桥梁常规定期检测方案.doc
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1、桥梁常规定期检测方案无锡市市政设施建设工程有限公司桥梁养护公司2015年1月8日目 录1 项目概况12 检测目的和意义13 检测依据14 检测计划25 检测频率26 检测仪器及设备27 检测技术力量38 检测项目3 8.1 桥面系3 8.2 常规结构桥梁4 8.3 特殊结构桥梁常规检测15 8.4 附属设施179 常规定期检测结果整理与分析18 9.1 桥面系检查结果18 9.2 上部结构检查结果18 9.3 下部结构及支座检查结果1810 桥梁状况评定 18 10.1 I类养护的城市桥梁19 10.2 II-V类养护的城市桥梁 2011 检测结论、养护建议及编制检测报告231、项目概况为加强
2、城市桥梁的检测和管理,保证城市桥梁的完好、安全、畅通,依据城市桥梁养护技术规范(CJJ99-2003)要求,2015年无锡市市政建设工程有限公司拟组织对公司314座,总长120.6km、总面积260.9m2接养桥梁(设施量详见:附件一)实施常规定期检测。2、检测目的和意义通过桥梁检测,建立和积累技术资料,加强桥梁科学管理;系统地收集桥梁技术数据,建立桥梁数据库,为桥梁计算机管理系统做好基础工作,以便更好地养护管理好桥梁,并能指导今后的桥梁养护、加固与维修工作。通过本次桥梁检测,可达到以下的目的:1)提供桥梁状况信息,桥梁状况如有危及公共安全时,可实时采取限制部分车辆通行或封闭交通等管制措施;2
3、)通过桥梁详细检测,明确桥梁存在的病害及安全隐患情况;3)根据检测结果,对桥梁技术状况进行分类,提出养护建议;4)为桥梁的及时维修提供依据,消除桥梁安全隐患,提高公共安全保障3、检测依据在桥梁现场检测、内业资料整理以及最终检测报告的编制过程中,要按照相关规程有据有序的进行,主要有:1)签订的桥梁养护的有效合同及其附件,招标文件及投标文件;2)被检测的桥梁主管部门对该桥的指令、意见、要求等;3)桥梁的原设计文件、原施工文件及竣工资料等;4)相关规范规程等: a.城市桥梁养护技术规范(CJJ 99-2003); b.无锡市城市桥梁检测与监测手册(2012); c.无锡市市管桥梁长期观测手册(201
4、2); d. 无锡市市管桥梁养护维修手册(2014); e.城市桥梁检测和养护维修管理办法建设部令第118号。4、检测计划根据城市桥梁养护规范及桥梁实际情况,我们初步制定了桥梁检测计划(检测计划详见:附件二)。5、检测频率I类养护的城市桥梁每季度检测1次;评定等级为A级和B级的V类养护的城市桥梁通常每年检测1次,评定等级为C级、D级或E级的V类养护桥梁在修复之前应每季度至少检测1次。6、检测仪器及设备常规定期检测采用接近检测位置进行检测,以目测为主,并结合必要的仪器进行检测。检测过程中应配备如刻度放大镜、照相机、裂缝观测仪、探查工具等。对于跨越铁路和高速公路桥梁的梁底及侧面,由于铁路和高速公路
5、通行难以中断,可利用远程非接触系统进行远程检测。(主要仪器及设备 见:表1-1)表1-1 主要检测仪器及设备一览表序号名称规格/型号单位数量1钢尺30m把52小铁锤25kg把53数码照相机SONY台54裂缝观测仪SW-LW-101台25测距仪Leica台36望远镜德国视德乐台57电脑设备联想台58工具车江铃皮卡辆39爬梯6m架210卷尺5m把511远程非接触成像系统Bushnell台112橡皮艇检查船海鹰 3人艘113登高作业车杭州爱知29m辆114桥梁检测车美国凯捷辆17、检测技术力量常规定期检测应由专职桥梁养护工程技术人员或实践经验丰富的桥梁工程技术人员负责,并应对每座桥梁制定相应的常规定
6、期检测技术和实施方案。专职桥梁养护技术人员是指具有五年以上桥梁养护管理经验、具有工程师资格的专业技术人员。实践经验丰富的工程技术人员是指具有五年以上桥梁施工、养护维修、管理经验的工程技术人员。8、检测项目8.1 桥面系8.1.1 桥面铺装检查桥面铺装层的纵、横坡是否顺适,有无严重的裂缝(龟裂、纵横裂缝)、坑槽、波浪与车辙、洞穴、防水层漏水,碎裂或破碎等。8.1.2 排水系统为迅速排除雨水,防止雨水渗入梁体引起锈蚀而影响桥梁的耐久性,确保桥梁的正常使用,应保证排水设施的完好状态。检查泄水管是否堵塞、是否残缺脱落、桥面是否积水、防水层是否完好。8.1.3 桥头搭板检查桥头沉降,即桥梁与道路连接处形
7、成的高差。检查台背下沉值,即道路路面在桥梁台背回填处沉降的深度。8.1.4 人行道人行道是否完整、网裂、塌陷、残缺。有时会因桥梁伸缩缝的问题,而将伸缩缝附近的人行道挤压破碎或隆起。8.1.5 伸缩装置伸缩缝的宽度是否合适,有无拉开或挤抵现象,是否平整,是否完整,有无磨耗、损坏,有关构件是否完善,能否活动自如,工作状况是否正常,缝内是否有沉积物阻塞,接缝处铺装是否碎边,钢结构是否发生翘曲变形,是否有异常声响。8.1.6 护栏与栏杆栏杆是否完整、牢固,有无撞坏、断裂、错位、剥落、锈蚀等。除了因交通事故或人为损坏外,有时由于桥梁结构线型的改变而导致栏杆变形,甚至破损。8.2 常规结构桥梁8.2.1
8、混凝土结构常见病害(一)概述在钢筋混凝土及预应力混凝土梁式桥上部结构中产生的主要病害,根据其结构类型、构造形式、使用条件、建造条件、运营荷载等的不同,其产生的部位、种类和程度也不同,对结构的影响程度也不同。混凝土梁式桥的主要病害表现为混凝土缺陷和钢筋锈蚀两大方面。混凝土的缺陷最主要是裂缝,同时还包括蜂窝、孔洞、露筋、剥落、白化、层析、保护层厚度不够等表层的缺陷。钢筋锈蚀则主要是普通钢筋锈蚀、预应力钢筋锈蚀和预应力锚具锈蚀等。混凝土桥暴露在自然环境中,长年累月地受到各种因素的影响,病害是逐步产生和发展的。人为因素主要是超高车辆或船只撞击主梁、超载造成主梁产生裂缝;自然环境中的酸性废气、二氧化碳、
9、较大的湿度和过多的雨水等,造成混凝土的退化和钢筋的锈蚀。混凝土桥中许多缺陷和原因不是一一对应的,不少情况下是由一个因素诱发,而其他因素则多为促进缺陷发展的原因,而且各种病害是相互影响、相互促进、共同伴生的。为了做到对症下药,在发现混凝土桥出现缺陷后,必须及时对缺陷进行调查研究,分析缺陷产生的原因、现状、发展趋势,以及桥梁遭受破坏的程度,对运营使用的影响等,以便及时采取相应措施。钢筋混凝土及预应力混凝土梁桥主梁的各种病害表现和原因有:u 裂缝u 钢筋及预应力筋锈蚀u 混凝土剥落、剥离u 混凝土层析u 混凝土蜂窝、麻面u 混凝土白化(钙化)u 保护层厚度不足u 混凝土碳化u 膨胀性骨料反应u 构件
10、撞损u 梁体变位与变形上述病害现象中,在目视检测时,以裂缝及钢筋锈蚀最为重要且最易发现。裂缝,是构件可能发生失效的特征。检测时可依裂缝类型及尺寸,并与以前记录比较,可大略了解构件退化的原因及程度,若难以目视判断其原因时,可利用非破坏性检测或其它方法作进一步诊断。钢筋锈蚀,将减少钢筋断面,降低强度,且因钢筋锈蚀,体积膨胀,使混凝土产生裂缝,并将减少钢筋与混凝土间的握裹力。(二)裂缝裂缝为混凝土桥最常见的退化现象,是导致内部钢筋腐蚀的主要原因。裂缝一般多伴随有钢筋生锈及混凝土白化等退化现象。裂缝宽度无论大小,均对桥梁的耐久性产生影响;尤其是结构裂缝影响桥梁使用年限。裂缝也将造成预应力筋的锈蚀,尤其
11、影响预应力混凝土构件,因为预应力筋的锈蚀,将造成预应力构件的破坏。裂缝有很多种,不同类型的裂缝产生的原因不同,对结构耐久性和安全性的影响也不同,见图1-1所示。桥梁施工期主要会产生收缩裂缝、沉降裂缝、温度作用产生的裂缝;使用期除了受力裂缝外,主要是随时间发展的耐久性裂缝:纵向锈蚀裂缝、冻融循环作用引起的裂缝,膨胀性骨料反应引起的裂缝、盐类及酸类侵蚀引起的裂缝。另外各种因素往往是共同作用于混凝土桥梁结构上,没有特别的主次原因之分。图1-1 混凝土结构裂缝常见原因产生混凝土裂缝的原因总结如下:u 车辆超载而产生梁体底部弯曲开裂和剪切开裂;u 墩台的不均匀沉陷所引起的裂缝;u 支座失效,引起梁的附加
12、应力,由此产生裂缝;u 混凝土施工养护不善而引起的干缩开裂或层裂;u 水灰比和振捣不实,而产生的梁体收缩裂缝;u 温度变化或者冻融效应产生的裂缝;u 大体积混凝土浇注时,水泥水化反应导致的自体收缩裂缝;u 施工接缝处混凝土龄期不同产生的裂缝;u 强风或地震等外在环境冲击力导致裂缝;u 钢筋锈蚀膨胀导致裂缝;u 预应力锚固区或牛腿部位的局部高应力产生的裂缝;u 在徐变等材料本质特性的共同作用之下,混凝土的拉力与剪力和钢筋握裹力抵消后的净拉力或剪切作用力大于混凝土材料的抗拉力或抗剪强度所致;u 梁刚度不足,产生过大挠度,引起裂缝。不同因素作用下,裂缝形态也有所不同。常见的有横向裂缝(由于荷载、收缩
13、以及温度作用引起),剪切裂缝、斜裂缝(由于荷载作用或结构错位移动引起),X型交叉裂缝(由于地震作用)。裂缝类型也可以分为结构裂缝与非结构裂缝两种。(1)结构裂缝结构裂缝,由静荷载及活荷载所造成。结构裂缝的类型,包括弯曲裂缝及剪力裂缝。 剪力裂缝,一般发生于梁体支点附近的腹板部位; 弯曲裂缝,发生于构件最大张力区位,呈垂直状,往压力区发展。一般于构件的跨径中点底部,如梁底或桥面板底,或连续梁在桥墩处的构件上部,最易发现弯曲裂缝。(2)非结构裂缝非结构裂缝,虽不影响构件的安全,但如果裂缝深入构件的内部,也可能损及构件,非结构裂缝类型有: 温度裂缝:温度高低变化引起的热胀冷缩裂缝; 干缩裂缝:混凝土
14、养护期间造成的收缩,一般发生于预应力梁的梁腹; 大体积裂缝:浇筑大体积混凝土后,混凝土内、外部温差造成的裂缝; 施工缝的裂缝:施工缝是混凝土施工无法避免的情形,施工缝处裂缝将随时间增加而使钢筋锈蚀,并扩大裂缝。施工缝附近,因混凝土龄期不同或不等量收缩,使此处密实性较差,腐蚀因子较易侵入,扩大缝隙。施工缝裂缝一般为应力裂缝,造成钢筋锈蚀范围也较广,也可能造成构件的退化,检测时应特别注意。常见施工缝裂缝之处,有预应力梁与现浇桥面板间、桥梁护栏与桥面板间,箱型梁底板与腹板间,预制预应力与现浇横隔梁间; 钢筋锈蚀裂缝:钢筋生锈后体积膨胀,推挤混凝土,产生裂缝或扩大裂缝。裂缝对结构物的影响,视裂缝类型(
15、包括发生的位置及走向)以及裂缝尺寸(包括长度、宽度及深度)是否随时间增加而不同,桥梁检测发现裂缝时,应详细检测、记录裂缝的发生位置及走向,判断是否为结构裂缝,并记录裂缝的长度、宽度及深度,与以前的记录比较,判断该裂缝是否为死裂缝,裂缝继续成长恶化是否将危及构件。在详细分析裂缝的类型和原因后,方可采取适当的维修和加固措施,以达到对症下药的目的,并最大程度降低病害。(三)钢筋及预应力筋锈蚀钢筋混凝土构件,是将钢筋置于混凝土中,利用混凝土具有高碱性,在钢筋表面形成一保护层,避免钢筋生锈。若保护层因混凝土裂缝致使氧气、水气侵入,变为氧化铁,即为生锈。预应力混凝土构件中一般要求正常运营状态下,不出现裂缝
16、,钢筋和预应力钢筋一般不易锈蚀,但是由于施工和严重超载,锈蚀也会发生但不易发现,一旦发现锈蚀时,则该构件已呈严重破坏。所以桥梁检测时,钢筋锈蚀为检测重点之一,需要进行较为详细的记录。钢筋锈蚀使混凝土承受拉力而裂开,使钢筋暴露于大气中,加速生锈,并造成外层混凝土的剥落。受力主筋锈蚀后,钢筋横断面积减少,主梁的承载能力急剧降低,严重影响结构物的耐久性。总结下来,造成钢筋锈蚀的主要内在原因有:u 钢筋受湿气及氧气的作用;u 混凝土中性化(碳化);u 钢筋表面氯离子含量高。造成钢筋锈蚀的主要外在原因有:u 混凝土构件开裂;u 主梁受损,混凝土剥落;u 施工时预留保护层太薄;u 后张预应力的灌浆和封锚不
17、合格,导致锚下积水或空洞。钢筋锈蚀可分两种情况,一种是混凝土开裂后导致的钢筋锈蚀,即先裂后锈;一种是因为保护层太薄或露筋而引起的钢筋锈蚀。钢筋锈蚀体积膨胀导致混凝土开裂或表面混凝土成块脱落,既先锈后裂。主梁中的钢筋和预应力筋主要是先裂后锈,混凝土保护层保护作用失去后,锈蚀就很容易发展。而先锈后裂的情况相对略少,主要是保护层太薄或混凝土意外受损露筋,附属结构上比较多见,如防撞墙等。调查显示,有的防撞墙内侧钢筋网几乎无保护层,在大气环境作用下钢筋锈蚀得相当严重。由于钢筋锈蚀,导致表面混凝土开裂甚至成块脱落,混凝土开裂或脱落又使原来处于混凝土保护层下的钢筋暴露于空气中,如此恶性循环,如不加以维修养护
18、,此种病害对桥梁的危害也是不可忽视的。保护层太薄或露筋,在桥梁竣工后几年内问题并不显得太突出,甚至一直处于被忽视的状态,直到长期的大气作用导致钢筋严重锈蚀后才引起注意,要花费大量人力物力进行维修养护。(四)其它病害对于钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥上部结构中的基本构件,其它病害主要为混凝土的表面缺陷,主要有:蜂窝(混凝土局部酥松,砂浆少,石子多,石子之间出现空隙,形成蜂窝状孔洞)、麻面(混凝土表面局部缺浆、粗糙,或有许多小凹坑,但无钢筋外露现象)、孔洞(混凝土内部有空隙,局部没有混凝土。孔洞特别大的现象常发生在钢筋密集处或预留孔洞和预埋件处)、露筋(主要是主梁受到意外撞击造成混凝土的崩落,使得
19、钢筋外露)、剥落(混凝土表面水泥砂浆流失,造成粗骨料外露的现象,严重者造成骨料松脱,一般发生在混凝土表层品质较差的部位,一般不会很深)、白化(又称为游离石灰,是由内部渗出、附在混凝土构件表面的附着物,通常为呈白色的石灰类附着物)、层析(是构件受氯气或盐水侵袭,构件内的钢筋锈蚀体积膨胀,导致钢筋与外层钢筋附近的混凝土分离)等。对于混凝土桥梁,由于某一缺陷的日积月累的变化,加上环境的影响,有扩大的危险。例如蜂窝麻面,由于水的渗入,促使混凝上材料恶化,会引起钢筋锈蚀,钢筋锈蚀物的产生过程伴随体积膨胀,又导致混凝土表面产生锈蚀裂缝,形成恶性循环。8.2.2 常规结构桥梁常规定期检测常规结构桥梁的常规定
20、期检测主要依据城市桥梁养护技术规范附录D中损坏类型及损坏评价描述进行检测。针对不同结构类型,还需参考表1-3至表1-14的要求进行检查。表1-3 混凝土板梁桥的检测项目结构类型检查内容重点检查项目钢筋混凝土板梁检查梁体是否存在裂缝、钢筋锈蚀、混凝土剥落或剥离、混凝土层析、混凝土蜂窝及麻面、混凝土白化(钙化)、构件撞损、梁体变位与变形等病害,具体详见城市桥梁养护技术规范附录D。板梁横向或纵向裂缝、铰缝渗水、铰缝破坏、沿铰缝方向的桥面纵向裂缝、梁体变位、抗震挡块破损或缺失、露筋锈蚀、连续板梁的中间墩顶处桥面横向裂缝。预应力混凝土板梁板梁横向裂缝、沿预应力筋裂缝、预应力锚固区附近混凝土开裂、铰缝渗水
21、或破坏、桥面沿铰缝方向的纵向裂缝、梁体变位、抗震挡块破损或缺失、露筋锈蚀、连续板梁的中间墩顶处桥面横向裂缝。表1-4 混凝土T梁桥的检测项目结构类型检查内容重点检查项目钢筋混凝土T梁检查梁体是否存在裂缝、钢筋及预应力筋锈蚀、混凝土剥落或剥离、混凝土层析、混凝土蜂窝及麻面、混凝土白化(钙化)、构件撞损、梁体变位与变形、预应力锚头封锚不良等病害,具体详见城市桥梁养护技术规范附录D。T梁跨中附近下缘的正截面裂缝、腹板竖向裂缝、腹板斜向裂缝、横隔板竖向裂缝或斜向裂缝、梁体渗水、梁体偏位、抗震挡块破损或缺失、露筋锈蚀。预应力混凝土T梁T梁跨中附近下缘的正截面裂缝、沿预应力筋方向的纵向裂缝、腹板竖向裂缝、
22、腹板斜向裂缝、横隔板竖向裂缝或斜向裂缝、预应力锚固区附近裂缝、梁体渗水、梁体偏位、抗震挡块破损或缺失、露筋锈蚀。表1-5 混凝土梁桥的检测项目结构类型检查内容重点检查项目梁检查梁体是否存在裂缝、钢筋锈蚀、混凝土剥落或剥离、混凝土层析、混凝土蜂窝及麻面、混凝土白化(钙化)、构件撞损、梁体变位与变形等病害,具体详见城市桥梁养护技术规范附录D。梁跨中附近下缘的正截面裂缝、腹板竖向裂缝、腹板斜向裂缝、横隔板竖向裂缝或斜向裂缝、梁体渗水、梁体偏位、抗震挡块破损或缺失、露筋锈蚀。表1-6 混凝土装配式箱梁桥的检测项目结构类型检查内容重点检查项目装配式箱梁检查梁体是否存在裂缝、钢筋及预应力筋锈蚀、混凝土剥落
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