新沂河海口控制工程南深泓闸交通桥安全性态分析

2013-10-05许永平严后军

江苏水利 2013年12期

许永平严后军

（江苏省淮沭新河管理处，江苏淮安 223005）

1 工程概况

新沂河海口控制工程位于新沂河尾闾，灌云、灌南两县交界处，新沂河里程桩号142+840 km以下直至灌河入海口之间，轴线桩号为143+875 km，是沂沭泗流域洪水东调南下工程中的重要组成部分，担负着新沂河流域的泄洪任务，兼有挡潮、排污并相机分泄淮河洪水的功能。

南深泓闸工程闸身为钢筋混凝土结构，总宽为134.1 m，闸型为开敞式实用堰型，基础为沉井群，底高程为-21.5 m，底板为2孔一联，计12孔，每孔宽10 m。闸底高程为-2.0 m，闸顶高程为5.5 m。闸墩下游侧设交通桥，净宽4.0 m，桥面高程6.0 m，按汽-10设计，履-50校核。

2 技术状态分析

对桥梁结构构件技术状况评定应参照相关桥梁规范有关规定［1］，确定桥梁技术状态等级及其对结构的影响［2，3］。南深泓闸桥梁技术状况评定见表1。

3 混凝土强度分析

依据混凝土桥梁结构或构件实测强度推定值［4］或测区平均换算强度值，计算推定强度匀质系数Kbt或平均强度匀质系数Kbm，按桥梁混凝土强度评定标准确定混凝土强度评定标度［5］，见表 2。

推定强度匀质系数：

式中：

Rit—混凝土实测强度推定值；

R—混凝土设计强度等级。

平均强度匀质系数：

式中：

Rim—混凝土测区平均换算强度值。

表1 技术状况评定表

交通桥桥梁的强度检测评定见表3。

本文课题组前期分别利用阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、酸溶液及其复合溶液浸泡煤样，结果表明阴离子表面活性剂和酸的复合溶液对煤样的破坏效果优于其他溶液，因此，本文以阜新长焰煤作为研究对象，采用有机/酸(SDS/HCl)复合溶液对煤样进行浸泡，研究煤样表观形貌、矿物质成分、微观孔隙结构随浸泡时间的变化规律，分析煤样在有机/酸复合溶液化学作用下破坏的微观机制，并通过单轴压缩实验测定煤样力学特性，以验证煤样微观破坏机理。

从表3可以看出，交通桥的混凝土强度检测评定标度均为3，说明该构件的强度状况处于较差状态，容易造成构件出现缺损现象。

4 钢筋锈蚀分析

根据表4评定混凝土桥梁钢筋发生锈蚀的概率或锈蚀活动性，并按照测区锈蚀电位水平最低值，确定钢筋锈蚀电位评定标度。

交通桥钢筋半电池电位检测结果见表5。

从表5可知，2#孔交通桥和11#孔交通桥的钢筋锈蚀评定标度为3，说明该构件有锈蚀活动性，发生锈蚀的概率大于90%；4#孔交通桥和7#孔交通桥的钢筋锈蚀评定标度为2，说明该构件有锈蚀活动性，但锈蚀状态不确定。

5 碳化分析

根据测区混凝土碳化深度平均值与实测保护层厚度平均值的比值，按表6的规定确定混凝土碳化评定标度。混凝土碳化评定标准的定性描述见表7。

交通桥桥各构件的碳化深度检测值见表8。

从表8可知，交通桥各构件的碳化评定标度为2或3，说明交通桥出现碳化，局部碳化深度大于保护层厚度。

表2 桥梁混凝土强度评定标准

表3 桥梁的混凝土强度检测评定表

表4 混凝土桥梁钢筋锈蚀电位评定标准

表5 钢筋半电池电位检测结果表

表6 混凝土碳化评定标准

表7 混凝土碳化评定标准的定性描述

6 钢筋保护层分析

检测构件或部位的钢筋保护层厚度平均值Dn应按以下公式计算：

式中：

Dni—钢筋保护层厚度实测值；

n—检测构件或部位的测点数。

检测构件或部位的钢筋保护层厚度特征值Dne应按以下公式计算：

式中：

SD—钢筋保护层厚度实测值标准差，精确至0.1 mm；

Kp—判定系数，按《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T J21-2011）表5.8.5取用。

表8 混凝土构件碳化深度检测值

钢筋保护层厚度评定标准见表9。

交通桥钢筋保护层厚度检测值见表10。

从表10可知，3#孔交通桥和7#孔交通桥评定标度为3，说明对结构钢筋耐久性有影响；5#孔交通桥和6#孔交通桥钢筋保护层厚度检测的评定标度为4，对结构耐久性有较大影响。

7 承载能力分析

按照公路-Ⅱ级进行复核［6，7］，交通桥所承受的最大弯矩M跨中=539.60 kN·m，计算要求配筋量 As=2156 mm2，交通桥实际配筋量As=3800 mm2，考虑到交通桥钢筋锈蚀严重，最大锈蚀率达78%，按平均45%计，实际配筋面积为2090 mm2，不能满足要求，而且钢筋锈蚀仍有发展趋势。