桥梁特殊检测方案.docx

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桥梁特殊检测方案

xxx特殊检测方案

1工程概述

xxx（照片1.1）桥梁全长130m，共8跨（每2跨为一联，共分为4联），桥跨组合为：

8×16m。

上部结构为T梁，每跨设置11片T梁；下部结构为三柱式桥墩（见图1.1～1.2），钻孔灌注桩基础。

照片1.1：

xxx现场运营示意图

图1.1：

xxx立面图

图1.2：

xxx横截面示意图

由于该桥建造的年代较久，图纸缺失。

目前大桥需要进行改造，在桥面加铺12cm厚的沥青混合料，护栏改为大理石护栏。

受业主委托，xxx公司（下称“我公司”）拟对xxx进行特殊检测。

2检测依据

（1）《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/TJ21-2011）；

（2）《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG/TH21-2011）；

（3）《公路桥涵养护规范》（JTGH11-2004）；

（4）《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004及JTJ02-89

（5）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）；

（6）《回弹法评定混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T23-2001）；

（7）《混凝土强度检验评定标准》（GBT50107-2010）；

（8）《工程测量规范》（GB50026-2007）；

3检测目的

通过对桥梁全面详细检测，结合桥梁结构技术状况对桥梁结构现状进行综合评价并提出处治措施，为管养部门在今后在桥梁维护、交通管制等方面提供科学确切依据。

4特殊检测内容

4.1桥梁缺陷状况检测

桥梁缺损状况检查评定，主要依据《公路桥涵养护规范》和《公路桥梁技术状况评定标准》，对全桥的整体外观进行大排查。

重点检查记录结构或构件缺陷的类型、范围、分布特征和严重程度，并推断其发展变化趋势及其可能造成的不利影响，进而评定其技术状况等级并最终确定缺损状况评定标度值。

本次桥梁外观质量检查以人工目测观察结合仪器观测进行，仪器观测以简单的工具和仪器设备为主，如裂缝测宽仪、钢卷尺、游标卡尺、手工锤等，详细记录病害的位置、大小、范围和程度，分析判断病害性质、产生的原因及危害。

裂缝长度使用钢尺进行测量，裂缝宽度使用裂缝测宽仪进行测量，裂缝深度使用超声法进行测量。

桥梁外观质量检查（包括裂缝检测）主要是对结构物及其附属设施的外露构件或部位表面进行全面的近距离检查，主要检测桥梁的表观病害。

检查分上部结构、下部结构、支座、桥面系及附属设施等五部分进行，具体桥梁检查内容如下：

表4.1：

上部结构具体检查内容

序号

检查项目

具体检查内容

1

表观病害调查

Ø梁底是否破损、开裂；

Ø梁底端是否破损、开裂；

Ø每跨1/4、1/2、3/4处主要部位是否缺损开裂；

Ø桥面板砼有无开裂、压碎、局部破损；

Ø桥梁各构件砼有无开裂、压碎、局部破损；

Ø分析判断病害产生的原因及危害。

2

裂缝检测

Ø桥梁主要检查1/4、3/4和跨中截面是否有开裂；

Ø记录裂缝位置、形态、走向、间距；

Ø测量典型裂缝长度和裂缝宽度；

Ø分析判断裂缝性质、原因、稳定性及危害。

表4.2：

下部结构具体检查内容

序号

检查项目

具体检查内容

1

表面病害调查

Ø墩台砌块有无裂缝、压碎、局部掉块，砌缝有无脱离和脱落、渗水，表面有无苔藓、草木滋生；

Ø墩台砌块有无砌块断裂、松动、缺失通缝错开、变形；

Ø记录病害位置、大小、范围及程度；

Ø分析判断病害产生的原因及危害。

2

墩身位移检查

Ø检查墩身是否有倾斜、滑移现象；

Ø分析判断病害原因、稳定性及危害。

重点检查：

基础是否发生不均匀沉降和倾斜、滑移检查。

表4.3：

桥面系及附属设施具体检查内容

序号

项目

检查内容

1

桥面铺装

Ø是否有剥落、开裂、鼓包、松散、车辙等现象；

Ø桥面纵、横坡是否平顺，桥头是否平顺，有无跳车；

Ø尤其注意病害是否与上部结构的病害相关联。

2

人行步道

Ø人行步道板是否有破损、缺失等现象；

Ø是否受到足够的支撑固定，对行人安全是否有隐患。

3

栏杆

Ø混凝土栏杆是否有开裂剥落、露筋锈蚀等现象；

Ø金属栏杆是否锈蚀、开焊；

Ø是否有变形、断裂、松动错位、丢失残缺现象。

4

排水设施

Ø桥面排水是否畅通，有无积水现象；

Ø泄水管是否完整，有无丢失、残缺、堵塞等现象。

5

防护设施

Ø防撞墩是否破损、开裂；

Ø防护网有无变形、松动、错位、残缺。

6

护坡、挡墙

Ø护坡有无下沉、开裂、破损、滑移；

Ø台后挡墙是否倾斜、变形；

Ø挡墙有无蜂窝、麻面、孔洞、破损、腐蚀、露筋、锈蚀、保护层剥落等病害。

7

桥头搭板

Ø是否下沉、坑槽；

Ø桥头是否平顺，有无跳车现象。

4.2桥梁材质状况与状态参数检测

鉴于该桥运营多年，材料风化、碳化、物理与化学损伤（如混凝土剥落、疏松、掉棱、缺角、桩基与墩柱由于冲蚀引起的剥落缩径等）引起的结构或有效截面损失，以及由于钢筋腐蚀剥落造成的钢筋有效面积损失，对结构构件截面抗力会产生较大影响。

结合《公路桥梁承载能力检测评定规程》的规定，以基于概率理论的极限状态设计方法为基础，采用引入分项检算系数修正极限状态设计表达式的方法，对本桥桥梁承载能力进行评定。

本次桥梁材质状况与状态参数检测内容包括：

桥梁几何形态参数检测、混凝土强度检测、钢筋锈蚀电位检测、碳化状况检测、钢筋保护层厚度检测等5个方面。

4.2.1桥梁几何形态参数检测

桥梁几何形态的变化在一定程度上能放映结构内力的变化情况，如桥跨结构的小挠、墩台沉降等。

对于超静定结构而言，结构几何形态的变化造成结构的次内力对结构的影响往往不可忽略，通过结构几何形态的观测，可反演出结构的内力变化情况，并为结构分析结构形态变化的原因提供可靠依据。

4.2.2混凝土强度检测

混凝土强度测试对象为上部结构主梁和下部结构墩台，使用回弹法进行检测，具体测试方法见表4.4中所述。

表4.4：

混凝土强度检测方法

测量原理

回弹法是采用回弹仪的弹簧驱动重锤，通过弹击杆弹击混凝土表面，并以重锤被反弹回来的距离（称回弹值，指反弹距离与弹簧初始长度之比）作为强度相关指标来推算混凝土强度。

表面处理

测试面应清洁、平整、干燥，不应有接缝、饰面层、浮浆和油垢，并避开蜂窝、麻面部位，必要时可用砂轮片清除杂物和磨平不平整处，并擦净残留粉尘。

测区布置

每构件跨中附近侧面或底面上均匀布置10个测区，见图1所示。

每测区满足下列要求：

测区布置在构件混凝土浇筑方向的侧面；测区均匀分布，相邻两测区的间距不宜大于2m；测区避开钢筋密集区和预埋件；测区尺寸为200mm×200mm；

图1回弹测区布置示意图

回弹值的测量

按《回弹法评定混凝土抗压强度技术规程》的要求，对构件上每一测区各弹击16点，每一测点的回弹值测读精确至1.0。

测点在测区范围内宜均匀分布，但不得布置在气孔或外露石子上。

相邻两测点间距一般不小于30mm；测点距构件边缘或外露钢筋、铁件的距离不小于50mm，且同一测点只允许弹击一次。

用回弹仪测试时，使仪器处于水平状态，测试混凝土浇灌方向的侧面。

如不能满足这一要求，也可非水平状态测试，或测试混凝土浇灌方向的顶面或底面，则应对测得的回弹值先进行角度修正。

回弹值的计算

计算测区平均回弹值时，从该测区16个回弹值中，剔除3个最大值和最小值，然后将余下的10个回弹值按下列公式计算：

式中：

Rm--测区平均回弹值，计算至0.1；Ri--第i个测点的回弹值。

混凝土强度的推定

根据《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T23-2001）中指定的全国统一测强曲线，考虑非水平方向以及不同角度检测面的修正值，使用专用软件进行混凝土强度推定值计算。

混凝土强度推定值与设计混凝土强度进行比较分析，判断混凝土强度是否满足设计要求。

混凝土强度的评定

按下式计算推定强度均质系数

和平均强度均质系数

，并按表下面评定标准对强度状态进行评定。

推定强度均质系数和平均强度均质系数分别采用下式计算：

式中：

——承重构件或主要受力部位混凝土的实测强度推定值；

——承重构件混凝土极限抗压强度设计值；

——承重构件或主要受力部位混凝土的实测平均换算强度值。

承重构件实测强度状况评定标准

强度状态

评定标度值

≥0.95

≥1.00

良好

1

0.95>

≥0.90

≥0.95

较好

2

0.90>

≥0.80

≥0.90

较差

3

085>

≥0.70

≥0.85

差的

4

＜0.70

＜0.85

危险

5

4.2.3钢筋锈蚀电位检测

混凝土中钢筋锈蚀不仅影响结构耐久性，而且影响结构的安全性。

钢筋锈蚀电位直观反映了混凝土中钢筋锈蚀的活动性。

通过测试钢筋/混凝土与参考电极之间的电位差，可判断钢筋发生锈蚀的概率。

混凝土中钢筋锈蚀电位检测宜采用半电池电位法。

采用电位等值线图表示被测结构及构件中钢筋的锈蚀性状，掌握目前结构内部钢筋锈蚀程度。

在混凝土桥梁主要构件或主要受力部位，布设测区检测钢筋锈蚀电位，每一个测区的测点数不宜少于20个。

采用半电池电位值评价钢筋锈蚀性状时，根据下表进行判断。

表4.5：

半电池电位值评价钢筋锈蚀性状的判据

电位水平（mV）

钢筋锈蚀性状

评定标度

≥-200

无锈蚀活动性或锈蚀活动性不确定

1

（-200～-300）

有锈蚀活动性，但锈蚀状态不确定，可能锈蚀

2

（-300～-400）

有锈蚀活动性，发生锈蚀概率大于90%

3

（-400～-500）

有锈蚀活动性，严重锈蚀可能性极大

4

＜-500

构件存在锈蚀开裂区域

5

4.2.4碳化状况检测

混凝土碳化深度测试对象为上部结构主梁和下部结构墩台，使用1%酚酞酒精溶液试剂和深度测量仪进行检测，具体测试方法见表4.6中所述。

表4.6：

混凝土碳化深度检测方法

测量原理

酚酞是一种弱有机酸，在pH＜8.2的溶液里为无色的内酯式结构，当pH＞8.2时为红色的醌式结构。

混凝土碳化后pH会降低，遇酚酞后不会变色，混凝土未碳化时处于碱性环境，遇到酚酞酒精溶液时会变成紫红色，这样就可区分出碳化和未碳化混凝土交界面，即可使用深度测量工具测出混凝土碳化深度。

测区布置

测量碳化深度时，每构件选取3个回弹测区进行测试，每测区呈品字型布置3个测点。

图1碳化测区布置示意图

碳化深度的测量和计算

现场测试时，在测点处形成直径约15mm的孔洞，其深度应大于混凝土的碳化深度，然后除净孔洞中的粉末和碎屑后，立即用浓度为1％的酚酞酒精溶液滴在孔洞内壁的边缘处，再用测量工具测量已经碳化和未碳化混凝土界面到混凝土表面的垂直距离多次，精度为0.1mm，取其平均值，即为实测混凝土的碳化深度。

碳化深度的评定

混凝土碳化深度对钢筋锈蚀的影响评定，取构件的碳化深度平均值与该构件保护层厚度平均值之比，并考虑其离散情况，参考下述标准进行评定。

混凝土碳化深度对钢筋锈蚀影响的评定标准

砼碳化影响程度

轻微

不确定

有影响

大

很大

碳化深度/保护层厚度

＜1*

＜1

＝1

＞1

＞1**

备注

1）*构件全部实测比值均小于1

2）**构件全部实测比值均大于1

4.3桥梁承载能力评定

在用桥梁承载能力评定包括持久状况下承载能力极限状态和正常使用极限状态。

承载能力极限状态针对结构的截面强度和稳定性，正常使用极限状态主要针对结构的刚度和抗裂性。

依据《公路桥梁承载能力检测评定规程》的指导精神，通过对桥梁缺损状况检查、材质状况与状态参数检测和结构检算。

结构检算主要依据现行规范，根据桥梁检测与检测结果，采用引入分项检算系数修正极限状态设计表达式的方法进行。

分算系数主要包括：

放映桥梁总体技术状况的检算系数Z1或Z2；承载能力恶化系数

、截面折减系数

、和

的方法进行修正计算。

配筋混凝土桥梁承载能力极限状态，应根据桥梁检测结构按下式进行计算评定。

--结构的重要性系数；

--荷载效应函数；

--抗力效应函数；

--材料强度设计值；

--构件混凝土几何参数值；

--构件钢筋几何参数值；

--承载能力检算系数；

--承载能力恶化系数；

--配筋混凝土结构的截面折减系数；

--钢筋的截面折减系数。

4.4静载试验

4.4.1静载试验目的

通过静力荷载试验，测定桥梁结构在静力试验荷载作用下控制截面的挠度与应变，并通过对试验观测数据和试验现象的综合分析，检验结构控制截面的挠度值和应变值等主要试验测试指标能否符合设计及有关规范、规定的要求，从而掌握桥梁结构在试验荷载作用下的工作性能，对桥梁结构承载能力状况与使用条件进行评价。

4.4.2测试内容及量测方法

测试内容：

根据xxx结构类型及特点，在各级试验荷载作用下对桥梁控制截面进行如下测试：

（1）边跨最大正弯矩截面的应力和挠度；

（2）墩顶最大负弯矩截面的应力；

（3）裂缝观测

量测方法：

（1）挠度测试：

采用TrimbleDINI12精密水准仪进行数据采集。

（2）应变测试：

采用BGK-4000基康钢弦传感器和BGK-408钢弦频率仪进行测试和数据采集。

（3）裂缝观测：

裂缝测宽仪进行观测。

4.4.3试验加载布置

根据《公路桥梁承载能力检测评定规程》第8.1.2条规定，静力试验荷载效率：

其中：

--静力试验荷载作用下，某一加载试验项目对应的加载控制截面内力、应力或变位的最大计算效应值；

--检算荷载产生的同一加载控制截面内力、应力或变位的最不利效应计算值；

--按规范取用的冲击系数值；

--静力试验荷载效率。

静力荷载试验效率范围为：

。

根据桥梁施工竣工图文件，采用桥梁分析计算软件，控制截面的设计最大弯矩。

考虑现场组织标准车队困难，采用弯矩等效原则，则计算出在该试验荷载作用下控制截面产生的试验弯矩，并获得试验荷载效率符合规范要求。

4.4.4试验程序

静载试验的加载试验的程序为：

（1）将加载汽车过地磅称重后，排列于引桥上。

（2）正式加载前，三辆加载车辆并排缓慢地来回二次对全桥进行预压，然后非工作人员退场，待一切工作安排就绪，各试验量测仪表读数调零，进行第一次空载读数，同时记录试验的气温。

（3）正式实施试验加载，每个试验载位采用偏置进行加载。

试验加载汽车按试验方案分级加载。

每个载位满载后，记录该时刻的气温。

每级汽车荷载驶入指定的区域就位后，稳定15分钟记录加载后开始试验观测第一次读数，间隔10分钟再记录加载的第二次读数，两次读数差均小于前次读数增量的10％时，认为结构变形已趋稳定。

此时所记录的数据为试验实测数据。

（4）该桥试验的载位满载完成后进行一次卸载，稳定20分钟后观测应变数据，待应变数据稳定后，量测挠度。

测量完成后，记录该时刻的气温。

4.4.5试验终止条件

试验加载安全是桥梁试验的重要基本要求，在试验过程中为了防止试验荷载对桥梁造成损伤，发生下列情况应中途终止加载：

（1）控制测点应力值已达到或超过理论计算的控制应力值时；

（2）控制测点变位（或挠度）超过规范允许值时；

（3）由于加载，使结构裂缝的长度，缝宽急剧增加，新裂缝大量出现，缝宽超过允许值的裂缝大量增多，对结构使用寿命造成较大的影响时。

4.5动载试验

4.5.1动载试验目的

桥梁结构的动力特性，如固有频率、阻尼系数和振型等，只与结构本身的固有性质有关，是结构振动系统的基本特征；另一方面，桥梁结构在实际动荷载作用下，结构各部位的动力响应，如振幅、动应力、动位移、加速度以及反映结构整体动力作用的冲击系数等，不仅反映了桥梁结构在动荷载作用下的受力状态，也反映了动力作用对驾驶员和乘客舒适性的影响。

结构在运营期间一旦有较大的损伤（如梁体开裂、基础状态恶化等），结构的动力参数（如频率、阻尼等）将会出现较大的变化。

4.5.2测试内容及量测方法

动载试验拟通过脉动试验、行车试验、跳车试验和制动试验测定桥梁作为一个整体结构在动力荷载作用下的受迫振动特性和结构的自振特性，以评价大桥的最大动力响应，分析结构有无较大缺陷。

动载试验是采用一台重量约为150kN的汽车，按如下4种工况进行动载试验：

（1）在桥面上，汽车分别以20km/h、30km/h、40km/h和60km/h的行驶速度进行跑车使桥梁产生受迫振动，量测桥梁的振动频率和振幅、冲击系数。

（2）在桥面上，汽车分别以20km/h、30km/h和40km/h的行驶速度进行跑车，在试验桥跨跨中紧急刹车使桥梁产生受迫振动，量测桥梁的振动频率和振幅、冲击系数。

（3）试验桥跨的跨中位置，汽车从约15cm高的垫木上后轮自由下落对桥梁进行的激励振动，量测桥梁的固有振动频率和阻尼。

（4）在桥梁无车辆通行时，桥梁受环境自然激励，量测桥梁的固有振动频率。

5检测费用

6检测时间安排

xxx公司

二○一二年六月一日