嘉积桥检测报告.docx

1、嘉积桥检测报告目 录1前言12检测目的13检测及评价依据.24检测内容.25检测方法.46检测结果及评价.66.1结构历史和现状调查.66.2一般性检测.86.3特殊检测.156.4自振特性测试.207桥梁整体评价.238结论及建议.249 加固方案.26附表一 桥面几何形态实测数据附图一 主桥桥面纵向线性实测与设计比较示意图附表二 超声-回弹综合法（回弹法）测强记录表附图二 超声-回弹综合法（回弹法）测区分布示意图附表三 各构件裂缝位置及数量统计表附图三 全桥各构件裂缝分布示意图附表四 全桥构件缺损位置及数量统计表附图四 混凝土保护层厚度及钢筋分布示意图附图五 桥跨结构振动频谱图嘉积大桥质量

2、检测报告1 前言嘉积大桥位于海南省琼海市境内海楡东线K115+874处，跨越万泉河。全桥均位于直线段上，纵坡约为0.25%，横披为1.5%。跨径12.6 m +33.0 m11+12.6m388.2m，桥梁净宽0.95m+7.0m+0.95m。该桥主桥上部结构采用钢筋混凝土双悬臂带挂梁结构型式。下部采用钢筋混凝土双柱式桥墩，基础采用钻孔桩基础、沉井基础和扩大基础。该桥由前苏联专家协助公路总局第二工程局第二工程处于1955年7月建成通车，至今已运营了49年。设计荷载等级为汽车-10级，拖-60。嘉积大桥现状如图1-1所示。图1-1 嘉积大桥现状照片从目前使用情况来看，各孔桥面泄水孔下的主梁底部露

3、筋锈蚀、混凝土存在不同程度剥落，桥面铺装破损严重，伸缩缝功能失效，加之交通量大，现有的活载超过了原设计荷载，使得此桥处于危险状态，急需进行诊断及维修处治。受海南省公路勘察设计院的委托，北京公科固桥技术有限公司（交通部公路科学研究所）于2004年10月2日至10月7日对该桥进行现场质量检测。2 检测目的本次检测目的是通过对嘉积大桥整体结构进行一般性、特殊性质量检测，了解各构件的质量状况，掌握桥梁结构存在的各种病害及分布特征，获得结构关键部位的强度等数据，并对数据进行分析处理，找出病害产生的原因，评价各种病害对结构的承载能力、使用性能和耐久性产生的影响。并对桥梁结构的进一步维修、加固、改建等处治提

4、出方案、建议。3 检测及评价依据1. 嘉积大桥竣工图（公路总局第二工程局第二工程处于1955年7月）2. 混凝土结构设计规范(GB50026-93)3. 工程测量规范(GB50010-2002)4. 公路桥隧设计规范汇编北京，人民交通出版社，19895. 公路工程质量检验评定标准(JTJ 071-98)6. 公路养护技术规范(TJT073-96)7. 公路工程技术标准(JTG B01-2003)8. 混凝土强度检验评定标准（GBJ107-87）9. 超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程(CECS 02：88)10. 公路桥梁承载能力检测评定规程（报批稿）4 检测内容本次质量检测针对本桥的现状，

5、共检测10项内容，包括5项一般检查项目和5项特殊检查项目。1. 结构历史与现状调查；2. 结构总体和细部尺寸的复核；3. 结构各部件表面缺损状况的检查；4. 桥梁开裂状况的详细调查；5. 桥梁水文及调治结构物检查。6. 结构现存几何形态、墩台与基础变位、恒载变异情况检测；7. 桥梁构件材质强度检测与评定；8. 混凝土碳化状况检测；9. 混凝土结构钢筋分布状况及保护层调查；10. 钢筋锈蚀电位测试。一般检查项目的主要检测内容汇总于表4-1；特殊检测项目的主要内容汇总于表4-2。 嘉积大桥结构一般检查的项目内容 表4-1项目类别项 目检 查 内 容尺寸复核总体与细部尺寸复核1. 桥梁长度、跨径、桥

6、下净空；2. 桥面宽度，包括行车道宽、人行道宽；3. 各构件的几何尺寸复核。桥面系桥面1. 历次维修情况调查；2. 开裂、坑洞、松散、板角断裂、修补后破坏等；3. 桥面纵、横坡。人行道1. 人行道板的裂缝、分层、坑洞、剥落等；2. 是否受到足够的支撑固定，对行人安全是否有隐患。栏杆系1. 人行道混凝土扶手的开裂、剥落等；2. 人行道栏杆的松动、完整性及损坏情况；3. 人行道栏杆系有无拉开、抵拢等现象。桥面排水设施1. 桥面排水是否畅通；2. 泄水管是否完整，布局是否合理，有无泄漏，下悬管长度等。伸缩缝1. 伸缩缝的开放程度、足够性、有无损坏等；2. 有无阻塞、细部构造损坏或脱落；3. 伸缩缝两

7、侧的桥面状况。上部结构主梁、系梁1. 混凝土表观质量、破损状况；2. 各构件开裂部位、裂缝宽度长度；3. 连接部位、节点有无开裂、脱离。盖梁1. 混凝土开裂、破损状况；2. 是否有过大变形异常裂缝。下部构造墩台1. 墩台构造、尺寸；2. 墩台是否发生开裂、裂缝部位、长度、宽度；基础1. 基础类型、尺寸、埋深、防护措施；2. 地基冲刷情况。其它河道1. 河道的冲刷、变迁情况；2. 调治结构物是否合理、坚固。锥坡、护坡1. 开裂、隆起、坑陷和坡脚损坏；2. 灌木等植物的生长。 嘉积大桥结构特殊检查的项目内容 表4-2序号检 查 项 目检 查 内 容1混凝土强度检测对重要构件关键部位混凝土强度进行检

8、测，包括主梁腹板、横隔板、墩身等布设强度测区，全面掌握构件混凝土的强度2钢筋锈蚀电位测试对主要承重构件、承重构件的主要受力部位、钢筋可能锈蚀活化的部位等进行探测3混凝土钢筋分布及保护层厚度调查对钢筋数量、位置，及混凝土保护层厚度进行调查4混凝土碳化测试结合大桥的表观病害，对主桥腹板、横隔板、墩身进行碳化检测5结构几何形态的测定桥面纵向线型6自振特性测试脉动试验选择在榆林侧第1跨第3跨进行测试5 检测方法5.1 结构历史与现状调查向设计、施工和业主单位详细了解桥梁建设和使用期间发生的特别事件和存在的问题及其处理情况，全面搜集有关的设计和施工技术资料，包括设计计算书、设计图纸、施工组织设计、施工原

9、始记录、材质试验报告单、质检检验单、工程质量事故发生和处理记录、结构竣工图、施工临时工程的有关技术资料等。5.2 结构总体和细部尺寸的复核总体尺寸采用测距仪、钢尺测量。细部尺寸采用钢尺丈量方法测定，选择有代表性的桥跨结构进行细部尺寸的复核，每隔24m布置一个测量断面。5.3 结构各部件表面缺损状况的检查检查范围主要针对桥面铺装、栏杆系、主梁、支座、盖梁和桥墩进行检查。常用的检查工具包括手锤、钢卷尺、游标卡尺、望远镜和照相机等。检查顺序按路线前进方向，从左至右、自上而下检查，先检查栏杆系、桥面铺装，再检查梁体和支座，最后检查桥墩、盖梁。检查内容要包括缺损的位置、大小、程度、性质等，必要时用文字描

10、述和图形加以辅助说明。检查要点包括：1) 栏杆系着重检查破损和异常变形情况； 2) 混凝土桥面铺装主要检查裂缝、断裂、破碎、坑洞等缺陷；3) 梁、墩等结构物主要检查混凝土表观质量、渗水浸蚀、露筋锈蚀等，注意查明劣质混凝土的分布（锤击音质音喑处）以及是否有异常变形。5.4 桥梁开裂状况检查裂缝检查记录采用草图和照片记录，草图应反映出裂缝发生的部位、走向、测定位置处的宽度、深度、分布和长度等，对裂缝的表面特征和性质以及成因判断用文字加以描述，若检查人员对裂缝成因不能加以判定，需进行进一步的特殊检测。5.5 结构几何形态的测定桥面纵向线型测量选择在未完全封闭交通的条件下，分上、下游和桥中心线三条带，

11、按工程测量规范(GB50010-2002)要求作往返闭合水准测量。5.6 桥梁混凝土强度检测混凝土强度检测采用超声-回弹综合法测定。采用HT-225A型回弹仪、NM-4B非金属超声波探测仪测定混凝土的回弹值和超声值。选择在主梁、横系梁、盖梁、桥墩，以及裂缝出现较多的部位布置测区，对表面缺损状况检查时确定的正常区和异常区（劣质混凝土区）进行抽样检测。5.7 混凝土碳化试验碳化试验采用在混凝土新鲜断面观察酸碱指示剂反映的方法，用游标卡尺和1%酒精酚酞溶液进行检查。测区结合混凝土强度检测布置。5.8 混凝土结构钢筋分布状况及保护层调查检测采用无损电磁检测方法、利用Profemeter 5S钢筋探测仪

12、进行检测。调查区域选择在承重构件或承重构件的主要受力部位，或结构验算需要确定的部位。5.9 钢筋锈蚀情况调查测定采用GXY-1A型钢筋锈蚀测量仪测量铜-硫酸铜参考电极与钢筋-混凝土电极之间电位差，评定构件内钢筋可能出现锈蚀的概率。调查区域选择在承重构件或承重构件的主要受力部位，或有迹象表明可能存在钢筋锈蚀的部位。5.10 自振特性测试利用环境随机激振引起的结构微小振动响应，利用941-B型拾振器和INV306DF数据采集系统测试结构的自振频率、振型和阻尼比。6 检测结果及评价6.1 结构历史与现状调查1. 桥梁历史资料调查 嘉积大桥是由前苏联专家协助公路总局第二工程局第二工程处于1955年7月

13、完工。施工采用全支架方法进行，距今已运营49年。由于年代久远，加上海南建省时档案资料交接管理的原因，相关技术资料并不完整。目前仅收集到公路总局第二工程局第二工程处1955年7月的竣工图。通过向琼海市公路局相关技术人员询问，了解到以下情况：(1) 该桥所处路段公路等级为三级公路，交通量相对较大；(2) 原桥面破损较重，桥面曾经多次维修，但多次维修的详细资料没有收集到；(3) 桥面净宽较窄，交通量大，桥面宽度已不能满足目前的交通量需求。2. 交通量调查原设计采用的交通量数据已经无法得到，根据公路工程技术标准（JTG B01-2003）对琼海公路局提供的交通量资料进行统计整理列于表6-1，由表6-1

14、可以看出，2003年1月至12月平均日交通量为6544辆/日，其中以小型客车，大型客车为主，所占比率分别为33.51%和29.65%。2004年1月至9月平均日交通量为5676辆/日，小型客车、大型客车所占比例分别为38.64%和30.44%。从2003年1月-2003年12月和2004年1月-2004年9月的年平均日交通量来看，该桥所处路段目前的年平均日交通量已经超出了三级公路所能适应的年平均日交通量。 嘉积大桥交通量调查表 表6-1类别载重汽车客车小型中型大型小型大型2003年1月-2003年12月辆/日7695254272193970折算后769787.585421931940比率%11

15、.75 12.03 13.05 33.51 29.65 2004年1月-2004年9月辆/日5464152931962864折算后546622.558621931728比率%9.62 10.97 10.32 38.64 30.44 3. 地理位置及气象调查该桥位于海楡东线K115+874处，靠近琼海市郊，桥址处属于平原地貌，地势自西向东倾斜。该桥所属地区属热带季风气候，日照充足，高温多雨，台风频繁，干季和雨季分明。年均降水量2042.6mm，年雨日167天。一般干季出现在12月至次年4月，月均雨量67mm；511月为雨季，月均雨量243.8mm，尤以八九月为最，月均雨量678.8mm，相当于干

16、季5个月雨量的2倍。年均气温23.426.5，比常年偏高0.308。年极端最高气温34.640.2，主要出现在4月，高温天气(日最高气温35)集中在38月，大部分地区高温日数1348天。年极端最低气温6.612.6。4. 水文、地质该桥跨越万泉河。万泉河流域内有琼中、屯昌、万宁、定安、琼海等5个市县，多年平均降雨量23 00mm，径流量54.1亿立方米，水量较丰富，但径流年际变化大，洪枯悬殊。万泉河由南北两源汇流而成，流短坡陡，洪水量大，而下游河段平缓。根据加积水文站实测和洪调资料，20年一遇洪峰流量为8250立方米/秒，解放后出现7000立方米/秒以上的洪流量有6次。该桥位区段河道顺直，各墩

17、台基础型式、持力层岩土类型及持力层容许承载力见表6-2。 各墩台的持力层及岩层容许承载力 表6-2墩号基础型式持力层容许承载力01明挖扩大基础风化砂砾岩300kPa2明挖扩大基础风化砂砾岩300 kPa3沉井基础风化砂砾岩300 kPa4沉井基础风化砂砾岩300 kPa5沉井基础风化砂砾岩300 kPa6群桩基础中粒砂450 kPa7群桩基础中粒砂450 kPa8群桩基础中粒砂450 kPa9群桩基础中粒砂450 kPa10群桩基础中粒砂450 kPa11群桩基础中粒砂450 kPa注：由公路总局第二工程局第二工程处嘉积大桥竣工图（1955年）得出。6.2 一般性检查1. 桥梁结构尺寸复核(1

18、)总体尺寸复核边跨设计跨径为12.60m，中跨设计跨径为33.00m，本次检测抽检了第9跨的主梁、悬臂段跨径，实测跨径为12.64m、33.02m。设计桥面宽8.90m，实测为8.92m。从跨径和桥面净宽复核情况来看，实测结构总体尺寸符合公路工程质量检验评定标准的要求。(2)细部尺寸复核主要针对悬臂梁、挂梁、盖梁和墩柱进行尺寸复核。测试结果与设计值相差不大，各结构及构件的尺寸基本符合设计要求，截面尺寸变动范围在-0.9%1%之间。 2. 桥面系(1) 桥面铺装桥面车行道净宽7.0m，原桥面采用2cm油毡防水层加9cm的水泥混凝土铺装层。桥面铺装层破损严重，修补破坏、坑洞、板角断裂现象普遍存在且

19、出现横桥向贯通裂缝、纵向裂缝、网状裂纹裂等病害。桥面裂缝的详细位置、长度、宽度和走向见附表三，桥面缺损统计见附表四。 桥面板曾破碎状态，纵向、横向和网状裂缝沿桥纵向均有分布，在墩顶处及挂空牛腿上伸缩缝处裂缝尤其严重，以至破碎脱落。究其原因，可能是桥面铺装层下是较软的油毛毡防水层，在重车及冲击荷载下易产生这种裂缝，见图6-16-3。 桥面K116+054.6处桥面板沥青修补后，重新又损坏，面积约为2.57.0m2，见图6-4。 桥面K116+129.4处桥面板板角断裂，面积约为5070cm2，见图6-5。 桥面K115+958.2处桥面有坑洞，直径约为2.54.2cm，深度约为1.53.5 cm

20、，见图6-6。 图6-1 桥面纵向裂缝照片 图6-2 桥面横向裂缝照片 图6-3 桥面网状裂缝照片 图6-4 桥面沥青修补后损坏照片 图6-5 桥面板角断裂照片 图6-6 桥面坑洞照片 (2) 伸缩缝、泄水管伸缩缝采用U型铁皮简易伸缩缝。从目前状况来看，所有伸缩缝面层都有不同程度的沉陷，图6-7为K116+168.3处伸缩缝面层下沉照片；大部分伸缩缝处渗水严重，有的伸缩缝内甚至有植物生长，图6-8为榆林侧起第五跨上游侧悬臂梁和挂梁接缝处缝隙间植物生长照片。桥面排水畅通，泄水管工作良好，见图6-9，但由于年代久远，所有铸铁管锈蚀殆尽，图6-10为第九跨悬臂梁和挂梁接缝处泄水管锈蚀照片。 图6-7

21、 伸缩缝沉陷照片 图6-8 伸缩缝渗水并有植物生长照片 图6-9 桥面泄水管照片 图6-10 泄水管锈蚀照片 (3) 人行道板及栏杆人行道板接缝附近由于挤压而隆起甚至断裂，图6-11为K116+095.8处上游侧人行道上拱照片，面积约为5570 cm2；图6-11为K116+061.2处下游侧人行道板断裂照片，面积约为6070 cm2，人行道裂缝统计见附表三，缺损统计见附表四。栏杆线形不顺畅且立柱有多处断裂，图6-13为K115+977.7处上游侧栏杆立柱断裂照片；图6-14为K116+029.4处上游侧栏杆断裂照片，栏杆缺损统计见附表四。 图6-11人行道板起皮、上拱照片 图6-12 人行道

22、板断裂照片 图6-13栏杆立柱断裂照片 图6-14栏杆断裂照片3. 主梁、挂梁主梁、挂梁的病害主要表现为部分混凝土剥落、钢筋外露、锈蚀严重，悬臂梁负弯矩区出现横桥向裂缝，牛腿部位有混凝土脱落，露筋的现象，主梁、挂梁病害分类详细表述如下。(1)裂缝。检测过程中发现悬臂梁在墩顶负弯矩区存在较多的横桥向裂缝，并且此类裂缝多伴有渗水现象，如图6-15所示。全桥悬臂梁共发现裂缝34条，总长125.60m，裂缝宽度均大于0.2mm，最大裂缝宽度2.05mm左右。全桥悬臂梁裂缝统计列于表6-3。裂缝的详细位置、长度、宽度和走向见附表三，裂缝分布示意图见附图三。图6-15（A）为第4跨距离榆林侧桥头起点距离为

23、108.1m处的横桥向裂缝，裂缝最大宽度为2.403mm。图6-15（B）为第6跨距离榆林侧桥头起点距离为145.4m处的横桥向裂缝并且有水渗出的痕迹，裂缝最大宽度为1.867mm。分析这种裂缝产生的原因是由于支点承受较大的负弯矩而引起的结构性裂缝。由于行车道板是整体现浇，在负弯矩区行车道板受拉而开裂，有的已经裂通行车道板，因此从主梁翼缘板可以看到渗水的痕迹。 全桥悬臂梁裂缝统计 表6-3跨数裂缝数量（条）裂缝长度（m）跨数裂缝数量（条）裂缝长度（m）128.60828.51228.60928.60326.6510312.94436.2211312.905415.111226.516415.8

24、11312.167415.05合计34125.60 （A） （B）图6-15 悬臂梁横向裂缝(2) 缺损。主梁、挂梁翼缘板混凝土剥落、钢筋外露，锈蚀严重，在这些缺陷中，有的主筋断面已经被腐蚀掉1/3，有的地方混凝土保护层太薄，钢筋锈蚀膨胀后混凝土保护层爆裂。全桥约有40m2混凝土剥落露筋，缺损统计详见附表四。 悬臂梁腹板底面混凝土在荷载、自然界长期风化作用下混凝土脱落，钢筋严重锈蚀，图6-16为海口侧边跨腹板底面混凝土剥落，露筋、钢筋锈蚀照片。 伸缩缝位置长年渗水造成挂梁端头腹板底面混凝土剥落、钢筋锈蚀，图6-17为第六跨悬臂梁和挂梁接缝附近由于常年渗水造成挂梁腹板底面混凝土剥落，露筋、钢筋锈

25、蚀照片。主梁和挂梁混凝土剥落、露筋、锈蚀等病害其主要原因有3个方面，一是施工时混凝土保护层厚度不够，致使有的地方拆模后就露箍筋，有的则是水分湿透钢筋，造成钢筋生锈体积膨胀，导致混凝土保护层胀裂；二是施工时严重的蜂窝、麻面未作很好处理或只抹了一层水泥砂浆，致使日后钢筋锈蚀爆裂混凝土；三是桥面泄水管漏水，致使主梁、挂梁长期处于污水渗湿状态，使混凝土腐蚀、钢筋锈蚀。 图6-16 悬臂梁腹板底面砼脱落、露筋照片 图6-17 挂梁腹板底面砼脱落、露筋照片（3）全桥牛腿部位由于伸缩缝渗水，连接钢板和支座钢板锈蚀严重，并且伸缩缝处不平整引起的跳车，冲击等使牛腿部位接缝曾现上宽下窄，支座钢板外移，混凝土脱落、

26、露筋等现象，图6-18为第5跨处琼海海口方向牛腿部位照片。图6-18 牛腿部位现状照片4. 支座牛腿处支座为钢板支座，挂梁两端一设固定支座，一设活动支座。但原桥面伸缩缝破坏，雨水能从缝口流到支座处，使支座生锈。由于阻碍了梁的自由伸缩，一些支座已经被损坏。5. 下部结构及基础(1) 盖梁、墩系梁嘉积大桥各个盖梁混凝土表观质量较好，检测过程中没有发现裂缝、混凝土剥落、露筋等病害。这与桥梁设计支承特点相适应（桥梁上部重量直接传递到墩柱顶端，盖梁主要起联结双墩柱顶端的作用）。 (2) 墩身墩身混凝土质量较好，除表面风化，色泽和新浇筑的混凝土相比稍暗之外，没有发现裂缝等其它不良病害。图6-19为各桥墩表

27、观情况。图6-19 桥墩现状照片(3) 基础冲刷现场对岸上各墩用钢尺直接丈量，对水中各墩采用触探法探测河床标高，调查各墩的高程变化情况，各墩河床冲刷统计见表6-4，图6-20为水中各桥墩的情况。 各墩冲刷统计表(单位：m) 表6-4墩位1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 9# 10# 11# 12# 竣工河床高程46.5841.1540.7040.9040.8641.2041.7041.5041.0042.5043.4046.58-现今河床高程46.34 40.12 39.16 39.23 38.38 38.52 38.91 38.65 39.65 41.56 42.80 46.2

28、4 冲刷深度0.24 1.03 1.54 1.67 2.48 2.68 2.79 2.85 1.35 0.94 0.60 0.34 从6-5表数据可以看出，3墩10墩基础的河床冲刷较为严重，分析原因是由于河床基础是由中粒砂组成再加上万泉河水流较急的缘故。 图6-20 水中各墩现状照片 (4) 锥坡桥头锥坡浆砌片石表面平整，勾缝均匀，整体状况较好，有大量的植物生长。6.3特殊检查特殊检查项目包括桥面几何线形测量、混凝土强度、钢筋锈蚀电位、钢筋保护层调查和碳化深度五项内容。考虑到到现场的实际情况，混凝土强度、钢筋锈蚀电位、钢筋保护层调查和碳化深度四项内容选择在检测人员可以接触到上部悬臂梁的第1跨和第13跨外，在桥梁的第9跨搭设满堂支架以使检测人员可以开展工作。混凝土强度、钢筋锈蚀电位、钢筋保护层调查、碳化深度的检测区域按照悬臂梁、挂梁的腹板、横隔板、顶板等构件布设。桥面几何线型测量从榆林海口方向进行。(1) 桥