某普通钢筋砼现浇连续箱梁病害检测与评估技术

闭春华

摘要：某普通钢筋砼现浇连续箱梁桥在建成一年后在腹板位置出现了多条结构裂缝。文章结合该桥的检测、评估工作，从检测流程、检测方法、病害评估及建议等方面详细介绍普通钢筋砼现浇连续箱梁桥病害的评估过程，以为同类普通钢筋砼现浇连续箱梁桥病害评估提供参考。

Abstract： A common reinforced concrete cast-in-place continuous box girder bridge has several structural cracks in the web position after one year of construction. Based on the detection and evaluation of the bridge， this paper introduces in detail the evaluation process of the common reinforced concrete cast-in-place continuous box girder bridge from the aspects of testing process， testing methods， disease assessment and recommendations， providing a reference for the evaluation of the disease of continuous cast-in-place girder bridges of ordinary reinforced concrete.

關键词：桥梁;T梁;腹板;结构裂缝

Key words： bridge;T beam;web;structural crack

中图分类号：U445.7                                      文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2018）34-0175-02

0  引言

某高速在通车运行两年后，发现一座普通钢筋砼现浇连续箱梁的腹板位置产生了多条连续性结构裂缝。这些为结构裂缝导致桥梁存在结构安全隐患，对结构承载力及耐久性有影响的病害，因此有必要进行进一步的检测、评估与加固。

本文结合该桥的处理过程，从检测方法、病害评估、加固方案制订等方面详细介绍普通钢筋砼现浇连续箱梁桥病害的处治过程，以为同类桥梁的加固处理提供参考。

1  预应力混凝土T梁桥病害简介

该桥的桥型为：2×18m+3×20m普通钢筋砼现浇连续箱梁，病害情况：距A端前3.6m～16.5m范围，右侧腹板有15条结构性裂缝，L=60cm～95cm，d=100cm～120cm，δ=0.12～0.24mm，部分裂缝延伸至梁底110cm。

2  病害评估的思路与流程

针对上部结构在设计荷载作用下的关键截面的应变、位移及加载过程中的裂缝发展进行测试，对运营桥梁进行承载能力评定。

2.1 评估目的

荷载试验结果作为对桥梁承载能力、技术状况与工程质量进行综合评价的主要依据之一。本次试验的目的主要包括：①通过静载试验，直接了解梁体结构的实际工作状态，判断实际承载能力，评价其在设计使用荷载下的工作性能。②通过动载试验，了解梁体结构的固有振动特性，评价其在使用荷载阶段的动力性能。③积累数数据，为桥梁整体性能评估及日后的运营、养护及管理提供依据。

2.2 主要检测项目

2.2.1 静载试验：相应试验工况作用下，控制截面挠度测试;相应试验工况作用下，控制截面混凝土应力测试;相应试验工况作用下，裂缝的开展情况;加载试验期间，其它异常情况观测。

2.2.2 动载试验：桥跨结构自振特性检测，即自振频率;测试混凝图梁截面动应变，获得动应变时程曲线，利用动应变获得试验截面冲击系数。

3  病害评估结果

3.1 裂缝发展趋势评估

本次评估对2012年至2014年以来全线桥梁的结构性裂缝进行统计，分析在两年的试运营过程中，裂缝的发展趋势及规律，为裂缝的成因及性质分析提供参考。对比2012年和2014年的检测结果并结合检测分析可知，现有裂缝均为两年试运营过程中产生。

全线箱梁均没有开设通风孔，根据以往研究及检测分析可知，不开设通风孔的箱梁内外温度相差较大，这将导致箱梁在浇筑时腹板会产生一定的收缩裂缝。复检中还发现钢筋混凝土现浇箱梁的竖向裂缝存在一定的规律：跨越河流、沟谷的中跨箱梁存在的竖向裂缝明显多于靠近岸边的边跨箱梁，对此进行分析可以发现，中跨箱梁多处于软基地质情况，由于施工过程中满堂支架可能发生基础不均匀沉降，导致了箱梁腹板产生了竖向裂缝。

3.2 结构静载试验检测结果

3.2.1 结构刚度

试验荷载作用下，各控制截面的实测挠度小于计算值，挠度校验系数介于0.39～0.98之间，低于或处于规范规定的常值范围（0.60～1.10）。第1跨最大实测挠度增量为2.08mm，为第1跨跨径的1/10000，第2跨最大实测挠度增量为2.01mm，为第2跨计算跨径的1/10000，各加载工况卸载后，各控制测点的实测相对残余变形小于检测规范限值（20%），最大实测相对残余变形为17.65%。静载试验结果表明，试验桥跨结构刚度满足设计要求。（表1）

3.2.2 结构强度

试验荷载作用下，J1～J2截面的实测应力总体正常，应力校验系数处于0.60～0.90之间，和规范规定的常值范围（0.60～1.10）接近。最大实测混凝土拉应力增量为0.94，荷载卸除后，多数测点的实测残余应变较小。静载试验结果表明，试验桥跨测试截面的结构受力正常，结构强度满足设计要求。（表2）

3.3 结构动载试验检测结果

检测结果分析：桥梁前三阶竖向弯曲自振频率实测值分别为11.7Hz、13.1Hz、17.7Hz，与计算自振频率的比值介于1.03～1.14之间，实测自振频率大于计算频率，表明结构实际刚度大于计算刚度，与静力试验的检测结果相符。单车30km/h、40km/h、50km/h行车试验，中跨跨中截面（J3）的实测应变增大系数为1.14，较设计规范取值（1+μ=1.42）偏小。行车动荷载作用下，测试截面的动力响应正常。动载试验结果表明，试验桥梁桥跨结构的实测自振特性以及测试截面的行车动力响应正常。（表3、表4）

4  结论与建议

4.1 普通钢筋砼现浇连续箱梁裂缝成因分析

结合普通钢筋砼现浇连续箱梁裂缝形态、荷载试验结果，分析梁体裂缝主要成因如下：

①部分箱梁底板存在纵向裂缝，有可能是在施工期间混凝土建筑完成后，施工养护不当造成。

②复检中发现全线箱梁均没有开设通风孔导致箱梁内外温度相差较大，箱梁浇筑完成后腹板内外收缩差以及混凝土整体收缩受钢筋约束作用是腹板竖向裂缝持续增加与扩展的主要原因之一。

③复检中还发现箱梁竖向裂缝存在明显的规律：跨越河流、沟谷的中跨箱梁存在的竖向裂缝明显多于靠近岸边的箱梁，根据以往研究及检测分析，中跨箱梁多处于软基地质情况，施工过程中满堂支架可能发生基础不均匀沉降导致箱梁腹板产生了竖向裂缝。

4.2 评估建议

①该现浇箱梁能满足设计荷载安全运营需要，桥梁的服务水平保持在较好状态，但由于服役时间较长以及施工缺陷，钢筋混凝土桥跨出现了不同程度的病害，桥梁的正常使用及耐久性有一定影响，建议对病害桥跨进行常规养护、加固处理后应加强正常运营中的养护监测工作，每年做一次定期检查。

②箱梁纵向裂缝非结构受力性裂缝，建议对该裂缝进行封闭处理，以提高结构耐久性。

③钢筋混凝土箱梁桥跨大部分箱梁存在箱底横向裂缝，建议对箱梁底裂缝进行封闭处理，并加强日常观测。针对全线箱梁开设通风孔，保证箱梁内外的温差变化均匀。

④加强对全桥的養护工作，及时对桥面排水系统进行疏通，防止桥面积水以提高结构耐久性;对桥面铺装破损、开裂部位应及时修补。

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