引黄济青改建工程桥梁安全鉴定质量检测分析

金帮琳

(山东省水利勘测设计院,济南 250013)

1 工程概况

山东省引黄济青工程是自黄河打渔张闸引水,途经博兴县、广饶县、寿光市、潍坊寒亭区、昌邑市、高密市、平度市、胶州市、即墨市共9个县(市、区),输水渠全长 252.5km,其中利用天然河道41.34km,新开挖输水渠211.16km,输水渠沿线穿过36条较大河道,为确保水质均采用倒虹或渡槽的立体交叉型式。引黄济青工程的渠首和输沙渠是利用新建的打渔张引黄闸及济青工程重建的打渔张一干渠进水闸引水,经沉沙池沉沙后,进入引黄济青输水渠渠首闸 (通滨闸),经过宋庄、王耨、亭口、棘洪滩四级泵站提水入棘洪滩水库调蓄,再经22km暗涵、隧洞至青岛市白沙水厂。该工程自1986年开始建设,1989年11月建成通水,至今累计向青岛供水近15亿m3,年平均供水量6800万m3,保证了青岛市及沿线县市经济社会发展用水,发挥了巨大的经济效益、社会效益和生态效益,为我国长距离跨流域调水工程的建设和管理提供了宝贵的经验。特别是1997年山东大旱,以及在2008年确保北京奥运会奥帆赛,提供了可靠的水源保障。

山东省引黄济青工程经过20余年的运行,已进入整体老化期。输水渠道、泵站、水闸、水库、桥梁以及金属结构、机电设备等均存在安全隐患,给青岛市及今后向烟台、威海、潍坊的供水安全造成较大威胁。经设计逐段复核,分析引黄济青工程现状的输水能力,现状仅能达到原设计的60%～71%。

引黄济青工程沿线桥梁由于混凝土自身病害、自然风化、冻融破坏、人为破坏以及超设计荷载等原因,致使桥梁出现不同程度的病害。目前,多数桥梁已发展成为险桥、危桥,采取了相应的交通管制,车辆限载、限速通过,存在较大的安全隐患。

2 检测结果

表1 三新生产桥质量检测结果

本次山东省引黄济青工程三新生产桥等23座桥安全鉴定质量检测,根据现场检测一般检查和详细检查以及室内试验,经计算分析可以得出以下检测结果(仅以三新生产桥为例):桥板、盖梁、铺装和桥柱混凝土抗压强度、碳化深度、受力钢筋保护层厚度、受力钢筋锈蚀度检测结果详见表1。

3 检测结论

山东省引黄济青工程为国家重点大型调水工程,1989年建成通水至今,对青岛市及沿线县市的社会经济发展发挥了较大作用。为了便于工程管理,引黄济青工程在输水渠的两侧各布置了8m、4m宽的交通道路,并对8m宽堤顶路面采用了泥结碎石进行了硬化,经过近20年的运行,部分交通流量大的路段破坏严重,道路需要翻修改造,与道路相配套的沿线桥梁工程,由于混凝土自身病害、自然风化、冻融破坏、人为破坏以及超设计荷载等原因,致使桥梁出现不同程度的病害,多数桥梁工程已成为险工。险桥和危桥的存在给沿线群众的出行带来不便和人身安全隐患,需对其进行加固改造或拆除重建。

同时,现有桥梁的设计情况已不满足国家新规范的要求,若按照国家新标准及规范进行加固改造,大多数桥梁需要拆除重建。根据山东省胶东调水局的要求,本次只对三新生产桥等23座桥梁进行了现场质量检测,并结合桥梁调查,评定桥梁结构的实际工作状况、承载能力和使用条件。根据一般检查和详细检查结果,经分析可以得出以下结论。

(1)栏杆:桥梁栏杆大多被人为破坏,多数栏杆因风化剥蚀出现裂缝、露筋等现象,栏杆松动,存在严重安全隐患。

(2)桥面铺装:桥面铺装层因车辆荷及风化剥蚀,多出现裂缝、破坏,碎石外露,部分桥面钢筋外露;因桥面铺装损坏导致雨水直接侵蚀桥面板、主梁,钢筋锈蚀较为严重。

(3)桥面板:桥面板多因混凝土自身病害而导致保护层剥蚀、脱落、箍筋断裂,主筋外露锈蚀等现象。大部分桥面板底部大面积主筋外露、锈蚀严重,主筋手扒松动、脱落。

(4)盖梁:盖梁多因混凝土自身病害而导致保护层剥蚀、脱落、主筋外露锈蚀等现象。

(5)桥墩柱:多数桥柱因自身病害而导致保护层剥蚀、脱落、裂缝,主筋外露锈蚀等现象。桥墩柱因冻融、水蚀破坏而在水位变化区出现剥蚀、缩径现象,碎石、钢筋大面积外露,主筋外露锈蚀严重。对现有桥柱采取“夹心糖”式的加固措施,技术上是不可行的。

(6)桥墩柱、盖梁、桥面板等的混凝土强度检测值52%低于原设计标准强度值,87%低于新设计标准强度值。

(7)主梁、桥面板底面、桥柱混凝土碳化严重,碳化深度多数大于25mm,最大碳化深度54mm。电位法测得混凝土内钢筋电位多数低于-400mv,说明内部钢筋已经锈蚀。保护层厚度合格率低于50%。

(8)由于原有桥梁的设计和施工资料不足,很难确定桥梁的结构极限承载能力。根据现场调查和实际观察,23座桥均已采取限行措施,无法满足使用要求,结构已处于不稳定状态。

(9)全部桥梁无交通信号、标线、标志、照明等设施。

(10)根据对三新生产桥等23座桥现场质量检测结果,桥梁耐久性损伤较为严重,桥墩柱、盖梁、桥面板等存在较为普遍的混凝土剥落、露筋、钢筋锈蚀现象。外观质量相对完好处,混凝土碳化深度大都已接近钢筋保护层厚度,对钢筋已无法形成有效的保护作用,严重影响结构的安全使用。依据《公路桥涵养护技术规范》(JTG H11-2004)和相关规范,三新生产桥等23座桥梁技术状况类别经评定为四类和五类桥梁,已不能满足安全使用的要求。四类桥梁需要进行大修或改造,五类桥梁需要进行改建或重建。

引黄济青三新生产桥等23座桥混凝土表观质量及技术状况类别具体情况如下:

3.1 三新生产桥,类别划分:五类

(1)桥柱:桥柱表面混凝土剥落,纵缝、横缝较多,最多一个桥柱裂缝7处,最大缝宽2.5cm;碎石、钢筋外露,外露钢筋最长50cm,并且钢筋锈蚀严重。

(2)盖梁:盖梁表面混凝土剥落,右侧第2个桥柱的盖梁破坏最为严重,钢筋、碎石大面积外露,钢筋锈蚀严重。

(3)桥面板:桥面板底面混凝土剥落严重,碎石、钢筋外露,钢筋锈蚀严重。

(4)栏杆:桥栏杆破坏严重,钢筋外露,锈蚀严重;栏杆晃动,存在较大安全隐患。

3.2 刘王生产桥,类别划分:五类

(1)桥柱:桥柱裂缝较多,表面有蜂窝、麻面;混凝土表面剥落,碎石、钢筋外露,并且碎石松动,钢筋锈蚀严重。右侧第1个桥柱有空洞。

(2)盖梁:盖梁表面混凝土剥落,碎石、钢筋外露,钢筋锈蚀严重。

(3)桥面板:桥面板底面混凝土剥落,碎石、钢筋外露,钢筋锈蚀严重。

(4)栏杆:桥栏杆多处破坏,钢筋外露。

3.3 九甲生产桥,类别划分:五类

(1)桥柱:桥柱混凝土表面剥落,钢筋、碎石外露,钢筋锈蚀严重;桥柱表面有裂缝、蜂窝、麻面,隆起处松动,用手可剥离。

(2)盖梁:盖梁局部混凝土表面剥落,钢筋、碎石外露,钢筋锈蚀严重。

(3)桥面板:桥面板底面混凝土大面积剥落,碎石、钢筋外露,钢筋锈蚀严重。

(4)栏杆:栏杆多处破坏,钢筋外露。

3.4 北堤村东生产桥,类别划分:五类

(1)桥柱:桥柱表面混凝土剥落,碎石、钢筋外露,钢筋锈蚀严重。

(2)盖梁:盖梁表面混凝土剥落,碎石、钢筋外露,钢筋锈蚀严重。

(3)桥面板:桥面板底面混凝土剥落,碎石、钢筋外露,钢筋锈蚀严重。

(4)栏杆:栏杆多处破坏,钢筋外露。

3.5 南堤桥,类别划分:四类

(1)桥柱:该桥柱为浆砌石桥柱,桥柱砌石质量完好。

(2)桥面板:桥面板底面混凝土大面积剥落,碎石、钢筋外露,钢筋锈蚀严重;混凝土隆起处松动,用手可剥离。

(3)栏杆:栏杆破损,钢筋外露。

3.6 码头公路桥,类别划分:五类

(1)桥柱:桥柱局部混凝土剥落,右侧第2个柱子表面有裂缝3处,缝长1.5m,缝宽0.3cm,最大缝深10cm。

(2)盖梁:盖梁表面混凝土剥落,碎石、钢筋外露,钢筋锈蚀严重。右侧第2个桥柱盖梁横缝3条,缝长5.5m,缝宽0.3cm,最大缝深7cm。

(3)桥面板:桥面板底面混凝土剥落,碎石、钢筋外露,钢筋锈蚀严重。

(4)栏杆:大部分栏杆破坏,该桥为公路桥,存在较大安全隐患。

3.7 义河桥:类别划分:五类

(1)桥柱:桥柱表面混凝土剥落,碎石、钢筋外露,钢筋锈蚀严重。左侧桥柱表面有蜂窝、麻面。

(2)盖梁:盖梁表面混凝土剥落,碎石、钢筋外露,钢筋锈蚀严重。左侧桥柱盖梁有1条贯穿横缝,缝宽0.4cm。

(3)桥面板:桥面板底面混凝土剥落,碎石、钢筋外露,钢筋锈蚀严重。混凝土隆起处松动,用手可剥离。

(4)栏杆:栏杆破损,钢筋外露。桥北侧有一半无栏杆,存在较大安全隐患。

3.8 屋子桥,类别划分:五类

(1)桥柱:桥柱表面混凝土剥落,碎石、钢筋外露,钢筋锈蚀严重。

(2)盖梁:盖梁表面混凝土剥落,碎石、钢筋外露,钢筋锈蚀严重。

(3)桥面板:桥面板底面大面积混凝土剥落,碎石、钢筋外露,钢筋锈蚀严重,钢筋用手就能够成片剥落。特别是桥板底部箱梁,主筋、箍筋外露锈蚀严重,大部分箍筋锈断。它是23座桥中钢筋外露最多,锈蚀最严重的一座桥。

(4)栏杆:栏杆全部破坏,无桥栏杆,存在较大安全隐患。

3.9 央一桥,类别划分:四类

(1)桥柱:该桥桥柱为浆砌石,砌石质量较好。

(2)桥面板:桥面板底面混凝土剥落,碎石、钢筋外露,锈蚀严重。

(3)栏杆:栏杆破损,钢筋外露并锈蚀。

3.10 雷埠桥,类别划分:四类

(1)桥柱:该桥桥柱为浆砌石,砌石质量较好。桥柱墩帽钢筋外露并锈蚀。

(2)桥面板:桥面板底面混凝土剥落,碎石、钢筋外露,锈蚀严重。

(3)栏杆:栏杆破损,钢筋外露并锈蚀。

3.11 冯家北生产桥,类别划分:五类

(1)桥柱:桥柱4根,且外侧均加固。加固的桥柱表面有裂缝、蜂窝、麻面,其中1个桥柱有9条裂缝,缝长30厘米,缝款0.2厘米,缝深11.5厘米。混凝土局部剥落,碎石外露。

(2)盖梁:盖梁两端部位有裂缝,钢筋外露,锈蚀严重。

(3)桥面板:桥面板底面局部混凝土剥落,钢筋外露并锈蚀。

(4)栏杆:栏杆是2009年新建,质量较好。

3.12 冯家东北生产桥,类别划分:五类

(1)桥柱:桥柱4根,且外侧均加固。加固的桥柱表面有裂缝、蜂窝、麻面。混凝土局部剥落,碎石外露。

(2)盖梁:盖梁两端部位有裂缝,钢筋外露,锈蚀严重。

(3)桥面板:桥面板底面局部混凝土剥落,钢筋外露并锈蚀。

(4)栏杆:栏杆是 2009年新建,质量较好。

3.13 赵家村东桥,类别划分:五类

(1)桥柱:桥柱表面混凝土有纵横裂缝、蜂窝、麻面,局部混凝土剥落,碎石、钢筋外露。右侧桥柱表面混凝土大面积剥落,钢筋外露,锈蚀严重。

(2)盖梁:盖梁外观质量完好。

(3)桥面板:桥面板底面未见钢筋外露,桥面板上下游侧面混凝土剥落,钢筋外露,钢筋锈蚀严重。

(4)栏杆:栏杆破损,钢筋外露,锈蚀严重。

3.14 曹家庄西北桥,类别划分:五类

(1)桥柱:桥柱表面混凝土剥落,碎石外露。中间桥柱表面有蜂窝、麻面。右侧第1个桥柱混凝土大面积剥落,碎石外露,用手可剥落。

(2)盖梁:盖梁局部混凝土剥落,钢筋外露,锈蚀严重。

(3)桥面板:桥面板底面局部混凝土剥落,碎石钢筋外露。

(4)栏杆:栏杆破损,钢筋外露。

3.15 曹家庄东北桥,类别划分:五类

(1)桥柱:桥柱表面裂缝多,裂缝长50cm,缝宽0.4cm。桥柱表面局部混凝土剥落,碎石外露。右侧第一个桥柱混凝土大面积剥落,碎石外露并松动。(2)盖梁:盖梁上游端底部混凝土剥落,碎石外露。(3)桥面板:桥面板底面局部混凝土剥落,碎石钢筋外露。

(4)栏杆:栏杆破损,钢筋外露。

3.16 曹家庄东桥,类别划分:五类

(1)桥柱:桥柱表面局部混凝土剥落,碎石外露。中间的桥柱混凝土大面积剥落,主筋、箍筋外露,锈蚀严重。

(2)盖梁:盖梁下游端部混凝土剥落,钢筋外露,锈蚀严重。

(3)桥面板:桥面板底面混凝土剥落,钢筋大面积外露,锈蚀严重。

(4)栏杆:栏杆破损,钢筋外露。

3.17 朱家庄北桥,类别划分:五类

(1)桥柱:桥柱表面有多条纵缝,混凝土剥落,碎石外露。(2)盖梁:盖梁上游端部混凝土剥落,碎石外露。(3)桥面板:桥面板底面混凝土剥落,钢筋大面积外露,锈蚀严重。

(4)栏杆:重新修建,质量完好。

3.18 大刘庄北桥,类别划分:五类

(1)桥柱:桥柱表面有多条纵缝,混凝土剥落,碎石外露。右侧第1个桥柱箍筋外露,锈蚀严重。

(2)盖梁:盖梁端部混凝土剥落,碎石外露。

(3)桥面板:桥面板底面混凝土剥落,钢筋外露,锈蚀严重。

(4)栏杆:栏杆破损,钢筋外露。

3.19 小刘庄南桥,类别划分:四类

(1)桥柱:该桥为2孔砌石拱桥,砌石质量完好,局部砌石沟缝开裂。

(2)栏杆:混凝土栏杆破损,钢筋外露,锈蚀严重。

3.20 五里屯桥,类别划分:四类

(1)桥柱:该桥为2孔砌石拱桥,砌石质量完好,局部砌石沟缝开裂。

(2)栏杆:混凝土栏杆破损,钢筋外露,锈蚀严重。

3.21 辛付庄南桥,类别划分:五类

(1)桥柱:桥柱表面有多条纵缝,混凝土剥落,碎石外露。

(2)盖梁:盖梁混凝土剥落,碎石、钢筋外露,锈蚀严重。左侧第2个桥柱盖梁下游端部开裂。

(3)桥面板:桥面板底面混凝土剥落,钢筋外露,锈蚀严重。

(4)栏杆:栏杆破损,钢筋外露,锈蚀严重。

3.22 大喜屯西桥,类别划分:五类

(1)桥柱:桥柱表面混凝土剥落,碎石外露。左侧第2个桥柱箍筋外露,并锈蚀。

(2)盖梁:盖梁两侧端部混凝土剥落,碎石、钢筋外露。

(3)桥面板:桥面板底面局部混凝土剥落,钢筋外露,锈蚀严重。

(4)栏杆:栏杆破损,钢筋外露,锈蚀严重。

3.23 东刘家口桥,类别划分:五类

(1)桥柱:桥柱表面有多条纵缝,混凝土剥落,碎石外露。

(2)盖梁:盖梁两侧端部混凝土剥落,碎石、钢筋外露。(3)桥面板:桥面板底面混凝土外观质量较好,无剥落、无钢筋外露。

(4)栏杆:重新修建,质量完好。

4 结 语

工程质量检测工作是工程质量监督管理的重要内容,也是做好工程质量工作的技术保证,要保证水利建设工程质量,就必须坚持质量检测工作。

为进一步加强我国水利工程建设项目质量检测管理,明确工程质量检测责任和内容,规范质量检测行为,确保工程质量与安全,水利部已于2008年8月28日审议通过了 《水利工程质量检测管理规定》(水利部令第36号),自2009年1月1日起施行。结合山东省水利工程建设实际,山东省已于2009年4月10日制定了 《山东省水利工程建设项目质量检测管理办法》,对水利工程建设项目质量检测的范围、依据、方法、《检测方案》和 《检测报告》等做出明确规定。

为适应当前市场经济发展的需要,不断扩大检测业务范围,增强建设工程质量检测市场竞争能力,山东省水利勘测设计院对现有的试验中心进行了充实和调整,满足了 《实验室资质认定评审准则》(国认实函 [2006]141号)的要求,并取得水利部水利工程质量检测单位全专业甲级资质。