橋墩火損后的檢測(cè)與消害處理

陳東恩

摘要：文章介紹了回彈-超聲法在對(duì)火災(zāi)中受損墩柱進(jìn)行檢測(cè)與評(píng)價(jià)時(shí)的應(yīng)用，同時(shí)對(duì)修復(fù)方案的制定與施工工藝進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹。

關(guān)鍵詞：墩柱；火災(zāi)；回彈；超聲波；檢測(cè)

中圖分類號(hào)：TU974 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2009）01-0081-02

在某高速公路工程的大橋施工中，因工人焊接濕接縫鋼筋時(shí)落下的焊渣點(diǎn)燃橋下的土工格柵引起大火，大火燃燒時(shí)間約為20分鐘，使其中一根墩柱被燒傷。為對(duì)受損情況進(jìn)行深入了解，以便制定相應(yīng)對(duì)策措施，對(duì)燒傷部位進(jìn)行了檢查監(jiān)測(cè)檢測(cè)。檢測(cè)使用了回彈法和超聲波法綜合進(jìn)行。

一、墩柱檢測(cè)

（一）外觀檢查

1．本次火災(zāi)中主要受損墩柱為5-4#，實(shí)際檢查中發(fā)現(xiàn)，該墩柱從地面到墩頂范圍內(nèi)均有不同程度的過(guò)火現(xiàn)象，主要破損在5-4#墩柱的北面，混凝土的狀態(tài)表明受熱溫度局部應(yīng)達(dá)500℃以上。

2．墩柱燒損區(qū)約占整個(gè)墩柱表面50％面積，主要在5-4#墩柱的北面，大部分表面燒傷層已鑿除，實(shí)測(cè)最大深度約5cm，橋墩主筋、箍筋外露。

（二）超聲波、回彈檢測(cè)

墩柱超聲波測(cè)試采用徑向?qū)y(cè)法測(cè)試。為便于分析對(duì)比，分別在正常墩柱5-3#墩柱東西面、南北面；受損墩柱5-4#墩柱的東西面、東西面、南北面進(jìn)行了測(cè)試，表1為5-3#正常墩柱超聲波測(cè)試結(jié)果；表2為5-4#受損墩柱東西對(duì)測(cè)超聲波測(cè)試結(jié)果；表3為5-4#受損墩柱南北對(duì)測(cè)超聲波測(cè)試結(jié)果；表4給出了5-3#正常橋墩混凝土回彈值及聲速測(cè)試結(jié)果；表5給出了5-4#受損橋墩混凝土回彈值及聲速測(cè)試結(jié)果。

分析表1～5中的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)可得：

1．正常墩柱的實(shí)測(cè)波形良好，為受損墩柱的評(píng)定提供了很好的參考值。

2．受損墩柱在測(cè)試前已將大部分受火疏松的混凝土進(jìn)行了鑿除（多數(shù)部位已露出了箍筋和主筋），部分測(cè)點(diǎn)是在鑿除后的混凝土面上經(jīng)打磨后布置的測(cè)點(diǎn)（如南北對(duì)測(cè)測(cè)點(diǎn)1#～21#）。

從這些測(cè)點(diǎn)測(cè)試結(jié)果看，除個(gè)別測(cè)點(diǎn)波形不太好外，多數(shù)測(cè)點(diǎn)波形完好，這說(shuō)明受損墩柱內(nèi)部混凝土狀態(tài)完好，本次火災(zāi)對(duì)墩柱內(nèi)部混凝土影響甚微。個(gè)別波形不太好的測(cè)點(diǎn)恰恰為燒傷混凝土鑿除不徹底或未鑿除的部位，這也進(jìn)一步說(shuō)明了以上判斷的正確性。

3．墩柱燒傷程度上部小于下部，北面大于南面，南面受災(zāi)較為輕微。墩柱最大受損深度局部約5cm。

綜上所述，受損墩柱受災(zāi)為表層病害，火災(zāi)對(duì)墩柱內(nèi)部混凝土影響甚微，從受災(zāi)范圍及程度判斷，墩柱經(jīng)加固補(bǔ)強(qiáng)后可以繼續(xù)投入使用。

二、加固方案

墩柱受傷較為嚴(yán)重，但其內(nèi)部混凝土受火災(zāi)影響甚小，混凝土受損深度不是很深（最深處約5cm），其加固維修可本著恢復(fù)和適當(dāng)補(bǔ)強(qiáng)的方式。可采用下面方案進(jìn)行加固：

鑿除受傷混凝土（鑿除深度以露出新鮮混凝土為準(zhǔn)，但要注意保護(hù)主筋），在墩柱外加設(shè)鋼筒（厚度為10mm，比墩柱稍矮、直徑可稍大），以此作為外模板，在其內(nèi)澆注自流免振搗混凝土。

三、加固效果計(jì)算

根據(jù)上述整體計(jì)算結(jié)果，加固效果分析通過(guò)截取5-4號(hào)墩墩柱（4.5米）進(jìn)行局部計(jì)算，計(jì)算墩柱加固補(bǔ)強(qiáng)后的受力狀況。

計(jì)算模型中墩柱混凝土采用實(shí)體單元solid45，鋼箍采用板殼單元shell63（Keyopt(1)=0，板殼單元）。材料參數(shù)均按《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D62－2004）取值。

墩柱（30號(hào)混凝土）：Ec＝3.0×104MPa，泊松比vc＝0.2；

鋼箍（A3鋼）：Es＝2.1×105MPa，泊松比vs＝0.3；

經(jīng)過(guò)建立有限元模型計(jì)算得出結(jié)果可以看出，墩柱在加固補(bǔ)強(qiáng)后能滿足受力要求，鋼箍的等效應(yīng)力（Von Mises應(yīng)力）均在40MPa以下，混凝土豎向應(yīng)力SY（壓應(yīng)力）均小于為10MPa（墩柱混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)為30號(hào)，大于10MPa的為邊界約束引起的局部應(yīng)力，實(shí)際中不會(huì)存在）。

四、自流免振搗混凝土工藝

（一）性能特點(diǎn)

自流免振：按規(guī)定的配合比混合，加水?dāng)嚢杈鶆蚝?，即可施工，不需振搗，操作方便。

增強(qiáng)：可以提高砂漿和混凝土強(qiáng)度10MPa以上。

微膨脹：以保證密實(shí)填充灌注孔隙。

（二）施工

將每種料按配合比正確計(jì)量，倒入攪拌機(jī)，干攪1分鐘，再倒入水，攪拌1～2分鐘。攪拌過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)拌和料偏稀，可采用加入干料的方法調(diào)和，直到稠度適中；太干時(shí)可加少許水，再攪拌均勻即可。嚴(yán)禁用太稀的料施工。以拌合料均勻、能順利自流，且表面無(wú)剩余水為準(zhǔn)。可以先加入4/5的水，最后根據(jù)稠度分兩次加入剩余水，以防止一次性加水量偏大。同時(shí)建議先按干料配合比攪拌一定量的混合料，裝袋備用，用于用水量偏大時(shí)，調(diào)和稠度。需要強(qiáng)調(diào)的是，現(xiàn)場(chǎng)使用的砂含水率不同，或溫度風(fēng)速等環(huán)境因素的影響，可能導(dǎo)致實(shí)際用水量與實(shí)驗(yàn)室提供的用水量有差異，必須根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整。

（三）注意事項(xiàng)

1．此材料對(duì)水比較敏感，特別是達(dá)臨界點(diǎn)后，很小的加水量可能導(dǎo)致流動(dòng)性變化很大，因此一定要嚴(yán)格控制加水量；同時(shí)控制相同的攪拌時(shí)間，延長(zhǎng)攪拌時(shí)間，料變稀。

2．河砂里存在一定的大顆粒，施工前要過(guò)5mm的方孔篩。

3．施工前可在實(shí)驗(yàn)室里按提供的配合比復(fù)配，確定精確的用水量；材料用量MS摻和料量為0.25t/m³。

參考文獻(xiàn)

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