某板橋斷裂原因分析★

楊魯生 孫海明

(1.濰坊市政工程建設(shè)處，山東 濰坊 261031; 2.煙臺市萊山公路管理局，山東 煙臺 264003)

1 工程概況

某市南環(huán)路東段(K13+030)處涵洞橋由24塊預(yù)制鋼筋混凝土板組成，設(shè)計荷載為:城—B級，驗算荷載為:汽—20級、掛車—100級;人群荷載為3.5 kN/m2。該涵洞屬于南環(huán)路道路工程，車行道寬為24 m，人行道為2×5.0 m。

該橋于2006年4月6日開工，2007年5月10日竣工。由于該涵洞鋼筋混凝土板斷裂，因此下面對現(xiàn)場進行檢測。

2 現(xiàn)場檢測

為查明事故原因，2010年8月27日，現(xiàn)場對混凝土板橋部分構(gòu)件進行了隨機取樣抽查檢測，主要項目包括混凝土強度、鋼筋布置情況、構(gòu)件尺寸等。

2.1 鋼筋混凝土板損壞狀況

根據(jù)現(xiàn)場狀況，鋼筋混凝土板中間部位上部混凝土被壓碎，造成鋼筋混凝土板斷裂。鋼筋混凝土板斷裂情況見圖1。

圖1 鋼筋混凝土板斷裂破壞情況

2.2 鋼筋混凝土板截面尺寸、支撐情況

經(jīng)檢測:該鋼筋混凝土板的截面尺寸符合原設(shè)計要求，支撐情況符合原設(shè)計要求。

2.3 結(jié)構(gòu)混凝土強度

依據(jù)JGJ/T 23-2011回彈法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程，采用回彈法對該涵洞鋼筋混凝土板強度進行了抽查檢測，經(jīng)過推算，該鋼筋混凝土板混凝土強度推定值為33.3 MPa，滿足原設(shè)計強度等級C25的要求。

2.4 鋼筋保護層厚度及分布筋間距

依據(jù)GB 50204-2002混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范(2011版)，現(xiàn)場用鋼筋定位儀對該鋼筋混凝土板主筋根數(shù)、直徑、間距及保護層厚度、分布筋直徑、間距進行了抽查檢測。

經(jīng)檢測:該鋼筋混凝土板主筋根數(shù)、直徑及間距、分布筋直徑符合原設(shè)計要求。

經(jīng)檢測:該鋼筋混凝土板主筋保護層厚度、分布筋間距符合原設(shè)計要求。具體檢測結(jié)果見表1，表2。

2.5 鋪裝層厚度、鋼筋直徑、間距

現(xiàn)場對橋涵鋪裝層厚度、鋪裝層鋼筋直徑、間距進行了抽查檢測。

經(jīng)檢測:鋪裝層厚度、鋪裝層鋼筋直徑滿足原設(shè)計要求。

經(jīng)檢測:鋪裝層鋼筋間距不滿足原設(shè)計要求。

具體檢測結(jié)果見表3。

表1 鋼筋混凝土板主筋保護層厚度 mm

表2 鋼筋混凝土板分布筋間距檢測結(jié)果 mm

表3 鋪裝層鋼筋間距檢測結(jié)果 mm

3 鋼筋混凝土板承載力計算

根據(jù)原設(shè)計圖紙對鋼筋混凝土板承載力進行了驗算(混凝土保護層厚度根據(jù)現(xiàn)場實測結(jié)果)。

荷載選取依據(jù)JTG D60-2004公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范、CJJ 77-98城市橋梁設(shè)計荷載標準和設(shè)計圖紙。

經(jīng)驗算該鋼筋混凝土板承載能力滿足原設(shè)計荷載(城—B級)、驗算荷載(汽—20級、掛車—100級)的要求。

4 破壞原因分析

4.1 設(shè)計方面

依據(jù)JTG D62-2004公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范9.2.5條:行車道板內(nèi)應(yīng)設(shè)置垂直于主鋼筋的分布鋼筋。分布鋼筋設(shè)在主鋼筋的內(nèi)側(cè)，其直徑不應(yīng)小于8 mm，間距不應(yīng)大于200 mm，截面面積不宜小于板的截面面積的0.1%。

分布鋼筋間距設(shè)計為250 mm，不符合規(guī)范要求(見圖2)。

圖2 分布鋼筋間距

圖3 主筋端部未做彎鉤

4.2 施工方面

依據(jù)JTG D62-2004公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范9.1.4條:當采用HRB335鋼筋，主筋彎起應(yīng)符合下述要求:彎曲直徑應(yīng)不小于2.5d，平直段長度不小于3d。根據(jù)現(xiàn)場檢查，鋼筋混凝土板縱向主筋，未按設(shè)計及規(guī)范要求彎起，見圖3。鋪裝層鋼筋間距不滿足設(shè)計及規(guī)范要求。

4.3 使用方面

該涵洞位于臨沂市羅莊區(qū)南環(huán)路，為該地區(qū)主要干道，過往重型車較多，超載現(xiàn)象嚴重。

4.4 原因分析

現(xiàn)場對破壞鋼筋混凝土板的情況進行了檢測，主筋未產(chǎn)生滑移，主筋及分布筋均未有明顯銹蝕;該板破壞形式為中間部位上部混凝土被壓碎引起中間斷裂。因此可以推斷:1)鋼筋混凝土板分布鋼筋設(shè)計間距不滿足規(guī)范要求，可能導(dǎo)致混凝土板產(chǎn)生裂縫，引起鋼筋銹蝕，進而引起承載力下降;目前該板鋼筋未見銹蝕，因此，現(xiàn)階段鋼筋混凝土板分布鋼筋設(shè)計間距不滿足規(guī)范要求，沒有對承載力產(chǎn)生影響;2)鋼筋混凝土板縱向主筋雖未按設(shè)計及規(guī)范要求彎起，但因為端部未產(chǎn)生滑移，這也不是該板破壞的原因。通過承載力計算以及以上分析:導(dǎo)致該橋涵鋼筋混凝土板破壞的主要原因是通過的重型車較多，超載引起的。

5 鑒定結(jié)論及建議

5.1 鑒定結(jié)論

通過對某市南環(huán)路東段(K13+030)處涵洞的現(xiàn)場調(diào)查、檢測及分析計算整理，可得出如下結(jié)論:1)抽測的鋼筋混凝土板混凝土強度滿足原設(shè)計要求;所抽測構(gòu)件的混凝土保護層厚度滿足原設(shè)計和規(guī)范要求;主筋規(guī)格、直徑、間距均滿足設(shè)計及規(guī)范要求;2)鋼筋混凝土板分布筋設(shè)計間距不滿足規(guī)范要求;3)鋪裝層鋼筋網(wǎng)間距不滿足設(shè)計及規(guī)范要求;施工時主筋未在兩端彎起，不滿足設(shè)計及規(guī)范要求;4)該鋼筋混凝土板承載能力滿足原設(shè)計荷載(城—B級)、驗算荷載(汽—20級、掛車—100級)的要求;5)該涵洞鋼筋混凝土板的破壞主要是由于通過的重型車較多、超載引起的。

5.2 建議

1)重建后，建議在該涵洞兩側(cè)顯著位置設(shè)限載、限速牌，嚴禁過往車輛超載、超速，避免該橋涵出現(xiàn)不可恢復(fù)的變形，從而導(dǎo)致涵洞承載能力降低。2)按CJJ 99-2003城市橋梁養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范的相關(guān)規(guī)定對重建涵洞進行日常養(yǎng)護及定期檢查。對日常養(yǎng)護工作中發(fā)現(xiàn)的設(shè)施損壞等異常情況，影響車輛及行人安全時，應(yīng)及時采取相應(yīng)維護措施。

［1］李東時，花紅艷.淺談建筑物裂縫產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施［J］.價值工程，2010(18):62-63.

［2］李 健，劉曉平.關(guān)于房屋裂縫的調(diào)查與分析［J］.建筑與預(yù)算，2009(4):295-296.

［3］董世武，宋躍明.簡述建筑物裂縫的形成原因與防治問題［J］.建筑工程，2005(12):232-233.

［4］盧偉榮.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因探討及預(yù)防措施［J］.建筑設(shè)計，2007，36(5):165-166.

［5］GB 50204-2002，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范［S］.

［6］JGJ/T 23-2011，回彈法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程［S］.

［7］JGJ 52-920，普通混凝土用砂質(zhì)量標準及檢驗方法［S］.

［8］JGJ 52-2006，普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標準［S］.