某医院桥梁检测

    1、桥梁检测工程概况

    (1)本工程位于上海市某医院，为刚构桥1号桥

    (2) 桥梁设计荷载等级不明，图纸遗失，目前以通行行人为主。为了解桥梁技术现状，并考虑今后使用要求，甲方委托我单位对桥梁梁进行全面检测，对桥梁主体结构进行综合评定，为后期使用提供可靠依据。

    2、桥梁检测目的和项目

2.1 检测目的

    1、表标题

    (1)通过对该桥的现状进行全面、细致的检查，查明缺陷、病害部位及其程度，分析其形成的原因，评价其对桥梁承载能力和耐久性的影响。

    (2)对桥梁主体结构进行无损抽检，判断其各项指标是否满足设计或规范要求。

    (3)通过以上检查、检测，根据《城市桥梁养护技术标准》(CJJ 99-2017)对本桥的技术状况进行全面评估，评估桥梁的技术状况等级，为该桥养护维修及加固提供技术依据。

2.2 检测项目

    根据委托鉴定要求，具体检测内容如下：

    (1)桥梁外观病害检查;

    (2)桥梁结构尺寸测量;

    (3)桥面线形测量;

    (4)混凝土碳化深度检测;

    (5)混凝土强度检测;

    (6)钢筋保护层厚度检测;

    (7)钢筋配置情况检测;

    (8)钢筋锈蚀程度检测;

    (9)桥梁技术状况评估;

    3 桥梁检测方法

3.1 桥梁外观检查

    桥梁外观检查是对结构及其附属设施的各构件或部位进行全面系统的检查，记录所有表观病害及缺损的部位、范围和程度等详细资料，进行桥梁技术状况评估。

3.2 桥梁专项检测

    根据检查内容，须进行专项检查的项目可归纳为：结构几何形态、混凝土强度与碳化状况、钢筋保护层厚度及钢筋配置情况、钢筋锈蚀状况检查。

3.2.1结构几何形态检查方法

    (1)桥梁长度、宽度测量

    采用钢卷尺测量桥梁总长、行车道宽度。

    (2)桥梁上下部结构测量

    采用钢卷尺、红外线测距仪对桥梁上下部结构的尺寸进行测量。

    (3)桥面线形测量

    采用水准仪对桥面线形进行测量。

3.2.2 混凝土强度检测

    回弹法使用弹簧驱动重锤，通过弹击杆弹击混凝土表面，并测出重锤被反弹回来的距离，以回弹值(反弹距离与弹簧初始长度之比)作为与强度相关的指标，来推定混凝土强度的一种方法。根据桥梁结构特点，在主要构件上各选择10个测区，每个测区弹击16个点，去除3个最大值和3个最小值，剩余的10个按算术平均求出平均回弹值，再根据弹击的角度和测区的混凝土浇注面进行修正，结合混凝土的平均碳化深度，得出测区混凝土强度换算值。

    (1)检测方法

    采用回弹法检测结构或构件混凝土强度，主要检测仪器为回弹仪。

    (2)测区及测点布置

    采用回弹法检测混凝土强度时要求混凝土检测面应清洁、平整，不应有疏松层、浮浆、油垢、涂层以及蜂窝、麻面。

    测区选在使回弹仪处于水平方向检测混凝土浇筑侧面。当不能满足这一要求时，可使回弹仪处于非水平方向检测混凝土浇筑侧面、表面或底面。测区布置要求满足相应检测规范要求，结构或构件的测区应标有清晰的编号。测点宜在测区范围内均匀分布，相邻两测点的净距不宜小于20mm;测点距外露钢筋、预埋件的距离不宜小于30mm，测点不应在气孔或外露石子上，同一测点只应弹击一次。每测区应记取16个回弹值，每一测点的回弹值读数估读至1。

3.2.3 混凝土碳化深度检测

    (1)测试原理及评定标准

    混凝土结构物长期与空气接触，经过一段时间就可能发生许多化学作用，而混凝土碳化就是其中之一。在正常情况下，混凝土属于高碱性环境，因为水泥水化作用产生的氢氧化钙[Ca(OH)2]能迅速饱和，使混凝土PH值达到12.5左右，若考虑到水泥中少量的氧化钠(Na2O)与氧化钾(K2O)，则PH值将达到13.2以上，混凝土内的高碱性环境将使钢筋形成氧化钝态膜，使钢筋具有良好的抗腐蚀性。混凝土碳化的成因，是空气中的二氧化碳(CO2)与混凝土中的碱性化合物产生化学反应，从而导致混凝土由碱性变为中性。很显然，混凝土碳化会使混凝土中的钢筋容易生锈，进而造成钢筋混凝土破坏，影响结构的耐久性。现场调查混凝土的碳化深度一般采用酚酞试剂法，即把混凝土凿开一块，滴上酚酞试剂，没有变红的部分即说明混凝土已碳化，酸碱度呈中性，用碳化深度测量仪即可测出碳化深度。

    (2)检测方法

    使用酸碱指示剂喷在混凝土的新鲜破损面，根据指示剂颜色的变化，测量混凝土的碳化深度，量测值准确至0.25mm。

    (3)检测范围

    检测范围为主要承重构件或承重构件的主要受力部位，或根据一般检查结果有迹象表明钢筋可能存在锈蚀的部位。

    (4)测区及测点布置

    要求测区数不应小于3个，测区应均匀布置。每一测区应布置三个测点，三个测点应呈“品”字排列。

    根据《城市桥梁检测与评定技术规范》(CJJ/T 233-2015)，碳化深度对钢筋锈蚀的影响，应根据测区混凝土碳化深度平均值与实测保护层厚度平均值之比评判混凝土碳化对钢筋锈蚀的影响。

3.2.4 钢筋保护层厚度

    混凝土对钢筋的保护作用包括两个方面，一是混凝土的高碱性使钢筋表面形成钝化膜;二是保护层对外界腐蚀介质、氧气及水分等渗入的阻止作用。后一种作用主要取决于混凝土的密实度及保护层厚度。因此，钢筋保护层厚度及其分布均匀性是影响结构钢筋耐久性的一个重要因素。

    钢筋及钢筋保护层厚度测量采用电磁法无损检测方法确定钢筋位置，辅以现场修正确定保护层厚度，估测钢筋直径，量测值准确至1mm。仪器探头产生一个电磁场，当某条钢筋或其他金属物体位于这个电磁场内时，会引起这个电磁场磁力线的改变，造成局部电磁场强度的变化。电磁场强度的变化和金属物大小与探头距离存在一定对应关系，如果把特定尺寸的钢筋和所要调查的材料进行适当标定，通过探头测量并由仪表显示出来这种对应关系，即可估测混凝土中钢筋位置、深度和尺寸，依据《公路桥梁承载能力检测评定规程》(JTG/T J21-2011 

    注：钢筋保护层厚度检测采用混凝土钢筋检测仪测量主要构件的钢筋保护层厚度。

3.2.5 钢筋配置情况检测

    采用钢筋探测仪对主要混凝土构件的配筋数量进行调查，个别构件凿开混凝土保护层，采用游标卡尺量测钢筋直径。

3.2.6 钢筋锈蚀程度检测

    混凝土电阻率反映了混凝土的导电性能，混凝土电阻率越小，混凝土导电能力越强，钢筋锈蚀发展越快。通过测量混凝土表面规定间距之间的电阻率值，可判别钢筋锈蚀速度的状态。依据《城市桥梁检测与评定技术规范》(CJJ/T 233-2015)对混凝土电阻率进行评定。

3.2.7 桥梁技术状况评估

    根据《城市桥梁养护技术标准》(CJJ 99-2017)，城市桥梁技术状况评估采用先构件后部位再综合及与单项直接指标相结合的办法评估。

    以桥梁状况指数BCI确定桥梁技术状况，以桥梁结构指数BSI确定桥梁不同组成部分的结构状况。采用分层加权法对桥面系、上部结构和下部结构分别进行评估，再综合得出整座桥梁技术状况的评估。

    4、桥梁检测现场检测情况

    对桥梁进行了现场查勘、检测，情况如下：

4.1 1号桥检测情况

    1号桥跨越花园内部河道，南北走向，为一座单跨刚构桥。桥梁总长11.99m，桥面总宽3.70m，横向布置为：0.40m(栏杆)+2.9m(人行道)+0.40m(栏杆)。

    该桥上部结构由3片钢筋混凝土实心梁肋组成，梁高0.59m，底宽为0.27m，梁与支柱刚接;下部结构采用重力式桥台。

    桥面设置为2cm厚桥面铺装+8cm厚钢筋混凝土桥面板，桥面两侧设0.9m高钢筋混凝土栏杆。桥台处未设伸缩缝。

    该桥无原设计资料、原竣工资料可查，荷载等级不明。

    为便于说明，对桥梁的主要构件进行编号。桥台由北向南依次编号，梁、板由东向西依次编号。

4.1.1 外观检查情况

    1)桥面系

    经现场查勘，该桥未设置伸缩缝及路灯，泄水孔顶个别过滤盖丢失，桥面铺装有横向裂缝，局部混凝土破损。

    2)上部结构

    经现场查勘，该桥梁外观损伤明显，梁肋和桥面板底部普遍存在开裂脱落、锈胀严重现象。

    2)下部结构

    经现场查勘，该桥桥台台身、基础无明显损伤，基础护坡下沉：

4.1.2 桥梁结构尺寸测量

    现场对受检桥梁的结构尺寸进行测量并绘制结构示意图。

4.1.3 桥面线形测量

    采用水准仪对该桥人行道桥面铺装(含两端接坡各1.845m)进行纵向相对标高测量。

    桥面测点纵向按4分点布置，桥头接坡路面每侧各设置2点，共计9个测点。

    根据桥面相对标高测量结果绘制桥面纵向线形。由图可知，桥面整体线形顺畅，无明显突变点。

4.1.4 钢筋位置及保护层厚度检测

    由于该桥原设计、竣工资料均已遗失，根据现场剔凿结果，可得桥梁配筋情况。

    本次取2个构件、40个测点进行钢筋保护层厚度检测。

    根据《公路桥梁承载能力检测评定规程》(JTG/T J21-2011)，抽检的各构件钢筋保护层厚度评定标度均为“2”，表明其对结构钢筋有轻度影响。

4.1.5 混凝土碳化深度检测

    本次选取2个构件进行混凝土的碳化深度检测。

    检测结果表明，抽检的各梁肋混凝土碳化深度平均值与实测保护层厚度平均值的比值Kc在0.23~0.24之间，依据《城市桥梁检测与评定技术规范》(CJJ/T 233-2015)的相关规定，可判断混凝土保护层碳化对钢筋锈蚀无影响。

4.1.6 混凝土强度检测

    混凝土抗压强度检测结果见表7.8。由于采用统一测强曲线检测混凝土强度适用龄期范围为(14~1000)天，而本桥混凝土龄期已超出1000天，故其回弹检测结果仅供参考。

    注：根据规范要求，钢筋混凝土构件混凝土强度等级不应低于20MPa。

    由检测结果分析可知，各构件混凝土强度推定值均满足规范要求。

4.1.7 钢筋锈蚀检测

    现场采用钢筋锈蚀仪对梁肋的混凝土电阻率进行测量。

    由实测数据可知，抽检的2#梁肋实测混凝土电阻率最小值为57500Ω·cm，根据《城市桥梁检测与评定技术规范》(CJJ/T 233-2015)评定，其混凝土电阻率评定标度为1，表明其内部钢筋可能的锈蚀速率为“很慢”。

4.1.8 桥梁技术状况评估

    根据该桥外观检查结果，依据《城市桥梁养护技术标准》(CJJ 99-2017)的要求对该桥技术状况进行评估。

    该桥桥面系、上部结构、下部结构的完好状况评估等级分别为C级、D级、B级，全桥完好状况评估等级为C级，为合格状态;桥面系、上部结构、下部结构的结构状况评估等级分别为C级、D级、B级，分别为合格、不合格、良好状态，应对现有病害予以维修。

    5、桥梁病害统计及分析

5.1 1号桥病害统计

    1)桥面系：经现场查勘，该桥未设置伸缩缝及路灯，泄水孔顶个别过滤盖丢失，桥面铺装有横向裂缝，局部混凝土破损。

    2)上部结构：经现场查勘，该桥梁外观损伤明显，梁肋和板底部普遍存在开裂脱落、锈胀严重现象。

    3)下部结构：经现场查勘，该桥桥台台身、基础无明显损伤，基础护坡下沉。

5.2 主要病害分析

    1)锈胀：主要是空气中的CO2与混凝土中Ca(OH)2起反应，使混凝土碳化而失去碱性保护，当外界有腐蚀物质时，就会导致钢筋表面而产生锈蚀，从而胀裂混凝土保护层，造成锈胀现象。

    2)裂缝：本次受检桥梁建设时间久远，桥台处均未设置伸缩缝，由于桥面铺装相邻部分或整体性限制，混凝土的抗拉强度要小于抗压强度，因此一旦有拉伸变形，裂缝在所难免，温度下降就容易造成裂缝，从而各桥台处普遍出现桥面横向裂缝现象。

    6、桥梁上部结构承载能力检算分析

    由于受检梁桥均为结构构造相似的刚构桥，梁肋尺寸、配筋一致，根据本次受检桥梁的检测结果和后期使用用途，依照简支梁桥进行检算分析。

    7、桥梁检测结论及建议

7.1 结论

    通过对1号桥的外观检查、混凝土强度及碳化深度、钢筋配置及保护层厚度的检测，并根据桥梁技术状况评定，得出结论如下：

    1)根据《城市桥梁养护技术标准》(CJJ 99-2017)对1号桥的技术状况进行评估，桥梁完好状况评估等级均为C级，为合格状态，

    2)根据《城市桥梁养护技术标准》(CJJ 99-2017)对1号桥的技术状况进行评估，桥梁结构状况评估等级见表。

7.2 建议

    1)存在的梁肋底部大面积钢筋锈胀、混凝土开裂剥落，露筋锈蚀现象，先凿除其周围疏松的混凝土，然后对钢筋除锈，清理干净后采用增大梁肋截面的方法加固，以满足14m高园林修剪车(5.5t)安全通行要求;对桥面板底存在的局部钢筋锈胀、混凝土剥落现象，先凿除其周围疏松的混凝土，然后对钢筋除锈，清理干净后采用C30细石混凝土填补，并贴碳纤维布加固。

    2)维修完成后，按《城市桥梁养护技术标准》(CJJ99-2017)要求，进行日常养护及定期检查。

    3)桥梁为花园内桥，通行以行人为主，加之修建时代久远，桥梁结构材性折损较大，建议维修加固后进行限载通行，限载6t。

    11 主要技术依据

    (1) 《城市桥梁养护技术标准》(CJJ 99-2017);

    (2) 《公路工程技术标准》(JTG B01-2003);

    (3) 《城市桥梁检测与评定技术规范》(CJJ/T 233-2015);

    (4) 《公路桥梁承载能力检测评定规程》(JTG/T J21-2011);

    (5) 《城市桥梁设计规范》(CJJ 11-2011);

    (6) 《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015);

    (7) 《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJ/T 23-2011);

    (8) 《混凝土结构现场检测技术标准》(GB/T 50784-2013);

    (9) 《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010);

    (10) 《混凝土结构耐久性设计规范》(GB 50476-2008);

    (11) 《工程测量规范》(GB 50026-2007);

    (12) 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362-2018);

    (13) 《建筑结构检测技术标准》(GB/T 50344-2004);