新沂河?？诳刂乒こ棠仙钽l交通橋安全性態(tài)分析

許永平 嚴后軍

（江蘇省淮沭新河管理處，江蘇 淮安 223005）

1 工程概況

新沂河?？诳刂乒こ涛挥谛乱屎游查偅嘣?、灌南兩縣交界處，新沂河里程樁號142+840 km以下直至灌河入?？谥g，軸線樁號為143+875 km，是沂沭泗流域洪水東調(diào)南下工程中的重要組成部分，擔(dān)負著新沂河流域的泄洪任務(wù)，兼有擋潮、排污并相機分泄淮河洪水的功能。

南深泓閘工程閘身為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，總寬為134.1 m，閘型為開敞式實用堰型，基礎(chǔ)為沉井群，底高程為-21.5 m，底板為2孔一聯(lián)，計12孔，每孔寬10 m。閘底高程為-2.0 m，閘頂高程為5.5 m。閘墩下游側(cè)設(shè)交通橋，凈寬4.0 m，橋面高程6.0 m，按汽-10設(shè)計，履-50校核。

2 技術(shù)狀態(tài)分析

對橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件技術(shù)狀況評定應(yīng)參照相關(guān)橋梁規(guī)范有關(guān)規(guī)定［1］，確定橋梁技術(shù)狀態(tài)等級及其對結(jié)構(gòu)的影響［2，3］。南深泓閘橋梁技術(shù)狀況評定見表1。

3 混凝土強度分析

依據(jù)混凝土橋梁結(jié)構(gòu)或構(gòu)件實測強度推定值［4］或測區(qū)平均換算強度值，計算推定強度勻質(zhì)系數(shù)Kbt或平均強度勻質(zhì)系數(shù)Kbm，按橋梁混凝土強度評定標準確定混凝土強度評定標度［5］，見表 2。

推定強度勻質(zhì)系數(shù)：

式中：

Rit—混凝土實測強度推定值；

R—混凝土設(shè)計強度等級。

平均強度勻質(zhì)系數(shù)：

式中：

Rim—混凝土測區(qū)平均換算強度值。

表1 技術(shù)狀況評定表

交通橋橋梁的強度檢測評定見表3。

本文課題組前期分別利用陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、酸溶液及其復(fù)合溶液浸泡煤樣，結(jié)果表明陰離子表面活性劑和酸的復(fù)合溶液對煤樣的破壞效果優(yōu)于其他溶液，因此，本文以阜新長焰煤作為研究對象，采用有機/酸(SDS/HCl)復(fù)合溶液對煤樣進行浸泡，研究煤樣表觀形貌、礦物質(zhì)成分、微觀孔隙結(jié)構(gòu)隨浸泡時間的變化規(guī)律，分析煤樣在有機/酸復(fù)合溶液化學(xué)作用下破壞的微觀機制，并通過單軸壓縮實驗測定煤樣力學(xué)特性，以驗證煤樣微觀破壞機理。

從表3可以看出，交通橋的混凝土強度檢測評定標度均為3，說明該構(gòu)件的強度狀況處于較差狀態(tài)，容易造成構(gòu)件出現(xiàn)缺損現(xiàn)象。

4 鋼筋銹蝕分析

根據(jù)表4評定混凝土橋梁鋼筋發(fā)生銹蝕的概率或銹蝕活動性，并按照測區(qū)銹蝕電位水平最低值，確定鋼筋銹蝕電位評定標度。

交通橋鋼筋半電池電位檢測結(jié)果見表5。

從表5可知，2#孔交通橋和11#孔交通橋的鋼筋銹蝕評定標度為3，說明該構(gòu)件有銹蝕活動性，發(fā)生銹蝕的概率大于90%；4#孔交通橋和7#孔交通橋的鋼筋銹蝕評定標度為2，說明該構(gòu)件有銹蝕活動性，但銹蝕狀態(tài)不確定。

5 碳化分析

根據(jù)測區(qū)混凝土碳化深度平均值與實測保護層厚度平均值的比值，按表6的規(guī)定確定混凝土碳化評定標度?；炷撂蓟u定標準的定性描述見表7。

交通橋橋各構(gòu)件的碳化深度檢測值見表8。

從表8可知，交通橋各構(gòu)件的碳化評定標度為2或3，說明交通橋出現(xiàn)碳化，局部碳化深度大于保護層厚度。

表2 橋梁混凝土強度評定標準

表3 橋梁的混凝土強度檢測評定表

表4 混凝土橋梁鋼筋銹蝕電位評定標準

表5 鋼筋半電池電位檢測結(jié)果表

表6 混凝土碳化評定標準

表7 混凝土碳化評定標準的定性描述

6 鋼筋保護層分析

檢測構(gòu)件或部位的鋼筋保護層厚度平均值Dn應(yīng)按以下公式計算：

式中：

Dni—鋼筋保護層厚度實測值；

n—檢測構(gòu)件或部位的測點數(shù)。

檢測構(gòu)件或部位的鋼筋保護層厚度特征值Dne應(yīng)按以下公式計算：

式中：

SD—鋼筋保護層厚度實測值標準差，精確至0.1 mm；

Kp—判定系數(shù)，按《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》（JTG/T J21-2011）表5.8.5取用。

表8 混凝土構(gòu)件碳化深度檢測值

鋼筋保護層厚度評定標準見表9。

交通橋鋼筋保護層厚度檢測值見表10。

從表10可知，3#孔交通橋和7#孔交通橋評定標度為3，說明對結(jié)構(gòu)鋼筋耐久性有影響；5#孔交通橋和6#孔交通橋鋼筋保護層厚度檢測的評定標度為4，對結(jié)構(gòu)耐久性有較大影響。

7 承載能力分析

按照公路-Ⅱ級進行復(fù)核［6，7］，交通橋所承受的最大彎矩M跨中=539.60 kN·m，計算要求配筋量 As=2156 mm2，交通橋?qū)嶋H配筋量As=3800 mm2，考慮到交通橋鋼筋銹蝕嚴重，最大銹蝕率達78%，按平均45%計，實際配筋面積為2090 mm2，不能滿足要求，而且鋼筋銹蝕仍有發(fā)展趨勢。

8 結(jié)論

根據(jù)現(xiàn)場檢測與復(fù)核分析，得出以下結(jié)論：

①本橋橋梁技術(shù)狀況為三類。

②交通橋構(gòu)件的強度狀況處于較差狀態(tài)，容易造成構(gòu)件出現(xiàn)缺損現(xiàn)象。

③交通橋板板底普遍混凝土開裂，露筋嚴重，鋼筋最大銹蝕率為75.0%。

④交通橋出現(xiàn)碳化，局部碳化深度大于保護層厚度；部分鋼筋保護層厚度對結(jié)構(gòu)耐久性有較大影響。

⑤交通橋由于露筋、銹蝕嚴重，結(jié)構(gòu)承載能力不能滿足要求，存在嚴重安全隱患。

表9 鋼筋保護層厚度評定標準

表10 混凝土結(jié)構(gòu)保護層厚度檢測表

通過以上分析，南深泓閘交通橋經(jīng)多年運行，其混凝土結(jié)構(gòu)老化嚴重，主要設(shè)計指標及其結(jié)構(gòu)強度不能滿足要求，已嚴重影響了工程的安全運行，存在嚴重安全隱患，技術(shù)狀態(tài)較差,難以滿足安全運行的要求，建議對交通橋進行大修。

參考方獻

［1］中華人民共和國交通部.JTGH11-2004.公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范［S］.北京：人民交通出版社，2011：12-16.

［2］周逢強，馬永法.周莊套閘工程安全性態(tài)分析研究［J］.水利與建筑工程學(xué)報，2013，11（1）：161-165.

［3］陳蕾，曹邱林.劉集地涵工程安全性態(tài)分析研究［J］.水利與建筑工程學(xué)報，2010，8（5）：119-120.

［4］揚州大學(xué)水建學(xué)院工程測試中心.新沂河?？诳刂乒こ棠仙钽l建筑物現(xiàn)場安全檢測報告［R］.揚州:揚州大學(xué)，2012，13.

［5］中華人民共和國交通部.JTG/T J21-2011.公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程［S］.北京:人民交通出版社，2011：11-15.

［6］中華人民共和國交通部.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［S］.北京：人民交通出版社，2004：23-26.

［7］中華人民共和國交通部.JTG D60-2004.公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范［S］.北京：人民交通出版社，2004：24-25.