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一、橋梁概況
大橋全長2172m，橋面設(shè)2.957%的雙向縱坡，豎曲線頂點(diǎn)位于主橋中心，豎曲線半徑為16000m，橋梁中心樁號為K14+745.986。
主橋上部為90m+3×165m+90m五跨變截面P.C.連續(xù)箱梁橋，由上、下行分離的兩個(gè)單箱單室箱形斷面組成，箱梁根部梁高8.8m，跨中梁高3.0m，從1號塊至跨中按二次拋物線變化，采用三向預(yù)應(yīng)力體系；主墩及主引橋過渡墩均采用矩形薄壁截面，主墩基礎(chǔ)采用18φ2.5m的鉆孔灌注樁，過渡墩基礎(chǔ)半幅橋采用4φ2.5m的鉆孔灌注樁。
圖1－1主橋概貌
本橋于1997年10月開工建設(shè)，2001年3月建成通車，至今已通車6年多。在此期間進(jìn)行定期測量，主要內(nèi)容為橋面的撓度變化值。從2001年6月至今已測量了14次（測量報(bào)告的主要結(jié)論為：主要結(jié)構(gòu)的高程值在變化（下?lián)希?。其中絕大多數(shù)點(diǎn)的下?lián)现稻谠O(shè)計(jì)頂期值以內(nèi)，但北汊主橋次邊孔跨中下?lián)现颠_(dá)到99.9mm），設(shè)計(jì)預(yù)留“頂拱度”值為100mm，幾乎用完設(shè)計(jì)預(yù)留值。
二、檢測目的
通過對主橋宏觀工作狀況及細(xì)部健康狀況的檢測，主要可以達(dá)到以下目的：
(1) 通過對該橋表觀病害的檢測，了解橋梁結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)，為橋梁結(jié)構(gòu)評估提供第一手資料。
(2) 通過對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)進(jìn)行鋼筋銹蝕電位、氯離子含量、裂縫長度和寬度測量、構(gòu)件強(qiáng)度、混凝土碳化深度等專項(xiàng)檢測可以為結(jié)構(gòu)物的強(qiáng)度、剛度和耐久性評估提供數(shù)據(jù)支撐。
(3) 通過對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面檢測，建立健全橋梁“指紋”檔案，為今后本橋的養(yǎng)護(hù)管理提供量化依據(jù)。
三、檢測內(nèi)容
針對該橋目前的實(shí)際情況，結(jié)合業(yè)主的要求，主要就下述幾個(gè)方面對該橋進(jìn)行了全面檢測，最后根據(jù)檢測結(jié)果對橋梁結(jié)構(gòu)的運(yùn)營狀況進(jìn)行綜合評估，并提出針對性的養(yǎng)護(hù)維修意見和建議。
(1) 橋梁結(jié)構(gòu)表觀病害檢查；
(2) 橋梁幾何形態(tài)參數(shù)測定；
(3) 橋梁結(jié)構(gòu)恒載變異狀況調(diào)查；
(4) 橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材質(zhì)強(qiáng)度檢測與評述；
(5)混凝土中鋼筋銹蝕電位的檢測；
(6) 混凝土中氯離子含量的測定；
(7) 混凝土碳化狀況的檢測；
(8) 混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋分布狀況的調(diào)查；
(9) 橋梁裂縫的檢測；
(10) 支座伸縮縫的檢查。
四、檢測結(jié)果
五、檢測結(jié)論
1、主要病害
通過對主橋詳細(xì)檢測，對全橋結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀評價(jià)如下：
(1) 橋梁上部主要承重構(gòu)件存在局部的風(fēng)化、麻面、空洞、缺陷、滲水、露筋、裂縫等病害且個(gè)別裂縫寬超限，對結(jié)構(gòu)的耐久性已造成一定的程度的影響。
箱梁底板底部存在縱向裂縫，主要分布在L/4跨附近，最大裂縫寬度為0.3mm，沿縱橋向最長達(dá)12m，個(gè)別裂縫伴有滲水和水漬鈣化現(xiàn)象；箱梁腹板在L/4至主墩墩定范圍存在水平裂縫和斜裂縫，斜裂縫走向?yàn)橹c(diǎn)側(cè)偏高，跨中側(cè)方向偏低，其中最大裂縫長度2.1m，最大裂縫寬度0.2mm；底板底部存在大量修補(bǔ)痕跡，部分修補(bǔ)區(qū)域存在空鼓、空洞、混凝土劣化、混凝土內(nèi)夾有雜物(麻絮等)、混凝土表面存在大量銹斑、鋼筋外露和銹蝕等病害；箱梁合攏段頂板存在大量縱向裂縫，多數(shù)裂縫沿合攏段縱向貫通，部分裂縫存在滲水痕跡，并伴有水漬鈣化現(xiàn)象，裂縫最長為300cm，裂縫最寬0.5mm；多數(shù)預(yù)應(yīng)力齒板錨固面在預(yù)應(yīng)力鋼束錨固端和腹板之間的部位均存在豎向(部分裂縫呈斜向下方向)裂縫，裂縫最長為130cm，裂縫最寬為0.3mm。部分齒板頂面和腹板相接處存在裂縫，裂縫最長為280cm，裂縫最寬為0.3mm。少數(shù)齒板在側(cè)面中部存在裂縫，裂縫最長為130，裂縫最寬為0.25mm。
(2) 墩臺基礎(chǔ)基本完好；支座基本完好；
(3) 橋面鋪裝未發(fā)現(xiàn)明顯病害；護(hù)欄多處因內(nèi)部鋼筋銹蝕，導(dǎo)致表層混凝土脹裂、脫落；伸縮縫存在局部輕微銹蝕，伸縮縫內(nèi)積有未能夠及時(shí)清理的垃圾和雜物；部分泄水管失去應(yīng)有的功能。
(4) 混凝土無損檢測顯示：箱梁內(nèi)部的實(shí)測混凝土強(qiáng)度基本能滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求；構(gòu)件內(nèi)部鋼筋有可能存在局部銹蝕；混凝土碳化對鋼筋銹蝕影響輕微；構(gòu)件現(xiàn)存保護(hù)層厚度對結(jié)構(gòu)鋼筋耐久性有影響，構(gòu)件局部鋼筋易失去堿性保護(hù)，發(fā)生銹蝕；橋梁構(gòu)件尺寸與原設(shè)計(jì)值比較變化微??；
(5)從理論計(jì)算分析可以看出，本橋在成橋階段按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行作用效應(yīng)組合，主橋上部結(jié)構(gòu)各截面正應(yīng)力及主拉應(yīng)力(考慮全部豎向預(yù)應(yīng)力作用)均能滿足規(guī)范要求。
綜上所述，根據(jù)本次檢測的各項(xiàng)檢測結(jié)果，通過對橋梁各部件技術(shù)狀況的綜合評定，認(rèn)為本橋總體情況較好，基本可以滿足現(xiàn)行交通的要求。全橋技術(shù)狀況評分為78.8，確定該橋的技術(shù)狀況等級為二類。
2、病害成因分析
根據(jù)對該橋的檢測結(jié)果，結(jié)合對該橋的計(jì)算分析，認(rèn)為導(dǎo)致該橋出現(xiàn)上述病害主要因素有下述幾個(gè)方面：
(1) 該橋于1997年10月開工，并于2001年3月建成通車，受當(dāng)時(shí)國內(nèi)橋梁建設(shè)水平的限制，橋梁結(jié)構(gòu)存在空洞、露筋、混凝土劣化、蜂窩麻面、梁段接縫錯臺等先天不足的病害。該類病害的存在和發(fā)展直接影響了橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命，隨著病害的發(fā)展，尤其是混凝土劣化速度和鋼筋銹蝕速度的加劇，橋梁結(jié)構(gòu)安全在一定程度上受到不利影響。
(2) 箱梁外部靠近中央分隔帶一側(cè)的底板邊緣部位混凝土劣化及鋼筋銹蝕病害較為嚴(yán)重，現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)中央分隔帶位置的污水直接沖蝕箱梁腹板，并在箱梁底板部位形成大量的匯水區(qū)域，導(dǎo)致梁體長期受到污水的侵蝕，另由于橋位處有一個(gè)大型的化工廠，污水內(nèi)的侵蝕性物質(zhì)含量高，進(jìn)一步加劇了該部位混凝土的劣化和鋼筋的銹蝕。
(3) 檢測中發(fā)現(xiàn)的部分腹板斜裂縫，其走向與正常受力裂縫相反，該類裂縫總體數(shù)量較少，分布在腹板下彎束位置。經(jīng)分析判斷，該類裂縫主要是由于腹板束預(yù)應(yīng)力管道安裝時(shí)，波紋管表層混凝土過薄所導(dǎo)致的順筋裂縫。該類裂縫由于數(shù)量較少，且目前相對穩(wěn)定，故對結(jié)構(gòu)安全影響輕微，但對橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性存在不利影響。
(4) 箱梁結(jié)構(gòu)外表面檢測時(shí)發(fā)現(xiàn)箱梁在L/4底板存在縱向裂縫，裂縫數(shù)量相對較少，主要集中在底板束的平彎位置附近。經(jīng)分析判斷，該類裂縫主要是由于混凝土在底板束的豎向和水平徑向力作用下，波紋管的表層混凝土過薄或防崩鋼筋布置位置不當(dāng)所致。該類裂縫由于數(shù)量較少，且目前相對穩(wěn)定，故對結(jié)構(gòu)安全影響輕微，但對橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性存在不利影響。
(5) 檢測中發(fā)現(xiàn)箱內(nèi)腹板存在較多的斜裂縫，裂縫走向?yàn)橹c(diǎn)側(cè)偏低，跨中側(cè)偏高，其中六合側(cè)的腹板開裂更為嚴(yán)重。通過調(diào)查了解到，在該橋豎向預(yù)應(yīng)力施工過程中，大部分的豎向預(yù)應(yīng)力張拉均未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，部分豎向預(yù)應(yīng)力根本未張拉，六合側(cè)的豎向預(yù)應(yīng)力張拉效果相比更差。結(jié)合計(jì)算分析結(jié)果，在豎向預(yù)應(yīng)力張拉不到位的情況下，主梁腹板的主拉應(yīng)力將無法滿足規(guī)范要求。因此，分析判斷認(rèn)為該類裂縫主要是由于主拉應(yīng)力超限所導(dǎo)致的受力裂縫，對結(jié)構(gòu)安全存在不利影響，同時(shí)，隨著裂縫的繼續(xù)發(fā)展，橋梁結(jié)構(gòu)的整體剛度損失越來越大，勢必加大橋跨主梁的下?lián)馅厔荨?
(6) 箱梁合攏段頂板的縱向裂縫數(shù)量較多，且多數(shù)貫通整個(gè)合攏段。分析判斷認(rèn)為該類裂縫主要是由于合攏段混凝土與懸臂澆注的最后一個(gè)梁段混凝土的齡期差異較大，合攏段的混凝土橫向收縮變形受到周邊混凝土的約束所致，該類裂縫對結(jié)構(gòu)的整體受力和安全沒有影響，但對結(jié)構(gòu)的耐久性有一定影響。
(7) 箱梁內(nèi)部預(yù)應(yīng)力齒板正面在錨固點(diǎn)和腹板之間存在豎向火邪向裂縫，齒板頂面在齒板與腹板交界處存在水平縱向裂縫。分析認(rèn)為，該類裂縫主要是由于預(yù)應(yīng)力噸位大，局部集中受力較大所致，屬受力裂縫。此類裂縫對結(jié)構(gòu)安全存在一定的不利影響。
六、養(yǎng)護(hù)維修建議
根據(jù)各種病害對橋梁結(jié)構(gòu)的影響程度的不同，并結(jié)合該橋的實(shí)際管養(yǎng)計(jì)劃，建議對該橋的養(yǎng)護(hù)維修分為緊急維修和近期維修兩部分來安排相關(guān)的養(yǎng)護(hù)維修計(jì)劃和時(shí)間：
1、緊急維修
(1) 為了防止箱梁中央分隔帶側(cè)底板邊緣病害的繼續(xù)加速惡化，在2008年雨季來臨前應(yīng)首先對橋梁中央分隔帶的防水進(jìn)行處理，避免梁體繼續(xù)受到污水的直接沖蝕，同時(shí)對梁底現(xiàn)有缺陷進(jìn)行修補(bǔ)，并對缺陷修補(bǔ)區(qū)域重新進(jìn)行防腐處理。此處建議在中央分隔帶設(shè)置防水板并在箱梁翼緣板底面端部設(shè)置截流槽，以從根源上截?cái)辔鬯?；同時(shí)，為了防止外露鋼筋除銹、混凝土缺陷修補(bǔ)后，修補(bǔ)區(qū)域周邊鋼筋發(fā)生電子反向遷移，進(jìn)而導(dǎo)致周邊鋼筋的進(jìn)一步銹蝕，應(yīng)在修補(bǔ)區(qū)域周邊2~3m范圍內(nèi)涂刷滲透性阻銹劑，以確保維修效果。
(2) 由于目前橋梁結(jié)構(gòu)次邊跨已經(jīng)發(fā)生了不同程度的下?lián)希瑸榱搜泳彉蛄旱南聯(lián)馅厔?，建議對箱梁腹板寬度超過0.15mm的裂縫進(jìn)行灌漿，并對寬度小于0.15mm的裂縫進(jìn)行封閉，以提高橋梁結(jié)構(gòu)的整體剛度。否則，結(jié)構(gòu)裂縫在移動荷載的反復(fù)作用下，裂縫寬度及長度會有所增加，結(jié)構(gòu)剛度降低，最終產(chǎn)生過大的不可逆轉(zhuǎn)的主梁下?lián)稀?
(3) 為了確保橋梁結(jié)構(gòu)的正常使用及安全運(yùn)營，建議在最近兩年內(nèi)優(yōu)先完成對橋梁結(jié)構(gòu)齒板裂縫的維修及預(yù)應(yīng)力封錨不嚴(yán)(或錨頭外露)等主要受力部位病害的整治。
2、近期維修
考慮到該橋已經(jīng)運(yùn)營7年多的時(shí)間，馬上將進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)中修，下述養(yǎng)護(hù)維修方案可配合橋梁中修計(jì)劃統(tǒng)一規(guī)劃實(shí)施。
(1) 為了保證橋梁結(jié)構(gòu)使用功能和使用壽命，建議對橋梁表觀缺陷進(jìn)行修補(bǔ)，并對橋梁結(jié)構(gòu)的既有裂縫進(jìn)行處理。
(2) 為了盡量減輕原結(jié)構(gòu)恒載，間接地提高橋梁結(jié)構(gòu)承受移動荷載的能力，建議對箱內(nèi)垃圾及表面的松散浮漿進(jìn)行清理。
(3)鑒于本橋上部結(jié)構(gòu)混凝土保護(hù)層厚度較設(shè)計(jì)值偏小，結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋存在局部銹蝕的可能，且目前橋梁結(jié)構(gòu)外表面的防腐涂層已經(jīng)使用多年，防腐性能已經(jīng)有所降低，故為了提高本橋結(jié)構(gòu)的耐久性，建議對全橋進(jìn)行鋼筋阻銹保護(hù)及外表面防腐涂裝。
(4) 建議對全橋伸縮縫、防撞護(hù)欄等附屬構(gòu)造物進(jìn)行整治，恢復(fù)其應(yīng)具備的使用功能。