1、320 国道嘉兴段旧桥承载能力检测建议书 浙江大学土木工程测试中心2019-5-21 一 前言 .二 检测与评估的依据 .三 检测与评估的内容方法 .一、检测与评估的目的步骤 .(一)检测与评估的目的 .(二)检测与评估的步骤 .二、桥梁概况所涉及的内容 .三、搜集桥梁的技术档案 .四、对全桥做普遍观察量测 .(一)桥头引道、河床及桥址的观察量测 .(二)量测全桥的线型和标高 .(三)圬工梁拱的观察量测要点 .(四)钢结构的观察量测要点 .(五)砖石砌体的观察量测要点 .(六)不同类型上部结构观察量测的重要部件及重点部位 .(七)墩台及基础的观察量测要点 .(八)支座的观察量测 .(九)桥面的
2、观察量测 .(十)材料强度的检测 .(十一)地基的检验 .五、桥梁的静动载检测 .(一)桥跨结构在加载时的内力控制截面和检测项目 .(二)关于加载时截面内力的控制 .四 检测评估提交的成果 .(一)检测评估报告的主要内容 .(二)桥梁承载力的分析与评估 .1结构的强度与稳定性 .2桥梁结构刚度 .3裂缝 .4地基与基础 .5综合评定 .320 国道嘉兴段旧桥承载能力检测建议书 浙江大学土木工程测试中心2019-5-21 一 前言已 建 桥 梁 都 有 使 用 年 限 。英 国 以 120 年 为 标 准 ，美 国 以 80 年 为 标 准 ，日 本 则以 100 年 为 标 准 。虽 然 有
3、关 规 范 中 没 有 规 定 桥 梁 应 按 多 少 使 用 期 设 计 ，但 规 范 中所 采 用 的 标 准 和 年 限 却 处 处 隐 含 了 使 用 年 限 的 概 念 ，如 活 载 、容 许 应 力 、疲 劳 损伤 积 累 、防 锈 的 钢 材 最 小 厚 度 、混 凝 土 保 护 层 和 裂 纹 限 制 尺 寸 等 。在 桥 梁 使 用 年 限 内 ，由 于 频 繁 的 承 载 (甚 至 超 载 )作 用 ；再 加 上 自 然 界 乃 至 自然 灾 害 的 侵 袭 ，以 及 交 通 事 故 等 人 为 事 端 的 侵 袭 ，会 造 成 桥 梁 损 伤 和 局 部 破 坏 。随 着
4、 使 用 年 限 的 增 长 ，桥 梁 损 伤 种 类 和 损 伤 部 位 会 越 来 越 多 ，其 程 度 也 会 越 来 越严 重 。形 成 这 种 状 况 的 原 因 ，一 是 20 世 纪 70 年 代 以 前 建 成 的 桥 已 无 法 适 应 经 济快 速 增 长 大 吨 位 汽 车 发 展 的 形 势 ；二 是 旧 桥 的 改 造 与 老 路 的 改 造 不 同 步 ，前 者 慢于 后 者 ，遗 留 不 少 隐 患 ；三 是 桥 梁 工 程 管 理 不 规 范 ，有 些 桥 梁 存 在 质 量 缺 陷 ；四 是桥 梁 养 护 维 修 不 到 位 ，相 当 数 量 的 桥 梁 年
5、久 失 修 ；五 是 人 为 损 伤 ，如 一 些 单 位 乱采 滥 挖 河 段 砂 石 ，致 使 河 床 下 降 ，造 成 桥 墩 基 础 隐 患 。为 了 保 证 旧 桥 的 安 全 运 营 和 尽 可 能 延 长 其 安 全 使 用 年 限 ，应 对 旧 桥 进 行 检 查 、检 测 、评 估 ，并 应 不 断 地 定 期 进 行 。只 有 这 样 ，才 能 及 时 提 出 有 针 对 性 的 解 决 实 际问 题 的 维 修 加 固 方 案 。桥 梁 检 测 应 使 用 多 种 专 门 的 仪 器 设 备 。一 般 应 由 具 有 相 当 资 质 和 丰 富 经 验 的单 位 承 担
6、，而 决 非 是 桥 梁 的 维 修 养 护 部 门 所 能 承 担 的 。检 测 完 成 后 要 有 专 门 报 告 ，须 对 某 些 比 较 严 重 的 部 位 及 关 键 部 位 的 技 术 状 态 和 安 全 状 态 作 出 特 别 说 明 ，并 对全 桥 的 安 全 状 态 和 过 载 能 力 作 出 正 确 评 估 。所 谓 评 估 ，就 是 对 既 有 桥 梁 的 各 组 成部 分 进 行 检 查 、检 测 、并 经 检 算 分 析 后 ，对 其 病 害 情 况 、损 伤 程 度 、承 载 能 力 、功320 国道嘉兴段旧桥承载能力检测建议书 浙江大学土木工程测试中心2019-5
7、-21 能 以 及 是 否 能 正 常 运 营 等 等 做 出 鉴 定 ，给 出 明 确 的 答 案 ，并 对 下 一 步 桥 梁 的 维 修加 固 提 出 建 议 性 意 见 ，供 业 主 决 策 。二 检测与评估的依据在 进 行 前 述 的 全 部 检 测 工 作 时 ，以 及 在 全 部 检 测 工 作 完 毕 后 进 行 评 估 工 作 时 ，均 要 有 据 有 序 进 行 。具 有 法 规 效 力 依 据 的 主 要 有 ：1委 托 方 (业 主 )与 被 委 托 方 签 订 的 有 效 合 同 及 其 附 件 。2被 检 测 与 评 估 的 桥 梁 所 在 地 政 府 、政 府 主
8、 管 部 门 及 质 检 部 门 对 该 桥 有 关的 指 令 、意 见 、要 求 等 。3委 托 方 向 被 委 托 方 提 供 的 该 桥 的 原 设 计 文 件 、原 施 工 文 件 及 竣 工 验 收 文件 等 。4国 家 部 委 颁 布 的 有 关 规 范 、标 准 等 ，主 要 有 ：(1)公 路 旧 桥 承 载 能 力 鉴 定 方 法 (试 行 )，中 华 人 民 共 和 国 交 通 部 部 标 准 ，1988年 ，北 京 。(2)公 路 桥 涵 设 计 通 用 规 范 (JTJ02189)，中 华 人 民 共 和 国 交 通 部 发 布 ，1989年 ，北 京 。(3)公 路
9、砖 石 混 凝 土 桥 涵 设 计 规 范 (JTJ022-85)，中 华 人 民 共 和 国 交 通 部 发 布 ，1985 年 ，北 京 。(4)公 路 钢 筋 混 凝 土 及 预 应 力 混 凝 土 桥 涵 设 计 规 范 (JTJ02385)，中 华 人 民 共和 国 交 通 部 发 布 ，1985 年 ，北 京 。(5)公 路 桥 涵 钢 结 构 及 木 结 构 设 计 规 范 (JTJ025-86)，中 华 人 民 共 和 国 交 通 部发 布 ，1986 年 ，北 京 。(6)公 路 桥 涵 地 基 与 基 础 设 计 规 范 (JTJ024-85)，中 华 人 民 共 和 国
10、交 通 部 发 布 ，1985 年 ，北 京 。320 国道嘉兴段旧桥承载能力检测建议书 浙江大学土木工程测试中心2019-5-21 (7)公 路 桥 涵 施 工 技 术 规 范 (JTJ041-2000)，中 华 人 民 共 和 国 交 通 部 发 布 ，2000年 ，北 京 。除 上 面 列 举 的 外 ，还 会 涉 及 到 另 外 一 些 规 范 、标 准 、规 程 和 规 定 。如 回 弹 法评 定 混 凝 土 抗 压 强 度 技 术 规 程 和 超 声 法 检 测 混 凝 土 缺 陷 技 术 规 程 等 。三 检测与评估的内容方法一、检测与评估的目的步骤(一) 检测与评估的目的进 行
11、 旧 桥 检 测 与 评 估 的 目 的 ，就 是 欲 通 过 检 测 ，了 解 旧 桥 存 在 的 各 种 病 害 ，取 得 关 键 部 位 的 受 载 应 力 (应 变 )、变 形 、变 位 及 沉 降 等 重 要 数 据 ，经 过 分 析 、研 究 、计 算 ，甚 至 有 时 还 要 辅 以 相 关 的 试 验 ，找 出 病 害 产 生 的 原 因 和 其 时 的 承 载 能 力 以及 剩 余 寿 命 等 。最 后 得 出 该 桥 还 能 否 正 常 运 营 ，需 采 取 哪 些 措 施 (如 限 载 、限 速 )和需 进 行 哪 些 维 修 加 固 等 结 论 。(二) 检测与评估的步
12、骤如 何 进 行 旧 桥 的 检 测 评 估 一 般 可 采 取 这 样 几 个 步 骤 ：1首 先 了 解 该 桥 的 概 况 、变 迁 、病 害 征 兆 。2搜 集 和 熟 悉 该 桥 的 设 计 文 件 、施 工 文 件 、竣 工 资 料 和 养 护 维 修 档 案 等 。进行 此 项 和 前 项 工 作 时 ，还 可 对 熟 悉 该 桥 情 况 的 人 员 走 访 。3对 全 桥 及 其 周 边 环 境 作 普 遍 观 察 量 测 。4作 荷 载 试 验 ，包 括 静 载 和 动 载 试 验 。5分 析 、研 究 、计 算 ，必 要 时 作 相 关 的 辅 助 试 验 ，找 出 病 因
13、 ，确 定 其 承 载 能 力 ，320 国道嘉兴段旧桥承载能力检测建议书 浙江大学土木工程测试中心2019-5-21 得 出 结 论 等 。二、桥梁概况所涉及的内容桥 梁 概 况 包 括 以 下 内 容 ：(一 )桥 位 及 自 然 条 件 ；(二 )桥 全 长 ，桥 型 及 跨 径 组 成 ，孔 数 ；(三 )设 计 标 准 ；(四 )主 要 工 程 材 料 ；(五 )建 造 年 代 ，日 后 的 变 迁 ；(六 )桥 上 通 过 的 车 辆 类 型 、荷 载 等 级 ，日 交 通 量 及 其 变 化 ；(七 )如 果 是 病 害 严 重 或 危 桥 ，应 了 解 主 要 病 害 情 况
14、，特 别 是 那 些 可 能 引 起 桥梁 塌 落 的 征 兆 。三、搜集桥梁的技术档案对 桥 梁 概 况 的 了 解 是 必 要 的 ，但 这 只 是 一 般 性 的 。对 检 测 与 评 估 能 起 重 要 参照 和 指 导 作 用 的 是 桥 的 技 术 档 案 。技 术 档 案 包 括 建 造 、大 修 和 加 固 的 设 计 文 件 ，施 工 记 录 ，设 计 变 更 及 隐 蔽 工 程 检 验 ，施 工 总 结 ，监 理 总 结 ，竣 工 资 料 ，预 制 构 件的 出 厂 合 格 证 书 ，材 料 试 验 及 抽 检 资 料 ，日 常 养 护 维 修 资 料 ，定 期 检 测 及
15、 有 关 资料 ，河 床 的 变 迁 等 等 。应 尽 量 将 有 关 资 料 搜 集 齐 全 ，有 利 于 研 究 分 析 问 题 ，有 利 于 作 出 科 学 地 恰 如其 分 的 评 估 ，否 则 会 给 评 估 工 作 带 来 困 难 。四、对全桥做普遍观察量测对 全 桥 作 普 遍 观 察 量 测 ，是 对 桥 梁 结 构 的 各 个 细 部 和 构 件 等 观 察 了 解 现 状 ，320 国道嘉兴段旧桥承载能力检测建议书 浙江大学土木工程测试中心2019-5-21 以 及 量 测 一 些 关 键 性 的 数 据 。只 有 这 样 ，才 能 较 全 面 地 发 现 旧 桥 各 部
16、位 存 在 的 病害 。(一) 桥头引道、河床及桥址的观察量测观 察 桥 梁 的 引 道 、河 床 和 导 流 物 时 ，须 先 根 据 设 计 资 料 ，了 解 设 计 时 的 要 求 ，然 后 通 过 观 察 量 测 检 查 弄 清 以 下 情 况 ：桥 头 引 道 的 构 造 、河 道 变 迁 ，以 及 河 床 有无 冲 刷 淤 积 等 。重 点 应 察 看 正 桥 与 引 桥 、引 道 的 衔 接 处 是 否 正 常 ；桥 墩 台 处 的 局 部 冲 刷 与 设计 时 采 用 的 数 据 相 比 是 否 偏 大 ；河 流 河 道 是 否 改 变 ；桥 下 净 空 有 无 改 变 ；以
17、及 两 岸的 桥 头 锥 坡 有 无 冲 刷 和 损 坏 等 。在 必 要 的 情 况 下 ，还 应 进 行 水 流 速 度 的 测 定 ，并确 定 河 流 水 势 的 流 向 。(二) 量测全桥的线型和标高包 括 上 部 和 下 部 结 构 的 标 高 ，如 墩 台 的 支 承 垫 石 或 支 承 板 、承 台 和 梁 底 标 高等 。如 果 桥 梁 的 标 高 和 线 型 良 好 ，说 明 桥 梁 无 大 的 病 害 ；如 果 有 变 化 、且 变 化 较 大 ，则 表 明 该 桥 有 可 能 基 础 发 生 了 沉 降 、上 部 结 构 有 较 大 的 损 伤 和 变 形 ，对 预 应
18、力 混凝 土 结 构 而 言 ，则 有 可 能 是 发 生 了 初 所 未 及 的 收 缩 徐 变 等 等 。(三) 圬工梁拱的观察量测要点1观 察 圬 工 有 无 风 化 、剥 落 、破 损 及 裂 缝 ，注 意 变 截 面 处 、加 固 修 复 处 及 防水 层 的 情 况 ；对 圬 工 剥 落 、裂 缝 处 ，应 注 意 钢 筋 的 锈 蚀 情 况 。2钢 筋 混 凝 土 梁 应 重 点 观 察 宽 度 超 过 0.3mm 的 竖 向 裂 缝 ，并 注 意 观 察 有 无斜 向 裂 缝 及 顺 主 筋 方 向 的 纵 向 裂 缝 。320 国道嘉兴段旧桥承载能力检测建议书 浙江大学土木工
19、程测试中心2019-5-21 3预 应 力 钢 筋 混 凝 土 梁 要 观 测 梁 的 上 拱 度 变 化 ，并 注 意 观 察 有 无 不 容 许 出现 的 垂 直 于 主 筋 的 竖 向 裂 缝 。4拱 桥 应 测 量 实 际 拱 轴 线 和 拱 圈 (或 拱 肋 )尺 寸 ，并 检 查 它 们 有 无 横 向 (垂 直路 线 方 向 )的 裂 缝 发 生 。5对 所 有 宽 度 等 于 大 于 0.3mm 的 裂 缝 应 观 察 量 测 其 深 度 和 是 否 贯 穿 。6应 用 回 弹 仪 和 其 它 办 法 量 测 混 凝 土 的 实 际 强 度 。7应 绘 制 裂 缝 分 布 、走
20、 向 、长 度 、宽 度 及 深 度 图 。(四) 钢结构的观察量测要点1观 察 油 漆 涂 层 的 完 好 程 度 ，有 无 起 皮 、剥 落 、锈 斑 等 。2观 察 钢 件 ，特 别 是 容 易 积 水 积 尘 或 不 通 风 部 位 有 无 锈 蚀 。锈 蚀 严 重 的 ，应量 测 钢 板 或 构 件 的 实 际 剩 余 厚 度 ，以 便 考 虑 断 面 削 弱 的 影 响 。3观 察 构 件 有 无 裂 纹 、穿 孔 、硬 伤 、硬 弯 、歪 扭 、爆 皮 及 材 料 夹 层 等 。要 特 别注 意 以 下 部 位 有 无 疲 劳 裂 纹 发 生 ：1)承 受 拉 力 或 反 复 应
21、 力 的 杆 件 与 节 点 板 连 接 处 或 杆 (构 )件 接 头 处 ；2)由 于 损 伤 造 成 杆 (构 )件 断 面 削 弱 及 应 力 集 中 处 ；3)纵 梁 与 横 梁 的 连 接 角 钢 ；4)无 盖 板 的 纵 梁 上 翼 缘 角 钢 ；5)主 梁 间 的 纵 向 联 结 系 的 连 接 处 ；6)单 剪 铆 钉 处 ；7)焊 缝 端 部 及 其 附 近 的 基 材 ；8)U 形 肋 与 横 隔 板 连 接 处 焊 缝 。320 国道嘉兴段旧桥承载能力检测建议书 浙江大学土木工程测试中心2019-5-21 4观 察 钢 箱 梁 工 地 拼 接 时 的 大 环 形 焊 缝
22、 (即 同 一 截 面 的 顶 板 腹 板 底 板 腹 板 的 周 圈 焊 缝 )和 U 形 肋 嵌 补 段 焊 缝 有 无 异 常 。5观 察 杆 件 的 平 直 度 。在 压 杆 的 弯 曲 矢 度 大 于 杆 件 自 由 长 度 的 1/1000、拉 杆的 弯 曲 矢 度 大 于 杆 件 自 由 长 度 的 1/500 时 ，均 应 注 意 弯 曲 的 影 响 。6观 察 铆 钉 头 有 无 锈 蚀 ，铆 钉 有 无 松 动 等 。应 特 别 注 意 杆 件 连 接 和 接 头 处 ；纵 梁 与 横 梁 连 接 处 ；纵 梁 及 上 承 式 板 梁 上 翼 缘 角 钢 的 垂 直 肢 ；
23、承 受 反 复 应 力 杆 件的 连 接 和 交 叉 处 ；联 结 系 斜 杆 的 交 叉 处 等 。7观 察 高 强 度 螺 栓 是 否 完 好 ，有 无 松 动 和 延 迟 断 裂 等 情 况 。(五) 砖石砌体的观察量测要点砖 石 砌 体 不 同 于 钢 筋 混 凝 土 的 一 个 特 点 是 ，抗 拉 强 度 小 ，结 构 脆 性 大 ，开 裂荷 载 比 较 接 近 或 几 乎 等 于 破 坏 荷 载 。因 此 ，当 砖 石 砌 体 出 现 由 于 荷 载 引 起 的 裂 缝时 ，往 往 是 砌 体 破 坏 的 特 征 或 前 兆 。砖 石 砌 体 产 生 裂 缝 虽 然 不 是 惟
24、一 的 破 坏 形 式 ，但 是 最 常 见 的 一 种 缺 陷 。裂 缝的 产 生 将 对 结 构 的 耐 久 性 、美 观 、强 度 和 刚 度 等 方 面 产 生 不 同 程 度 的 影 响 。砖 石 砌 体 裂 缝 ，根 据 其 产 生 的 原 因 ，主 要 有 三 种 ：1沉 降 裂 缝沉 降 裂 缝 是 砖 石 砌 体 最 常 见 的 一 种 裂 缝 。它 是 由 地 基 基 础 沉 降 导 致 砌 体 灰 缝沉 降 引 起 的 ，有 斜 面 裂 缝 、垂 直 裂 缝 和 水 平 裂 缝 等 。2温 度 裂 缝砖 石 砌 体 不 均 匀 受 热 ，温 差 较 大 时 易 引 起 裂
25、 缝 。3砌 体 的 强 度 不 足 及 荷 载 引 起 的 裂 缝320 国道嘉兴段旧桥承载能力检测建议书 浙江大学土木工程测试中心2019-5-21 由 于 砌 体 强 度 不 足 及 荷 载 引 起 的 裂 缝 形 式 有 水 平 裂 缝 、竖 直 裂 缝 及 斜 向 裂 缝等 。(六) 不同类型上部结构观察量测的重要部件及重点部位不 同 类 型 的 桥 ，包 括 用 不 同 建 筑 工 程 材 料 建 成 的 桥 ，各 部 件 和 各 部 位 的 受 力情 况 各 异 ，它 们 在 同 一 座 桥 中 所 起 的 作 用 也 不 同 。因 此 ，在 进 行 观 察 和 量 测 时 ，应
26、对 其 重 要 部 件 和 重 点 部 位 要 特 别 小 心 ，特 别 仔 细 。因 为 这 些 重 要 部 件 和 重 点 部 位比 较 容 易 损 伤 ，而 一 旦 损 伤 积 累 到 一 定 程 度 就 会 影 响 桥 梁 的 正 常 运 营 ，甚 至 危 及桥 梁 的 安 全 。表 1 示 出 了 不 同 类 型 上 部 结 构 观 察 和 量 测 的 重 要 部 件 及 重 点 部 位 。上部结构观察量测的重点部件及部位 表 1桥 式 观 察 量 测 的 重 点 部 件 及 部 位钢 筋 混 凝 土 和 预应 力 钢 筋 混 凝 土连 续 梁 、悬 臂 梁跨 中 截 面 及 其 附
27、 近 ；反 弯 点 处 （一 般 约 为 跨 径 1/5 处 ）及其 附 近 ；桥 墩 处 梁 上 部 及 其 附 近 ；梁 端 部 及 其 附 近 ；支座 。钢 筋 混 凝 土 和 预应 力 钢 筋 混 凝 土刚 架 桥跨 中 截 面 及 其 附 近 ；角 隅 处 ；立 柱 (墩 )。拱 桥跨 中 截 面 及 其 附 近 ；1/4 跨 径 处 截 面 ；拱 肋 之 间 连 接 处 ；对 中 承 和 下 承 式 拱 而 言 ，还 应 注 意 观 察 量 测 吊 杆 ；对 系杆 拱 而 言 ，应 注 意 观 察 量 测 系 杆 及 其 连 接 ；对 钢 管 拱 应 注意 其 钢 管 (包 括 连
28、 接 )的 焊 缝 及 慕 支 承 端 的 焊 缝 。320 国道嘉兴段旧桥承载能力检测建议书 浙江大学土木工程测试中心2019-5-21 钢 筋 混 凝 土 和 预应 力 钢 筋 混 凝 土简 支 梁 、大 孔 板跨 中 截 面 及 其 附 近 ；1/4 跨 径 处 ；梁 、大 孔 板 端 部 ；支 座 。(七) 墩台及基础的观察量测要点观 察 墩 台 及 其 承 台 圬 工 有 无 风 化 剥 落 、裂 缝 及 破 损 。应 对 裂 缝 及 破 损 具 体 位置 、宽 度 、长 度 、深 度 进 行 量 测 和 描 述 ，绘 制 成 图 。在 某 些 特 定 情 况 下 ，承 台 的 损
29、伤 是 严 重 的 ，因 此 还 须 了 解 墩 台 有 无 下 沉 、位移 和 倾 侧 变 位 等 情 况 。尽 可 能 查 清 地 基 基 础 情 况 ，特 别 是 墩 台 基 础 埋 深 有 无 变 化 ，有 无 超 过 设 计 规 定 的 局 部 冲 刷 现 象 。观 察 梁 端 部 、支 座 及 墩 台 的 相 对 位 置 关 系 。 不 同 类 型 墩 台 的 观 察 量 测 重 点 部 位 示 于 表 2。基 础 的 常 见 缺 陷 示 于 表 3。不同类型墩台的观察量测重点部位 表 2墩 台 类 型 观 察 量 测 的 重 点 部 位轻 型 桥 台 支 座 底 板 ；支 撑 粱 ；耳 墙 。扶 壁 式 桥 台 支 座 底 板 ；台 身 ；底 板 。重 力 式 桥 台 支 座 底 板 ；台 身 ；前 墙 。重 型 桥 墩 支 座 底 板 ；墩 身 ；水 位 变 化 部 位 。柱 式 墩支 座 底 板 ；帽 梁 ；横 系 梁 及 其 与 桩的 连 接 处 。(八) 支座的观察量测现 有 桥 梁 支 座 ，由 于 其 上 部 结 构 的 类 型 、跨 度 、荷 载 以 及 建 成 年 代 不 同 等 原
