某混凝土壩壩頂橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè)與技術(shù)狀況評(píng)定

徐宇航，尹順忠，王亞鋒

（1.上海交大海洋水下工程科學(xué)研究院有限公司，上海，200231；2.吉林省同順?biāo)姽こ虣z測(cè)有限公司，吉林 長(zhǎng)春，130021）

1 橋梁概況

某水電站樞紐由攔河壩、泄洪建筑物、地下廠房、引水及尾水系統(tǒng)、灌區(qū)高干渠等建筑物組成。攔河壩包括混凝土重力壩和兩岸土壩，其中混凝土壩長(zhǎng)719 m，壩頂全部由各部位的橋梁貫通，見(jiàn)圖1。

圖1 壩頂交通橋Fig.1 Traffic bridge on the dam

壩頂門(mén)機(jī)梁軌道位于壩頂上游側(cè)、閘墩的前半部，軌距為13 m，上游軌道位于樁號(hào)壩0+002.000 m處，下游軌道位于樁號(hào)壩0+015.000 m處。溢流壩頂部的上、下游軌道均由軌道梁支承于閘墩上；河床非溢流壩頂部的上游軌道支承于壩體本身，下游軌道支承于橋墩上；廠房引水壩段頂部的上、下游兩根軌道均支承于混凝土壩上。軌道梁為簡(jiǎn)支“T”形梁，支座分別為活動(dòng)及固定弧形切線式鋼支座。軌道梁梁長(zhǎng)為17.66 m。

壩頂公路橋位于混凝土壩下游側(cè)，經(jīng)溢流壩、廠房引水壩及非溢流壩與兩岸土壩壩頂公路相連接。溢流壩頂?shù)墓窐蛴砷l墩支承，廠房引水壩段及非溢流壩頂?shù)墓窐蛴蓸蚨罩С?。公路橋的橋面寬度均?.0 m。公路橋橋梁為簡(jiǎn)支“T”形梁，支座為氯丁橡膠構(gòu)造。橋身共分28跨，凈距16 m，其中溢流壩公路橋由16跨5根“T”梁組成；廠房引水壩段及河床非溢流壩段公路橋由8跨5根“T”梁組成；左、右岸非溢流壩段公路橋分別由1跨9根“T”梁和1跨5根“T”梁組成。

溢流壩交通橋橋面系分為上、下游兩部分。上游橋面鋪裝為水泥混凝土，靠近下游側(cè)橋面上鋪蓋一道門(mén)機(jī)梁用鐵軌，整個(gè)上游橋面作為人行和門(mén)機(jī)梁共用通道；下游橋面在水泥混凝土靠近上游側(cè)也鋪蓋一道門(mén)機(jī)梁用鐵軌，并在鐵軌外側(cè)加鋪瀝青混凝土作為行車道，整個(gè)下游橋面作為行車和門(mén)機(jī)梁共用通道。溢流壩交通橋上、下游橋面兩側(cè)均設(shè)有護(hù)欄。

2 橋梁檢測(cè)

2.1 橋梁外觀檢查

2.1.1 上部結(jié)構(gòu)檢查

壩頂交通橋、門(mén)機(jī)橋上部結(jié)構(gòu)形式均采用鋼筋混凝土“T”形梁。經(jīng)檢查，上部結(jié)構(gòu)主要病害有：（1）部分公路梁“T”梁表面、護(hù)欄板底部存在混凝土剝落、露筋、銹蝕現(xiàn)象。（2）大部分公路梁、兩側(cè)腹板存在豎向收縮裂縫，裂縫距腹板底部0~61 cm，裂縫最大寬度0.37 mm；部分門(mén)機(jī)梁下游側(cè)腹板存在豎向收縮裂縫，裂縫距腹板底部31~50 cm，裂縫最大寬度0.27 mm；部分公路梁、人行梁跨中位置底板存在橫向裂縫，裂縫間距23~42 cm，部分裂縫延伸至腹板6~30 cm，裂縫最大寬度0.25 mm，腹板主筋位置裂縫最大寬度0.18 mm。（3）部分公路梁腹板附近局部混凝土表面存在蜂窩麻面。（4）各梁間橫隔板連接處均存在連接鋼板銹蝕現(xiàn)象。（5）部分人行梁、公路梁、翼板、腹板存在局部混凝土破損、露筋銹蝕等現(xiàn)象。典型缺陷見(jiàn)圖2~4。

圖2 裂縫Fig.2 Cracks

圖3 混凝土剝落、露筋銹蝕Fig.3 Spalling concrete and rusting exposed reinforcing steel bars

圖4 蜂窩麻面Fig.4 Honeycomb and pitting surface of concrete

2.1.2 支座、下部結(jié)構(gòu)檢查

壩頂交通橋支座類型為氟丁橡膠支座，門(mén)機(jī)橋支座類型為鋼支座，經(jīng)檢查，支座的主要病害為：門(mén)機(jī)梁鋼支座存在不同程度的銹蝕，個(gè)別交通橋橡膠支座存在開(kāi)裂、破損。典型病害狀況見(jiàn)圖5。

圖5 支座銹蝕Fig.5 Rusting bearing

溢流壩上的公路橋由閘墩支承，廠房引水壩段及非溢流壩上的公路橋由橋墩支承。經(jīng)檢查，下部結(jié)構(gòu)的主要病害為：局部存在混凝土表面蜂窩麻面、露筋等現(xiàn)象。部分橋墩、閘墩側(cè)面混凝土普遍存在水漬侵蝕現(xiàn)象。典型病害狀況見(jiàn)圖6。

圖6 麻面露筋銹蝕Fig.6 Pits and rusting exposed reinforcing steel bars

2.1.3橋面系檢查

橋面系分為上、下游兩部分。經(jīng)檢查，下游人行橋面鋪裝層存在不同程度破損開(kāi)裂現(xiàn)象；瀝青混凝土橋面各橋墩位置均存在伸縮縫下沉和橫向裂縫。橋面系典型病害狀況見(jiàn)圖7~8。

圖7 鋪裝層開(kāi)裂破損Fig.7 Cracking and damage of pavement layer

圖8 伸縮縫下沉、橫向裂縫Fig.8 Subsidence of expansion joint and transverse cracks

2.2 橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè)

2.2.1 混凝土強(qiáng)度及碳化深度檢測(cè)

依據(jù)SL/T 352—2020《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》進(jìn)行檢測(cè)：人行梁混凝土強(qiáng)度推定值30.1~33.5 MPa；門(mén)機(jī)梁混凝土強(qiáng)度推定值29.8~32.6 MPa；公路梁混凝土強(qiáng)度推定值30.0~33.7 MPa；橋墩混凝土強(qiáng)度推定值29.5~32.3 MPa；橫隔板混凝土強(qiáng)度推定值30.0~33.0 MPa；橫隔板、人行梁、門(mén)機(jī)梁、公路梁及橋墩混凝土碳化深度均＞6.0 mm。所檢構(gòu)件混凝土強(qiáng)度推定值均符合設(shè)計(jì)要求。

2.2.2 混凝土保護(hù)層厚度檢測(cè)

依據(jù)JGJ/T 152—2019《混凝土中鋼筋檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 混凝土保護(hù)層厚度檢測(cè)結(jié)果Table 1 Tested thickness of concrete protective layer

2.2.3 鋼筋間距檢測(cè)

依據(jù)JGJ/T 152—2019《混凝土中鋼筋檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 鋼筋間距檢測(cè)結(jié)果Table 2 Tested spacing between reinforcement steel bars

3 橋梁技術(shù)狀況評(píng)定

水電行業(yè)沒(méi)有針對(duì)橋梁技術(shù)狀況評(píng)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，因此參照J(rèn)TG/T H21—2011《公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》。公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定包括橋梁構(gòu)件、部件、橋面系、上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)及全橋評(píng)定。公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定采用分層綜合評(píng)定與5類橋梁?jiǎn)雾?xiàng)控制指標(biāo)相結(jié)合的方法，先對(duì)橋梁各構(gòu)件進(jìn)行評(píng)定，然后對(duì)橋梁各部件進(jìn)行評(píng)定，再對(duì)橋面系、上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行評(píng)定，最后進(jìn)行橋梁總體技術(shù)狀況的評(píng)定。橋梁總體技術(shù)狀況評(píng)定等級(jí)見(jiàn)表3，橋梁技術(shù)狀況分類界限見(jiàn)表4。

表3 橋梁總體技術(shù)狀況評(píng)定等級(jí)Table 3 Evaluation grade of overalltechnical condition of bridge

表4 橋梁技術(shù)狀況分類Table 4 Classification of bridge technical condition

依據(jù)JTG/T H21—2011《公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》綜合評(píng)定橋梁結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況，橋梁總體技術(shù)狀況評(píng)分66.26（見(jiàn)表5），對(duì)照表3和表4，該橋梁技術(shù)狀況評(píng)定為3類。

表5 橋梁技術(shù)狀況綜合評(píng)定Table 5 Comprehensive evaluation of bridge technical condition

4 結(jié)語(yǔ)

該水電站壩頂門(mén)機(jī)橋、交通橋已運(yùn)行幾十年，壩頂重載車輛通行頻繁，行車過(guò)程中橋面震感較大，橋梁存在裂縫等缺陷，水電行業(yè)尚未有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要對(duì)水電站壩頂橋梁的技術(shù)狀況進(jìn)行評(píng)定，歷次大壩安全定期檢查時(shí)均未進(jìn)行全面檢查。本次參照交通等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定，對(duì)壩頂橋梁結(jié)構(gòu)存在的缺陷進(jìn)行全面檢查與檢測(cè)，對(duì)壩頂門(mén)機(jī)橋梁和交通公路橋梁技術(shù)狀況進(jìn)行評(píng)定，能較好地指導(dǎo)水電站壩頂門(mén)機(jī)橋、交通橋的加固、維修和保養(yǎng)，也可為其他水電站提供參考。