针对桥梁承载能力检测和技术状况评定在桥梁维修加固与保证安全运营方面具有的重要作用,在明确基本要求的基础上,对检测和评定的目的与方法进行深入分析,旨在为实际的检测工作提供参考借鉴。
关键词:桥梁承载能力;承载能力检测;技术状况评定
0.引言
桥梁是公路连接的重要纽带,在公铁路运输过程中有重要作用与意义,然而,桥梁作为承重结构物,且直接受到自然环境的影响,容易出现不同类型和程度的病害及缺损,如果没有及时发现和处理,将有可能引发安全事故,造成无法挽回的伤亡与损失。而做好这项工作的基础是加强检测和技术评定,确定桥梁所处实际状态,并提供准确的数据资料。
1.基本要求
1.1检测与评定范围
(1)设计技术状况为四类和五类的既有桥梁;(2)需要对荷载等级进行提高的桥梁;(3)有大中型车辆通行的桥梁;(4)曾受过重大灾害与发生或意外事故的桥梁。
1.2检测与评定内容
(1)对桥梁的缺损情况进行检查和技术评定;(2)对桥梁的材质情况和实际状态的各项参数进行检测与技术评定;(3)对桥梁结构承载力进行验算和技术评定;(4)在必要的情况下,开展荷载试验,根据试验结果进行技术评定;(5)编制桥梁检测与技术评定结果报告。
2.桥梁缺损情况的检查与技术评定
参照现行规范及标准进行。主要检查并记录所有结构及其构件的缺损种类、分布范围与严重程度,同时推测未来发展情况,确定可能帶来的破坏与影响,为技术状况的综合评定提供参考依据。桥面系、桥梁上部结构和下部结构的评定等级均为五级,与之相对应的缺损情况技术评定标度值为1-5。
3.桥梁材质情况和状态参数的检测与技术评定
3.1几何形态
几何形态参数包括墩台顶部竖向变位与水平变位以及桥跨线形等,检测结果能确定结构受永久荷载后产生的变化,并推测基础变位。从超静定结构角度讲,应以检测结果为依据,通过模拟计算来确定结构内力情况及变位情况。
3.2恒载变异情况
(1)对桥梁整体结构所处状态进行测量,如全长、跨径、宽度及净空。(2)对各类构件的截面进行测量,如长度与细部尺寸。(3)对桥面系总重进行测量,包括铺装层的厚度与自重、防护栏杆自重等。(4)对其它类型的荷载进行现场调查,如沿桥面设置的管道。
3.3材质强度
桥梁结构主要采用混凝土,其强度的检测,需要以现行技术规范为依据,采取合适的方法,常用方法有三种,分别为超声回弹、取芯法与回弹法。以检测结果为根据,对平均强度对应的匀质系数进行计算,再通过查表即可得出标度。
3.4钢筋锈蚀
桥梁建设会大量用到钢筋,为对其锈蚀情况进行准确检测,需在测区内布置电位,各测区布置的测点总数应达到20个以上。处在混凝土结构内部的钢筋,其锈蚀检测主要使用半电池电位法,根据测区内各测点锈蚀电位情况,确定相应的评定标度。
3.5氯离子含量
对锈蚀电位的评定结果为3-5的结构构件,需要布置氯离子含量测区,各构件的氯离子含量测区总数应达到3个以上。具体的检测方法为:通过钻取各深度范围内样品,采用化学分析的方法实施检测确定。在得到检测结果后,判断是否会产生锈蚀。同时根据氯离子含量的最大值,确定相应的评定标度。
3.6电阻率
对锈蚀电位的评定结果为3-5的结构构件,需要布置电阻率测区,各构件的电阻率测区总数应达到30个以上。检测方法为电极法,根据电阻率实测值最小结果确定相应的评定标度。在测量的过程中需要注意,待测结构及其构件应处在自然状态。
3.7碳化情况
对锈蚀电位的评定结果为3-5的结构构件,需要布置碳化情况测区,各构件的碳化情况测区总数应达到3个以上,且不少于强度测区总量30%。根据碳化深度与保护层厚度实测值之比确定相应的评定标度。
3.8保护层厚度
检测时优先考虑无损检测方法,如果检测结果有异议,则可通过局部破损加以校准。实际上,保护层厚度的检测主要包含两方面内容,即保护层厚度与测区内钢筋实际分布。检测方法一般为电磁检测。得到检测结果后,和设计要求比对,按规范确定评定标度值。
3.9自振频率
在上部结构和下部结构振型对应的峰点与谷点布置测点,进行多个点位和方向上的测量。先以设计资料为依据,对自振频率的理论值进行计算,再通过现场测定,得出主要部件的实际自振频率,最后通过对比确定相应的评定标度值。
3.10基础、地基
基础检测主要包括以下内容:沉降情况、倾斜情况、变位情况、转角情况等。地基检验需要满足下列要求:(1)结合结构重要程度和现有勘察资料,进行适当的补勘与原位测试,以此明确土层的实际分布情况,和土体物理力学状况,所设孔位需要尽量邻近基础。(2)针对由于加固自重有所增加的桥梁,需要取原状土开展必要试验,确定物理力学参数和性质。
3.11检算要点
在进行检算时,应充分考虑以下要点,保证检算结果的准确性:(1)对桥梁的板跨或梁跨中的正弯矩及支点周围最不利的剪力进行检验和计算。(2)若桥梁为变截面形式的连续梁桥,则不仅要满足上述各项要求,还应对牛腿位置上的剪力效应进行检验和计算。(3)对没有设置横隔板的桥梁,需要对其横向上的弯曲应力及畸变应力进行检验计算。
4.桥梁承载力技术评定
对于一般桥梁,需要从结构的强度、刚度、抗裂性及稳定性人手,对桥梁承载能力进行评定,确定永久荷载条件下的极限承载力与正常使用情况下的极限承载力。在对极限状态下的结构抗力效应进行计算时,需要以结构检测成果为依据,引入恶化系数、检算系数与折减系数,具体可表示为:
表示折减系数。具体的抗力效应数值主要根据现行规范计算,此外根据规程要求,对于通行量较大的桥梁,荷载效应需要在考虑实际荷载的基础上,采用修正系数实施修正计算。
如果检算系数的标度超过3,则应桥梁结构正常使用极限状态评定计算。如果作用及抗力效应之比处于1.0-1.2的范围,则需要以荷载试验结果对承载力进行技术评定。当荷载试验可以达到要求时,则宜取较大值。然而,如果荷及抗力效应之比在1.05以内,则要对桥梁承载力进行判断,确认是否能达到要求。
通过长时间压实处理的地基,当其上部承台和基础没有明显变位时,可增大一定承载力容许值,其提高系数取1.25。通过长时间压实处理的桥头段填土,其内摩擦角可以土质状况为依据进行适当的放大,但不能超过50°,否则将对其稳定性造成不利影响。在检测试验以及后续的设计工作中应予以充分注意。
5.结束语
综上所述,在进行检测与技术评定工作时,必须重视并做好资料收集、整理与检测。通常情况下,以检测结果和设计资料为依据,采用验算和分析的方法,评定桥梁实际承载力。如果通过检测发现桥梁承载力无法满足要求,则应立即进行维修加固设计,避免发生意外和事故,确保桥梁始终保持稳定和安全。