1、桥梁检测与维修加固论文专业： 交通土建一班学号：111608030120（03）姓名： 李谨河南理工大学万方科技学院摘 要由于近年交通量急剧增长，尤其是过往超载、超限车辆的增加，使很多大桥在使用期限内出现严重的病害，当然还有那些因为赶工期、采用劣质材料、施工方法不当等原因而出现病害的桥梁需要做鉴定以确保其安全运营。桥梁检测主要包括桥梁的外观检测和荷载试验，通过外观的检测我们可以基本上确定桥梁结构物的使用状况，然而理论推断与实际结构的特性往往存在着一定的差别，尤其需要对病害严重的桥梁进行荷载试验，进行结构性能评定。关键词：桥梁检测，外观检测，荷载试验河南理工大学万方科技学院目录一、绪 论 1二、
2、 论文主体 2（一）资料收集 2（二）桥梁外观检测 21桥梁外观检测的项目和内容 22桥梁外观检测的评定标准和重点 3（三）静载试验 51桥梁概况 52静载试验的目的 53静载试验的内容 54试验过程 65试验结果 8三、结论 13四、参考文献 14五、致谢 15河南理工大学万方科技学院| 1一、绪 论为了适应公路运输载重量不断发展的要求，充分利用现有的公路桥梁，使之能继续安全地为公路运输服务，根据交通部颁布的公路养护技术规范要求，必须对桥梁进行检测。与此同时，新材料、新工艺、新结构形式的采用也越来越多，为了积累这方面的工程经验我们有必要做一些检测工作。由于近年交通量急剧增长，尤其是过往超载、
3、超限车辆的增加，使很多大桥在使用期限内出现严重的病害，当然还有那些因为赶工期、采用劣质材料、施工方法不当等原因而出现病害的桥梁需要做鉴定以确保其安全运营。桥梁外观的检测我们可以基本上确定桥梁结构物的使用状况，然而理论推断与实际结构的特性往往存在着一定的差别，尤其需要对病害严重的桥梁进行荷载试验，进行结构性能评定。荷载试验包括静载试验和动载试验，由静载试验可以得到结构的挠度和静力应变，由动载试验可以得到结构的模态特性（自振频率、振型和阻尼比）和系统参数（刚度、质量和阻尼矩阵） 。河南理工大学万方科技学院| 2二、 论文主体桥梁检测就是要根据实际情况对桥梁进行评估，因此前期的主要工作就是从既有的现
4、状与特性着手，对要检测的实体有一个总体把握，并且明确后面工作的方向。（一）资料收集这里所说的资料收集的范围比通常意义上说的资料范围要广泛一些，不仅仅包括设计资料，还包括施工资料以及有关的养护、维修、加固资料。施工资料里面包括各个阶段的竣工图纸、竣工说明书、材料试验资料及施工记录、竣工验收资料等等；其他养护、维修资料则包括历史上通过的车型、载重，交通量状况、维修的资料等等。（二）桥梁外观检测1桥梁外观检测的主要项目和内容桥梁外观检测的项目和内容有如下方面：（1）桥面铺装是否有坑槽、开裂、车辙、松散、不平、桥头跳车现象等；（2）伸缩缝：是否有破损、结构脱落、淤塞、填料凹凸、跳车、漏水等；（3）上部
5、结构：梁式结构：主梁支点、跨中、变截面处有无开裂，最大裂缝值；梁体表面有无空洞、蜂窝、麻面、剥落、露筋；有无局部渗水；横隔板是否开裂、焊缝是否断裂；钢结构锈蚀情况、变形情况等；河南理工大学万方科技学院| 3（4）支座：位移是否正常；钢板和支座是否锈蚀、干涩；支座固定端是否松动、剪断、 开裂等；（5）桥墩：墩身是否开裂、局部外鼓、表面风化、剥落、空洞、露筋情况；是否有变形，倾斜、沉降、冲刷、冲撞损坏情况等；2桥梁外观检测的评定标准和重点通常可以根据桥型确定调查的要点，如梁桥的检查要点有:跨中区域的裂缝、挠度；端部的剪力缝；主梁连接部位的状况；构件的外观质量等等。病害在找出病因的同时应根据其损坏程
6、度进行评估，然后确定是否有必要加固或更换构件用以维持正常的运营。表 1 桥梁部件缺损状况评定方法缺损状况及标度 组合评定标度小 大少 多程度轻度 严重缺损程度及标度标度0 1 2 无、不重要 0 0 1 2小、次要 1 1 2 3缺损对结构使用功能 的影响程度大、重要 2 2 3 4以上两项评定组合标度 0 1 2 3 4趋向稳定 -1 0 1 2 3发展缓慢 0 1 2 3 4缺损发展变化状况的 修正发展较快 1 1 2 3 4 5最终评定结果 0 1 2 3 4 5桥梁技术状况及分类 完好良好较好较差差的危险河南理工大学万方科技学院| 4一类二类三类四类五类表 2 桥梁各部件权重及综合评定
7、方法部件 部件名称 权重 Wi桥梁技术状况评定方法1234567891011121314151617翼墙、耳墙锥坡、护坡桥台及基础桥墩及基础地基冲刷支座上部主要承重构件上部一般承重构件桥面铺装桥头与路堤连接部伸缩缝人行道栏杆、护栏灯具、标志排水设施调治构造物其它11232483205133111131（）综合评定采用下列公式计算： 51/0iirWRD式中：按表 4-1 对各部件确定的iR评定标度（05） ；各部件权重，iW100；i全桥结构技术状况评分rD（0100）评分高表示结构状况好。（）评定分类采用下列限界88 一类rD88 60 二类60 40 三类r40 四类、五类60 的桥梁，并
8、不排出其rD河南理工大学万方科技学院| 5中评定标度 3 的部件，仍iR有维修的需要（三）静载试验1桥梁概况孟州蟒河桥始建于 20 世纪 80 年代，上部结构采用 12-10m 装配式钢筋混凝土 T 梁，下部结构为双柱式墩台、钻孔灌注桩基础。桥面宽度：净-6+2x0.5m 防撞护栏，桥面铺装采用 2cm 厚沥青混凝土河南理工大学万方科技学院| 6+9cmC25 防水混凝土，路水交角 90，设计荷载汽-15，挂车80。2静载试验的目的桩基础静载试验的主要目的是确定桩的承载能力，即确定桩的允许荷载和极限荷载，查明桩基础强度的安全储备，了解桩基础的变位情况，并依据试验结果，确定桩基的安全性。通过该次
9、静载试验全面了解桥墩盖梁、立柱和钻孔灌注桩的受力性能，确定桥梁下部结构的承载能力，为对该桥下部结构加固提供试验数据支持。此次静载试验的主要目的有：（1）检验桥梁下部结构立柱、盖梁的力学性能。（2）检验钻孔灌注桩在试验荷载作用下的沉降情况，并判定钻孔灌注桩的承载能力，为该桥的桥梁改造提供可靠依据。3静载试验的内容根据试验目的及现场实际情况，确定该静载试验进行下列试验项目：（1）墩台盖梁、立柱外观检测及混凝土的强度检测；（2）挠度测量：盖梁跨中截面；（3）沉降观测：桩顶截面处；（4）应力测试：盖梁跨中截面下缘应力，墩顶处盖梁截面上缘应力，桥墩墩底截面应力；河南理工大学万方科技学院| 7（5）裂缝开
10、展情况。4试验过程（1） 试验桥墩经过对该桥实地检查，为方便加载，试验桥孔选择桥梁第三、九两孔，即 3#墩、9#墩。（2） 测点布置根据试验目的和试验内容的要求进行测点布置，其布置示意图如图 1 所示：图 1 应变及挠度测点布置示意图（3） 荷载试验效率根据大跨径混凝土桥梁的试验方法中的建议，桥梁荷载试验一般采用基本荷载。其中静力试验荷载的效率系数的取值范围为：0.81.05其中： Stsa试验荷载作用下检测部位变位或内力的计算值；tsaSS设计标准荷载作用下检测部位变位或内和计算值；加固后一个桥墩桩基承担的桩顶力为：105.4KN(上部结构及桥面铺装恒载增加)+ 20.6KN(盖梁加固后增加
11、)+335（公路-级汽车荷载）=451KN。河南理工大学万方科技学院| 8为使试验荷载作用下校验系数为 0.81.05，则试验车辆产生的竖向力为：360.8 KNB473.55 KN。本次试验车辆作用下，产生的桩顶竖向力为 B=446KN，校验系数 =446/451=0.99。（4）. 试验荷载布置及加载方案按最大桩顶反力布载，双孔双列布置 2 辆 35t，2 辆 20t 试验车，35t 试验车其前轴重为 70KN，双后轴重量均为 140KN，前后轴间距5.4m，轮距 1.8 m；20t 试验车其前轴重为 60KN，后轴重量为140KN，前后轴间距 4m，轮距 1.8 m，平面布置如图 2 所
12、示。车辆横、纵向布置如图 3 所示：图 2 35t 汽车平面布置图(单位：cm)图 2 20t 汽车平面布置图(单位：cm)河南理工大学万方科技学院| 9图 3 车辆荷载纵、横向布置情况( 尺寸单位：m)加载方案工况一：按墩顶最不利位置布载，单孔横桥向为两列车偏载。工况二：按墩顶最不利位置布载，双孔横桥向为两列车偏载。5试验结果通过对桥下部结构外观检测及静载试验数据分析，可以得出以下结论：（1）盖梁表面受流水侵蚀严重，导致盖梁表面混凝土剥落，局部有露筋锈蚀。盖梁混凝土强度推定值为 22.90 MPa，低于 C25 混凝土强度，立柱混凝土强度推定值为 18.5-19.8MPa，接近 C20 混凝
13、土强度。桥墩盖梁和立柱的碳化深度在 0.5-1mm 之间。（2）分析静载试验数据，盖梁和立柱的变形及应力实测结果与理论数据对比，得到校验系数，盖梁挠度的校验系数最大值为0.96，应力的校验系数最大值为 0.903，立柱应力的校验系数最大值为 0.860。参考桥梁检测与加固手册钢筋混凝土结构的校验系数河南理工大学万方科技学院| 10范围为 0.60-0.85，说明盖梁的工作性能有所降低，结构安全储备不足。 （3）由于场地条件的限制，本次试验测试了第三跨 3#墩和第九跨 9#墩桥墩在试验荷载作用下桥墩立柱的应力与沉降，应力实测数据与理论数据基本吻合，沉降观测数据为 0.032mm，承载能力满足公路
14、- 级荷载标准要求。通过检测过程中的回弹及碳化数据，进行计算分析，混凝土强度及碳化状况评定如附表 1。附表 1 砼强度及碳化评定表桥梁测区（跨）最大碳化深度（mm)强度换算值的平均值 mfccu （Mpa）标准差 Sfccu （Mpa）最小值fccu,min（MPa）推定值 fcu，e （Mpa）1-1 盖梁 0.50 23.05 - 22.90 22.90 2-2 盖梁 0.50 22.90 - 22.40 22.40 1-1 柱 0.50 19.30 - 19.00 19.00 1-2 柱 0.50 18.80 - 18.60 18.60 1-2 柱 0.50 19.50 - 19.20
15、19.20 2-1 柱 1.00 19.35 - 19.10 19.10 3-1 柱 0.50 19.25 - 19.00 19.00 3-2 柱 1.00 19.70 - 19.60 19.60 4-1 柱 0.50 18.90 - 18.60 18.60 8-1 柱 0.50 19.00 - 18.80 18.80 8-2 柱 1.00 19.80 - 19.80 19.80 9-1 柱 0.50 19.60 - 19.10 19.10 9-2 柱 0.50 19.20 - 18.50 18.50 10-1 柱 1.00 19.80 - 19.40 19.40 10-2 柱 1.00 20
16、.00 - 18.60 18.60 混凝土强度换算值的平均值 mfccu：标准差 Sfccu:推定值 fcu，e : 当测区小于 10 个时：f cu,e=fccu,min 河南理工大学万方科技学院| 11nniciuf1,cum1)()(122,nfmniciuf cucuS当测区不少于 10 个时 ： fcu,e=mfccu-1.645Sfccu （4） 静载试验数据分析1、挠度数据分析主要挠度测试结果如表附表 2、附表 3 所示。附表 2 列出了第九跨 9#墩在荷载作用下的各测点位移值，盖梁实测最大挠度为0.36mm，而理论值为 0.37mm，校验系数为 0.97，残余变形测点为0.04
17、mm；立柱最大变形为 0.027mm，而理论值为 0.037mm，校验系数为 0.72，最大残余变形测点为 0.002mm。 附表 2 列出了第三跨 3#墩在荷载作用下的各测点位移值，盖梁实测最大挠度为 0.30mm，而理论值为 0.37mm，校验系数为 0.81，最大残余变形测点为 0.06mm；立柱最大变形为 0.032mm，而理论值为 0.037mm，校验系数为 0.86，最大残余变形测点为 0.004mm。 附表 2 9#墩荷载作用下挠度试验结 果与理论值比较表试验荷载（4 辆车） 全卸 百分表读数测点位置 实测值（mm） 理论值（mm） 实测值（mm）1 0.36 0.37 0.04
18、02 0.027 0.037 0.0023 0.026 0.036 0.001附表 3 3#墩荷载作用下挠度试验结果与理论值比较表试验荷载（4 辆车） 全卸 百分表读数测点位置实测值（mm） 理论值（mm） 实测值（mm）1 0.30 0.37 0.0602 0.032 0.037 0.002河南理工大学万方科技学院| 123 0.028 0.036 0.004(5) 应变数据分析在试验荷载作用下，测试断面应力与相应的理论计算值、结构效验系数及残余应变值列于附表 4、附表 5。分别在盖梁跨中的下部和墩顶处盖梁截面上缘使用电阻应变片测试，为保证测试的准确，每个测点布置 2 个应变片。附表 4 列
19、出了试验荷载作用下的应力结果，第九跨 9#墩盖梁跨中截实测最大正应力为 1.638MPa，与理论值相比较的校验系数为0.871，残余应变为 5.92%，墩顶处盖梁截面上缘实测最大正应力为1.611MPa，与理论值相比较的校验系数为 0.868，残余应变为5.59%。附表 5 列出了试验荷载作用下的应力结果，第三跨 3#墩盖梁跨中截面实测最大正应力为 1.629MPa，与理论值相比较的校验系数为0.866，残余应变为 5.95%，墩顶处盖梁截面上缘实测最大正应力为1.607MPa，与理论值相比较的校验系数为 0.878，残余应变为5.72%。附表 4 第九跨 9#墩荷载作用下应力测试结果与理论值
20、比较表一级荷载(2 辆车) 二级荷载(4 辆车) 卸载应变片编号实测值理论值校验系数实测值理论值校验系数实测值残余量(%)1 0.782 1.05 0.745 1.607 1.78 0.903 0.087 5.412 0.763 1.05 0.727 1.596 1.78 0.897 0.092 5.763 0.853 1.08 0.79 1.62 1.88 0.862 0.106 6.544 0.874 1.08 0.809 1.638 1.88 0.871 0.097 5.925 0.763 1.02 0.748 1.589 1.83 0.868 0.095 5.98河南理工大学万方科技学
21、院| 136 0.759 1.02 0.744 1.611 1.83 0.880 0.09 5.597 -0.327 -0.436 0.75 -0.613 -0.727 0.843 -0.035 5.718 -0.306 -0.436 0.702 -0.625 -0.727 0.860 -0.041 6.569 -0.322 -0.456 0.706 -0.628 -0.76 0.826 -0.041 6.5310 -0.336 -0.456 0.737 -0.636 -0.76 0.837 -0.032 5.03附表 5 第三跨 3#墩荷载作用下应力测试结果与理论值比较表一级荷载(2 辆车)
22、 二级荷载(4 辆车) 卸载应变片编号实测值理论值校验系数实测值理论值校验系数实测值残余量(%)1 0.804 1.05 0.766 1.551 1.78 0.871 0.082 5.292 0.793 1.05 0.755 1.566 1.78 0.880 0.082 5.243 0.838 1.08 0.776 1.629 1.88 0.866 0.097 5.954 0.852 1.08 0.789 1.608 1.88 0.855 0.095 5.915 0.762 1.02 0.747 1.584 1.83 0.866 0.084 5.306 0.76 1.02 0.745 1.60
23、7 1.83 0.878 0.092 5.727 -0.296 -0.436 0.679 -0.582 -0.727 0.801 -0.045 7.738 -0.312 -0.436 0.716 -0.6 -0.727 0.825 -0.031 5.179 -0.347 -0.456 0.761 -0.605 -0.76 0.796 -0.03 4.9610 -0.351 -0.456 0.77 -0.619 -0.76 0.814 -0.032 5.17河南理工大学万方科技学院| 14三、结论2建议根据检测结果和分析，现对孟州蟒河桥的下部结构处理提出以下建议：（1）对桥梁下部结构的盖梁和立柱
24、进行加固，以提高混凝土盖梁的抗剪、抗弯能力和立柱的抗压、抗弯能力；（2）根据桥梁下部结构静载试验和孟州相同跨径桥梁资料进行分析，虽然在试验荷载作用下，沉降数据满足规范和公路-级荷载标准要求，但是考虑超载车作用，从桥梁安全角度出发，为了确保桥梁安全运营应予以加固。河南理工大学万方科技学院| 15参考文献1JTG B01-2003，公路工程技术标准S2JTG H11-2004 公路桥涵养护规范S3JTG H20-2007 公路技术状况评定标准S4JTG F80-1 2004 公路工程质量检验评定标准-土建工程S5宋一凡.公路桥梁荷载试验与结构评定M.北京：人民交通出版社，20026陈榕峰，宋丹，高鹏.交通标准化J.公路桥梁荷载试验综述，2006，10：28-307 谌润水，刘群安. 公路交通科技(应用技术版 ) J.公路桥梁荷载试验的作用与基本原则，2006，05：5-8河南理工大学万方科技学院| 16致谢岁月如梭，我的大学时光也即将敲响结束的钟声。离别在即，站在人生的又一个转折点上，心中难免思绪万千，一种感恩之情油然而生。在即将走出校门，迎向大千世界之际，再次感谢所有帮助过我的老师、同学与同事，是你们的帮助使我的大学生活倍感充实与完整。大学生活虽即将完结，但我的人生却只圈了个逗号，我必须迈步前进，未来不可知，是我前进的原动力！
