钢筋混凝土T 梁桥结构状况评定

汪云刚

（浙江明康工程咨询有限公司，浙江 杭州 310000）

引言

利用现有评定技术对现役老旧钢筋混凝土梁桥的承载能力进行科学地评估，保障桥梁安全运行成为重要课题［1］。

1 工程概况

某钢筋混凝土T 梁桥始建于1964 年，跨径组合为5×20 m 钢筋混凝土简支T 梁，桥梁全长102 m，桥面净宽7.0 m，矩形沉井基础5 m×4.8 m，高度10.5 m，水泥混凝土桥面。设计荷载为汽-20 挂-100。因该桥梁建成年代久远，且外观病害较为严重。

2 桥梁病害分析

2.1 桥面系病害

2.1.1 桥面坑槽

由于桥梁年限已久，平日过往车辆较多，日常养护不及时，在车辆荷载冲击作用下，桥面铺装层混凝土磨损，尤其以桥面连续缝及梁湿接缝位置较为明显，另外由于桥面铺装直接受温度、雨水的影响，进一步加速了破损程度的发展，造成了桥面坑槽［2］。

2.1.2 桥面纵向裂缝

T 梁间设置湿接缝及横隔板，在长期的车辆荷载冲击下破损失效，导致梁间横向连接联系减弱，在长期活载作用下，铺装层纵向开裂。桥面出现纵向裂缝，局部破损发生在梁的湿接缝附近，且局部混凝土铺装有明显塌陷现象，病害严重时会存在单板受力的现象［3］。

2.1.3 伸缩缝破损

桥梁伸缩缝日常养护不及时会使其堵塞，伸缩缝是长期承受车轮的反复冲击作用的构件，实际运营车辆轴载大于设计轴载，车辆对锚固区及钢构件不断冲击造成锚固区破损、钢构件断裂等病害。

2.1.4 栏杆破损

初步分析是由于桥梁使用年限已久，栏杆立柱混凝土产生裂缝后会造成钢筋锈蚀，钢筋锈蚀膨胀后也会使混凝土栏杆发生破损、剥落等病害。当栏杆、护栏构件设计强度不足以抵抗机动车辆的撞击作用时将导致局部构件破损，再加上局部构件存在施工质量问题［4］。

2.2 桥梁上部结构病害

2.2.1 梁底渗水、泛白

梁底渗水一般有两种渗入方式：一是从墩台位置处渗入水，然后水从梁端封头锚固处渗入梁内；二是主梁顶板混凝土浇筑不够密实，桥面防水层破坏后水直接从顶板渗入梁体内。第一种渗入方式较为常见，主要是因墩台处渗漏水和封头锚固处不严密所致。水与混凝土中的CaO 和空气中的CO2发生化学发应生成晶体覆盖在梁体表面，导致梁底混凝土出现渗水、泛白的现象［5］。

2.2.2 梁底破损、露筋

由于梁底混凝土裹力不足在长期车辆重复作用下产生剥落，然后与空气中化学物质作用，由此很容易导致主梁的大面积混凝土剥落进而造成钢筋锈蚀与梁底混凝土破损的恶性循环。

2.2.3 支座钢板锈蚀

初步分析为支座钢垫板防护漆脱落或未刷防锈漆，使得钢板裸露于空气中，再加上由墩台伸缩缝或接缝处向下渗水，致使支座钢板锈蚀更快速，更严重。

2.3 桥梁下部结构病害

下部结构进行了外观检查发现主要病害：桥台裂缝；桥台及盖梁渗水、泛白。

2.3.1 桥台裂缝

由于该桥跨越河水流量较大，地基基础可能存在不均匀沉降，台后填土向前挤压，再加上繁重的交通，汽车制动及冲击力加剧致使桥台裂缝的出现。

2.3.2 桥台及盖梁渗水、泛白

初步分析由于桥面伸缩缝橡胶止水带破损、泄水孔堵塞、桥面铺装防水能力不足等原因，导致桥面积水通过伸缩缝、墩台接缝下渗至桥台、桥墩，引起桥台和盖梁渗水、泛白。

2.4 桥梁技术状况评定

采用《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG/T H21—2011）中的桥梁技术状况评定方法对该桥外观状况进行了评定，评定为四类桥梁，应进行大修或加固。

3 桥梁荷载试验分析

3.1 荷载工况及测点布置

将本桥1#、4#跨作为试验跨，测试断面为各跨跨中截面的挠度及应变值。各测点横向布置见图1。

图1 测点布置

为了模拟汽车荷载的最大弯矩效应，通过变换试验车辆在桥面纵向位置以保证荷载效率在规定的范围内，试验共分为二种工况：工况1 为1#跨跨中截面最大正弯矩对称加载；工况2 为4#跨跨中截面最大正弯矩偏心加载，两种工况加载布置见图2。

图2 加载车辆布置横断面/m

3.2 静载试验荷载效率

为了模拟最大弯矩效应和保证试验的有效性，本次试验确定采用2 辆载重30 t 的汽车在本桥指定位置进行加载，通过变换在桥面纵向的位置来模拟汽车荷载等级，以保证试验荷载效率。各工况按模拟汽-20、挂-100 荷载加载，各工况的试验荷载效率见表1。

表1 加载试验荷载效率计算

3.3 挠度测试分析

不同工况各测点实测挠度与理论计算值结果见表2。

表2 各测点实测挠度与理论计算值对比

从表2 可以看出：该桥在试验荷载作用下，试验孔主梁跨中截面的实测挠度值部分大于理论计算值，挠度校验系数在0.96～1.06 范围内，说明结构承载能力不满足《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T J21—2011）要求；主梁的残余变形均在20 %以内，说明结构在卸载后有一定的弹性恢复能力。

3.4 应变测试分析

不同工况各测点实测应变与理论计算值结果见表3。

表3 各测点实测应变与理论计算值对比

从表3 可以看出：试验跨的应变校验系数在0.86～1.05 范围内，超出校验系数＜1 的《公路桥梁荷载试验规程》（JTG/T J21-01—2015）要求，说明该桥承载能力不满足设计要求；主梁的相对残余应变均在20 %以内，说明主梁在卸载后有一定的弹性恢复能力。

4 结语

（1）对该桥外观状况评定为四类桥梁，应进行大修或加固。（2）由钢筋混凝土T 梁桥的荷载试验分析可以得知，该桥的挠度及应变测试数据均存在实测值大于理论计算值的情况，因此，该桥的承载能力不能满足设计要求。（3）通过对该钢筋混凝土T 梁桥的病害特征进行分析评定及荷载试验验证，可为同类型老旧钢筋混凝土桥梁的结构状态评定提供依据。