǎo)致交工驗(yàn)收陷入困難。
經(jīng)過試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)應(yīng)變測試數(shù)據(jù)異常的原因是,梁底在試驗(yàn)過程中出現(xiàn)混凝土開裂,導(dǎo)致跨縫的應(yīng)變測點(diǎn)測試數(shù)據(jù)明顯偏大,裂縫附近的應(yīng)變測點(diǎn)明顯偏小。
由于該橋是預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁,在靜載試驗(yàn)中,梁底混凝土不應(yīng)該出現(xiàn)開裂。出現(xiàn)開裂的原因主要是預(yù)應(yīng)力沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求。需要采用體外預(yù)應(yīng)力的方法進(jìn)行加固。該橋經(jīng)過加固處治,通過了交工驗(yàn)收。
5.3 連續(xù)剛構(gòu)橋梁
某高速公路特大橋,上部結(jié)構(gòu)為98+180+98m三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu),橋梁分左右幅,單幅橋?qū)?2.5m。
質(zhì)監(jiān)機(jī)構(gòu)交工檢查發(fā)現(xiàn)中跨第16號節(jié)段5根波紋管外露,經(jīng)破壞性檢查,有2根波紋管注漿不飽滿,外側(cè)1根波紋管內(nèi)有3束鋼絞線松弛(1#),約有4.7米波紋管注漿不飽滿;內(nèi)側(cè)1根波紋管內(nèi)有5束鋼絞線松弛(2#),約有5.5米波紋管注漿不飽滿,鋼絞線表面局部銹蝕。
(1)經(jīng)某知名檢測單位檢查,結(jié)果如下:
1)發(fā)現(xiàn)該兩座特大橋施工中存在不同程度的質(zhì)量缺陷,主要表現(xiàn)為梁段連接較差、混凝土破損、露筋、局部底板混凝土存在空洞、波紋管外露、混凝土開裂等。
2)部分梁段的混凝土強(qiáng)度不滿足設(shè)計(jì)要求。箱梁頂板、底板、腹板裂縫較多,最寬0.5mm,超過規(guī)范限值。
3)專項(xiàng)檢測和結(jié)構(gòu)驗(yàn)算表明,“專項(xiàng)檢測結(jié)果表明,該橋施工質(zhì)量存在局部的質(zhì)量缺陷,建議進(jìn)行相應(yīng)的處治。”
4)荷載試驗(yàn)結(jié)論:
靜載試驗(yàn)結(jié)論:橋跨結(jié)構(gòu)能滿足設(shè)計(jì)的汽車-超20級、掛車-120的荷載等級使用要求。
動載試驗(yàn)結(jié)論:橋跨結(jié)構(gòu)具有較好的動力性能。
5)評估結(jié)論:
該橋橋跨結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)應(yīng)力結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。
6)建議
鑒于橋梁結(jié)構(gòu)承載能力滿足設(shè)計(jì)荷載等級的要求,并具有較好的動力特性,但仍存在局部的混凝土表觀缺陷等質(zhì)量問題,故應(yīng)對橋梁的病害進(jìn)行整治及修補(bǔ)。
(2)我中心應(yīng)質(zhì)監(jiān)機(jī)構(gòu)邀請進(jìn)行全面檢測和評估,結(jié)果如下:
1)外觀檢查結(jié)論
大橋左右幅受檢區(qū)(加固時已粘貼了碳纖維布和鋼板的區(qū)域無法檢查)頂板底面、底板底面存在較多縱向裂縫,裂縫總數(shù)為87條,總長132.7m,15%左右的裂縫寬度超限。抽檢的4處中跨跨中縱向預(yù)應(yīng)力波紋管均壓漿不飽滿,但預(yù)應(yīng)力筋未見松動;炷岭x析、麻面處較多,部分節(jié)段混凝土存在空洞,抽檢的1處豎向預(yù)應(yīng)力波紋管壓漿不飽滿。
2)橋面線形測量結(jié)論
兩次檢測期間,左右幅中跨的普遍下?lián),跨中最大,左幅?2.6mm。右幅為87.8mm。若考慮扣除測量時的溫差影響、二期恒載影響(右幅橋10cm瀝青鋪裝)和按規(guī)范計(jì)算的收縮徐變的影響,則實(shí)際的結(jié)構(gòu)性下沉量為左幅3.9cm,右幅4.2cm。
3)混凝土強(qiáng)度測試結(jié)論
超聲回彈綜合法檢測混凝土強(qiáng)度,得出測試的左幅橋25個梁段中,最高強(qiáng)度為57.4 MPa,最低強(qiáng)度41.0MPa。其中9個梁段的強(qiáng)度在50.0 MPa以下。經(jīng)過鉆芯取樣,檢測結(jié)果基本一致。
4)預(yù)應(yīng)力損失推算結(jié)果
根據(jù)兩次測得的主梁下?lián)狭窟M(jìn)行反推分析(扣除按規(guī)范計(jì)算的正常收縮徐變引起的下?lián)希,則K46+448.9特大橋左幅預(yù)應(yīng)力損失約為7.8%,右幅約為8.3%。
現(xiàn)場應(yīng)力釋放法的檢測結(jié)果表明本橋的實(shí)際預(yù)應(yīng)力損失可能比預(yù)計(jì)的7.8%和8.3%更大。
5)極限承載能力計(jì)算結(jié)果:
混凝土取C40和C46時,計(jì)算結(jié)果表明,考慮普通鋼筋作用時,在現(xiàn)狀下,上部結(jié)構(gòu)主梁部分截面承載能力極限狀態(tài)不滿足規(guī)范要求。抗力/內(nèi)力最小值分別為0.84、0.93。
6)正常使用極限狀態(tài)計(jì)算結(jié)果:
主梁混凝土為40號,縱向預(yù)應(yīng)力按發(fā)生7.8%的損失取用時,左幅橋主梁在正常使用極限狀態(tài)組合Ⅰ作用下部分主梁截面正應(yīng)力不滿足規(guī)范要求(部分截面下緣壓應(yīng)力超過允許值)。
7)荷載試驗(yàn)結(jié)果
靜動載試驗(yàn)結(jié)果表明,該橋的受力性能正常。
8)綜合結(jié)論
大橋存在較多缺陷。在9個月的時間內(nèi),左、右幅橋主跨跨中結(jié)構(gòu)性下?lián)戏謩e為3.9cm和4.2cm,反映出主梁預(yù)應(yīng)力有比較明顯的下降。雖然荷載試驗(yàn)結(jié)果表明目前在設(shè)計(jì)活載作用下橋梁的受力性能正常,但計(jì)算結(jié)果表明大橋部分梁段的極限承載能力不滿足設(shè)計(jì)要求,部分工況下其正常使用極限狀態(tài)不滿足設(shè)計(jì)要求。
現(xiàn)狀下,大橋左右幅在設(shè)計(jì)汽車荷載單車道居中行駛時,主梁截面極限承載能力計(jì)算結(jié)果滿足規(guī)范要求,正常使用極限狀態(tài)下的截面應(yīng)力滿足規(guī)范要求。
9)建議
1、短期內(nèi)可以設(shè)計(jì)荷載單車道開放交通,車輛居中行駛,嚴(yán)格限載、限速。
2、盡快完成對橋梁的維修和加固,使其滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。
3、加強(qiáng)實(shí)時監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)立即采取相應(yīng)措施。
4、加強(qiáng)橋梁的長期監(jiān)測、定期檢查和養(yǎng)護(hù)。
10)處治
1、先采用粘貼鋼板等加固,運(yùn)行中繼續(xù)出現(xiàn)問題。
2、建立長期監(jiān)測系統(tǒng),進(jìn)行狀態(tài)檢測。
6. 結(jié)語
橋梁交工質(zhì)量鑒定的總體要求:結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定,混凝土強(qiáng)度、樁基檢測、預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的張拉應(yīng)力、橋梁承載力等均符合設(shè)計(jì)要求
--實(shí)體檢測:混凝土強(qiáng)度、鋼筋保護(hù)層
--外觀檢查:混凝土開裂、波紋管空洞
--靜載試驗(yàn):結(jié)構(gòu)計(jì)算、數(shù)據(jù)分析
--動載試驗(yàn):車輛數(shù)量及速度、沖擊系數(shù)