轨道交通(30+40+40+30)m双线连续U梁状态评估及病害处治研究

2019-01-04刘夕曦

铁道建筑 2018年12期

关键词：芯样腹板弯矩

刘夕曦，张勇

(1.长安大学,陕西西安 710021;2.中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所，北京 100081)

1 工程概况

青岛轨道交通(30+40+40+30)m双线连续U梁的梁体采用膺架法现浇施工。梁体截面对称，取其一半，梁段划分如图1所示，混凝土施工顺序为先施工现浇A段、B段，再施工C段。

图1 梁段划分(单位：mm)

典型断面左右对称，取其一半，如图2所示。

图2 典型断面(单位：mm)

主梁边支点设3个支座，支座横向间距为 4.29 m；中支点设2个支座，支座横向间距为5.0 m。主梁采用C60混凝土，采用纵向预应力体系。

荷载：地铁B型车辆，4辆编组，设计最高行车速度120 km /h[1]。

轨道：无砟轨道。

2 存在的问题

主梁施工完成后，巡检时发现下述问题：①底板混凝土龟裂，敲击后局部有空响；②混凝土块掉落。病害原因是外加剂与胶凝材料适应性较差，混凝土离析，包裹性能差。

对梁外观进行详细检查，发现主梁底板主要病害为：网状裂缝、局部脱空、蜂窝麻面、夹渣等。第1跨至第4跨网状裂缝面积分别占底跨全面积的18.0%，11.1%，35.4%及12.8%。第4跨还有约66%面积的底板进行了凿除和环氧砂浆修补，凿除厚度在5～20 cm。另外第1跨至第3跨蜂窝麻面、夹渣等面积占底跨全面积的3.6%，0.6%及4.0%。主梁腹板中腹板及边腹板端部顶面均出现多条纵向裂缝，裂缝长度在0.35～0.90 m，宽度在0.06～0.12 mm。腹板内侧出现多条施工缝痕迹，部分施工缝开裂，其中左腹板裂缝3条，长度在4～8 m，宽度在0.04～0.11 mm；右腹板裂缝4条，长度在4～11 m，宽度在0.06～0.11 mm。

采用钻芯法对混凝土内部质量进行检查，发现：①主梁底板存在混凝土粗骨料和细骨料离析情况，特别是在第1跨和第4跨较为明显，钻取的芯样下端部无粗骨料层厚度在10～30 cm；另外在该2跨钻芯试件也存在上部无骨料情况。②底板存在大面积网状裂缝，与网状裂缝对应的芯样均有不同深度的开裂，深度在5～20 cm。③主梁腹板施工缝各部位开裂深度不一，其中左腹板第4跨施工缝芯样高9 cm(由于该位置有钢绞线，芯样未能钻深),缝交界面两侧混凝土平整且无黏结，呈脱离状态；右腹板第2跨施工缝芯样裂缝深度约25 cm；右腹板第1跨施工缝裂缝深度约5 cm。④较多芯样存在不同数量的气孔，根据抗压强度试验结果，气孔对试件抗压强度略有影响，气孔较多的芯样抗压强度受到的影响较大。

钻芯法混凝土强度检测结果表明：107个有效芯样中，芯样强度≥60 MPa有89个，占芯样试件总数量的83.18%。芯样抗压强度<60 MPa的均集中在底板。

3 评估思路

为准确把握结构状态，给后期结构的处治提供依据，拟定采用荷载试验对结构状态进行评估[2-3]。由于底板混凝土病害比较严重，钻取芯样的无粗骨料层厚度个别达到了30 cm,桥梁横向为普通混凝土体系，结构横向承载能力也存在问题。因此，荷载试验工作首先应检验结构横向受力是否满足要求，然后才能进行纵向受力性能的测试[4]。这样在全面评定结构受力的同时，能避免荷载试验对结构造成伤害。

评估工作主要内容如下：

1)首先进行横向受力性能静载试验[5]，对结构的横向受力性能进行评估。

2)在横向受力评估结果的基础上，对该联桥进行纵向受力性能静载试验，试验加载效率为1.2。重点检验结构的抗裂性，同时对结构刚度进行评价。

3)对该联桥进行脉动试验，测试其自振频率和振动模态，对结构刚度作出评价[6-7]。