1、工程概況
1.1 橋梁概況
兩座橋梁均為位于無錫市新吳區(qū)的雙孔箱型框架橋，橋長均為19.20m，跨徑組合均為2×9.30m。2號橋橋面總寬為16.80m，橋面橫向布置為2.40m(人行道)+12m(機動車道)+2.40m(人行道)，欄桿采用鋼筋混凝土欄桿;二號橋橋面總寬為26.20m，橋面橫向布置為2.20m(人行道)+11.75m(機動車道)+2.60m(人行道)+9.65m(機動車道)，欄桿采用鋼筋混凝土及鋼欄桿。兩座橋橋面鋪裝均為混凝土橋面板，設(shè)計荷載均不詳，均建成于2003年。
1.2 技術(shù)標準
由于該兩座橋設(shè)計圖紙已無法找到，根據(jù)委托方的要求，結(jié)合橋梁建造年代，推算設(shè)計荷載為汽-20。
2、檢測目的、范圍和內(nèi)容
為了了解該兩座橋梁的承載能力，并為后續(xù)施工提供技術(shù)依據(jù)，業(yè)主特委托我司對該兩橋進行檢測并對橋梁承載能力進行檢算。
根據(jù)委托鑒定要求，具體檢測內(nèi)容如下：
1、對相關(guān)資料進行收集調(diào)查;
2、橋梁現(xiàn)狀調(diào)查;
3、橋梁結(jié)構(gòu)示意圖繪制;
4、橋面線形測量;
5、橋梁結(jié)構(gòu)病害及缺陷檢查;
6、混凝土碳化檢測;
7、混凝土強度檢測;
8、鋼筋保護層厚度檢測;
9、鋼筋配置情況檢測;
10、鋼筋銹蝕程度檢測;
11、橋梁技術(shù)狀況評定;
12、橋梁承載能力檢算;
13、橋梁病害統(tǒng)計及分析;
14、結(jié)論及建議。
3、檢測方法
3.1 橋梁外觀檢查
橋梁外觀檢查是對結(jié)構(gòu)及其附屬設(shè)施的各構(gòu)件或部位進行全面系統(tǒng)的檢查，記錄所有表觀病害及缺損的部位、范圍和程度等詳細資料，進行橋梁技術(shù)狀況評定。
3.2 橋梁專項檢測
根據(jù)檢查內(nèi)容，須進行專項檢查的項目可歸納為：結(jié)構(gòu)幾何形態(tài)、混凝土強度與碳化狀況、鋼筋保護層厚度及鋼筋配置情況、鋼筋銹蝕狀況檢查。
3.2.1結(jié)構(gòu)幾何形態(tài)檢查方法
(1) 橋梁長度、寬度測量
采用皮尺測量橋梁總長、行車道寬度。
(2) 橋梁上下部結(jié)構(gòu)測量
采用皮尺、紅外線測距儀對橋梁上下部結(jié)構(gòu)的尺寸進行測量。
(3) 橋面線形測量
采用水準儀對橋面線形進行測量。
3.2.2混凝土強度檢測
(1)檢測方法
采用回彈法檢測結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土強度，主要檢測儀器為回彈儀。
(2)測區(qū)及測點布置
采用回彈法檢測混凝土強度時要求混凝土檢測面應清潔、平整，不應有疏松層、浮漿、油垢、涂層以及蜂窩、麻面。
測區(qū)布置要求滿足相應檢測規(guī)范要求，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的測區(qū)應標有清晰的編號。測點宜在測區(qū)范圍內(nèi)均勻分布，相鄰兩測點的凈距不宜小于 20mm;測點距外露鋼筋、預埋件的距離不宜小于 30mm，測點不應在氣孔或外露石子上，同一測點只應彈擊一次，每一測區(qū)應記取 16 個回彈值，每一測點的回彈值讀數(shù)估讀至1。
3.2.3混凝土碳化深度檢測
(1)檢測方法
使用酸堿指示劑噴在混凝土的新鮮破損面，根據(jù)指示劑顏色的變化，測量混凝土的碳化深度，量測值準確至0.5毫米。
(2)檢測范圍
檢測范圍為主要承重構(gòu)件或承重構(gòu)件的主要受力部位，或根據(jù)一般檢查結(jié)果有跡象表明鋼筋可能存在銹蝕的部位。
(3)測區(qū)及測點布置
要求測區(qū)數(shù)不應小于3個，測區(qū)應均勻布置。每一測區(qū)應布置三個測點，三個測點應呈“品”字排列。
3.2.4鋼筋保護層厚度
除了原材料質(zhì)量因素以外，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的鋼筋保護層偏差直接影響到鋼筋混凝土構(gòu)件的力學性能及耐久性，關(guān)系到構(gòu)筑物的使用安全及使用壽命。保護層太薄鋼筋容易過早生銹，從而破壞構(gòu)件整體性能。如果保護層過厚，則構(gòu)件表面容易出現(xiàn)較大的收縮裂縫和溫度裂縫，自重也相應增加，構(gòu)件的有效截面減小，承載力也隨之下降。
鋼筋保護層厚度檢測采用混凝土鋼筋檢測儀測量主要構(gòu)件的鋼筋保護層厚度。
3.2.5鋼筋配置情況檢測
采用鋼筋探測儀對主要混凝土構(gòu)件的配筋數(shù)量進行調(diào)查，個別構(gòu)件鑿開混凝土保護層，采用游標卡尺量測鋼筋直徑。
3.2.6鋼筋銹蝕程度檢測
利用混凝土中鋼筋銹蝕的電化學反應引起的電位變化來測定鋼筋銹蝕狀態(tài)。
檢測范圍：測區(qū)選擇在主要受力構(gòu)件的控制截面。在選定的測區(qū)上布置測試網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)格間距為20cm×20cm，網(wǎng)格的節(jié)點為測點，矩陣為5×7。
3.2.6橋梁技術(shù)狀況評定
根據(jù)《公路橋梁技術(shù)狀況評定標準》(JTG/T H21-2011)中第3.1條橋梁技術(shù)狀況評定方法：公路橋梁技術(shù)狀況評定包括橋梁構(gòu)件、部件、橋面系、上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)和全橋評定。公路橋梁技術(shù)狀況評定應采用分層綜合評定與5類橋梁單項控制指標相結(jié)合的方法，先對橋梁各構(gòu)件進行評定，然后對橋梁各部件進行評定，再對橋面系、上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)分別進行評定，最后進行橋梁總體技術(shù)狀況的評定。
3.2.7結(jié)構(gòu)承載能力評定
《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》(JTG/T21-2011)1.0.4條規(guī)定：“在用橋梁應按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)兩類極限狀態(tài)進行承載能力檢測評定。”
《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》(JTG/T21-2011)7.1.6條規(guī)定：“當橋梁結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的承載能力檢算系數(shù)評定標度D≥3時，應進行正常使用極限狀態(tài)評定計算。”即對在用橋梁，當結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的承載能力檢算系數(shù)評定標度為1或2時，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的總體技術(shù)狀況較好，可不進行正常使用極限狀態(tài)評定計算。
《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》(JTG/T21-2011)7.1.3條規(guī)定：“配筋混凝土橋梁在計算橋梁結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)的抗力效應時，應根據(jù)橋梁試驗檢測結(jié)果，采用引入承載能力檢算系數(shù)Z1或Z2、承載能力惡化系數(shù)。”
4、現(xiàn)場勘測情況
根據(jù)委托方要求，我公司于2018年3月28日~4月5日派技術(shù)人員對該兩座橋進行了現(xiàn)場查勘、檢測，情況如下：
4.1 現(xiàn)場查勘及檢測橋跨
經(jīng)現(xiàn)場查勘，目前兩座受檢橋梁均處于正常通行狀態(tài)，后期主要通行各種工地車輛。根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)特點及委托方要求，在進行初步查勘后確定本次檢測橋跨為兩座橋梁全部橋跨。
4.2 橋梁結(jié)構(gòu)示意圖測繪
現(xiàn)場對兩座受檢橋梁的結(jié)構(gòu)示意圖進行繪制。
4.2橋面線形測量
采用水準儀對受檢橋梁車行道橋面鋪裝(含兩端接坡各4.4m)進行縱向相對標高測量，根據(jù)橋面相對標高測量結(jié)果繪制橋面縱向線形，見圖5.3.2和圖5.3.3所示，由圖可知錫興路橋面整體線形順暢，南側(cè)接坡處略有沉降，新洲路橋整體線形順暢，無明顯突變點。
4.2外觀檢查
4.2.1一號橋外觀檢查情況
1)橋面系
經(jīng)現(xiàn)場查勘，該橋未設(shè)置伸縮縫、泄水孔及路燈，未見橋梁銘牌及限載標志，橋面鋪裝層局部存在露骨，南側(cè)橋頭接坡處存在高低差，少量緣石掉角，多處欄桿銹脹嚴重。
2)下部結(jié)構(gòu)
經(jīng)現(xiàn)場查勘，該橋南北兩側(cè)墻體、中隔墻在腹板位置均存在明顯豎向裂縫，局部裂縫寬度超過《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB 50010-2010)中關(guān)于裂縫寬度的限值。
4.1.2二號橋外觀檢查情況
1)橋面系
經(jīng)現(xiàn)場查勘，該橋未設(shè)置伸縮縫、泄水孔及路燈，未見橋梁銘牌及限載標志，橋面鋪裝層局部開裂，局部接坡后管線蓋板移位、破損明顯，局部欄桿混凝土剝落。
2)上部結(jié)構(gòu)
經(jīng)現(xiàn)場查勘，該橋頂板無橫向裂縫，東、西兩孔頂板近中隔墻處局部均存在滲水及白色結(jié)晶物析出現(xiàn)象，且連通于中隔墻體。
3)下部結(jié)構(gòu)
經(jīng)現(xiàn)場查勘，該橋南北兩側(cè)墻體未發(fā)現(xiàn)明顯裂縫，但中隔墻西側(cè)面在腹板位置均存在1條豎向裂縫，中隔板兩側(cè)均存在兩處滲水及白色結(jié)晶物析出現(xiàn)象。
4.2混凝土強度及碳化深度檢測
本次調(diào)查中進行混凝土回彈測試與碳化深度檢查。其中強度檢測利用回彈儀進行構(gòu)件混凝土抗壓強度檢測，同時進行碳化深度測量，為混凝土強度的測定提供修正。根據(jù)測試的回彈值、混凝土碳化深度和相關(guān)規(guī)范計算主要構(gòu)件混凝土表面的抗壓強度。檢測結(jié)果顯示，兩座受檢橋梁混凝土強度均滿足C40要求。
4.2.3鋼筋保護層檢測
現(xiàn)場使用鋼筋位置測定儀對兩座受檢橋梁側(cè)墻、中隔墻及頂板鋼筋保護層厚度進行檢測。
4.2.3鋼筋配置情況檢測
現(xiàn)場采用鋼筋探測儀對主要混凝土構(gòu)件的配筋情況進行調(diào)查，個別構(gòu)件鑿開混凝土保護層，采用0-200mm游標卡尺量測鋼筋直徑。
4.2.4鋼筋銹蝕檢測
現(xiàn)場采用鋼筋銹蝕儀對兩座橋梁的鋼筋銹蝕電位進行測量。
4.2.4自振頻率檢測
兩座受檢橋梁均為箱式框架橋，整體性較好，自振頻率評定標度均取1。
5、橋梁總體技術(shù)狀況評定
根據(jù)《公路橋梁技術(shù)狀況評定標準》(JTG/T H21-2011)中4.1.4規(guī)定，對橋梁總體的技術(shù)狀況評分。
5、橋梁結(jié)構(gòu)承載能力驗算
標度D≥3時，在用橋梁應按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)兩類極限狀態(tài)進行承載能力檢測評定。
由于受檢兩座橋梁均為箱型框架橋，故可忽略軸力和剪力的影響，僅考慮彎矩作用。本次只針對橋梁承載極限狀態(tài)下的正截面抗彎強度進行驗算。
5.1 驗算構(gòu)件選取
每座橋沿橋梁橫向各選取1m進行驗算，采用有限元軟件Midas/Civil 2012版分別建立兩座橋沿橫向1m的有限元模型。
5.1 驗算荷載、材料和截面
5.1.1 荷載參數(shù)
1)材料自重按規(guī)范取值;
2)汽車荷載：根據(jù)委托方的要求，結(jié)合橋梁建造年代，本次按汽-20進行檢算;
3)人群荷載：本次取3kN/m2;
5.1.2 材料
混凝土強度按C40取值，鋼筋按HRB355級計算;
5.1.3 驗算截面
取中隔墻上側(cè)頂板及近各孔跨中最大正彎矩處，鋼筋配置及混凝土保護層厚度按實測確定。
5.2 分項檢算系數(shù)取值
根據(jù)外觀檢查、材料及鋼筋檢測、自振特性，并依據(jù)《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》(JTG/T21-2011)對承載能力檢算系數(shù)、承載能力惡化系數(shù)、混凝土結(jié)構(gòu)截面折減系數(shù)及鋼筋的截面折減系數(shù)進行取值。
6、橋梁病害統(tǒng)計及分析
6.1一號橋病害統(tǒng)計
1)橋面系：經(jīng)現(xiàn)場查勘，該橋未設(shè)置橋梁銘牌及限載標志，橋面鋪裝層局部存在露骨，南側(cè)橋頭接坡處存在高低差，少量緣石掉角，多處欄桿銹脹嚴重。
2)上部結(jié)構(gòu)：經(jīng)現(xiàn)場查勘，該橋頂板無橫向裂縫，南、北兩孔頂板均存在通長縱向裂縫，連通兩側(cè)墻體，北孔頂板底側(cè)個別部位存在混凝土麻面現(xiàn)象。
3)下部結(jié)構(gòu)：經(jīng)現(xiàn)場查勘，該橋南北兩側(cè)墻體、中隔墻在腹板位置均存在明顯豎向裂縫，局部裂縫寬度超過規(guī)范限值。
6.2二號橋病害統(tǒng)計
1)橋面系：經(jīng)現(xiàn)場查勘，該橋未設(shè)置橋梁銘牌及限載標志，橋面鋪裝層局部開裂，局部接坡后管線蓋板移位、破損明顯，局部欄桿混凝土剝落。
2)上部結(jié)構(gòu)：經(jīng)現(xiàn)場查勘，該橋頂板無橫向裂縫，東、西兩孔頂板近中隔墻處局部均存在滲水及白色結(jié)晶物析出現(xiàn)象，且連通于中隔墻體。
3)下部結(jié)構(gòu)：經(jīng)現(xiàn)場查勘，該橋南北兩側(cè)墻體未發(fā)現(xiàn)明顯裂縫，但中隔墻西側(cè)面在腹板位置均存在1條豎向裂縫，中隔板兩側(cè)均存在兩處滲水及白色結(jié)晶物析出現(xiàn)象。
6.3主要病害分析
1)銹脹：主要是空氣中的二氧化碳與混凝土中氫氧化鈣起反應，使混凝土碳化而失去堿性保護，當外界有腐蝕物質(zhì)時，就會導致鋼筋表面而產(chǎn)生銹蝕，從而脹裂混凝土保護層，造成銹脹現(xiàn)象。
2)頂板縱縫及腹板豎縫：主要是由于橫向配筋較少，故往往會產(chǎn)生縱向收縮裂縫，且常伴有滲水，會影響結(jié)構(gòu)耐久性。
3)白色結(jié)晶物析出：主要是由于混凝土因裂縫滲水，致使混凝土內(nèi)氫氧化鈣被水溶解，滲流出混凝土表面，產(chǎn)生白色結(jié)晶物。
7、結(jié)論及建議
7.1結(jié)論
通過對受檢兩座橋梁的外觀檢查、混凝土強度及碳化深度、鋼筋配置及保護層厚度的檢測，并根據(jù)橋梁技術(shù)狀況進行承載力驗算，得出結(jié)論如下：
1)根據(jù)《公路橋梁技術(shù)狀況評定標準》(JTG/T H21-2011)對受檢橋梁的技術(shù)狀況進行評定，一號橋技術(shù)狀況評定得分為65.3分，二號橋技術(shù)狀況評定得分為65.3分，兩座橋梁均屬于三類橋，橋梁健康狀態(tài)為有中等缺損，尚能維持正常使用功能。
2)受檢兩座橋梁混凝土強度均滿足C40等級要求，鋼筋保護層厚度基本滿足要求，碳化深度較大，但橋梁上、下部結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋仍處于堿性環(huán)境中。
3)受檢兩座橋梁上部結(jié)構(gòu)能夠滿足汽車-20級荷載的安全承載要求。
7.2建議
1)為保證橋梁通行安全，建議對該橋進行加固處理，加固設(shè)計及施工應委托具備相關(guān)資質(zhì)單位;
2)結(jié)合橋梁現(xiàn)狀，建議限制通行荷載，兩座橋梁總重限載均為30t，軸重限載均為14t。
3)建議加強日常維護，每月定期巡查，每年定期安排專項檢測。
8、主要技術(shù)依據(jù)
(1)《公路橋梁技術(shù)狀況評定標準》(JTG/T H21-2011);
(2)《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》(JTG/T J21-2011);
(3)《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTJ 023-85);
(4)《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》(JTG D60-2004);
(5)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2002);
(6)《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T23-2011);
(7)《混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測技術(shù)標準》(GB/T 50784-2013);
(8)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB 50010-2010);
(9)委托方提供的相關(guān)資料。
