公路舊橋檢測評定與加固技術(shù)叢書-混凝土舊橋材質(zhì)狀況與耐久性檢測評定指南及工程實例

公路舊橋檢測評定與加固技術(shù)叢書--混凝土舊橋材質(zhì)狀況與耐久性檢測評定指南及工程實例?摘要：本文圍繞公路舊橋檢測評定與加固技術(shù)叢書里的《混凝土舊橋材質(zhì)狀況與耐久性檢測評定指南》展開。闡述了該指南對于混凝土舊橋材質(zhì)狀況與耐久性檢測評定的重要性，詳細介紹了指南中的各項檢測評定方法，并結(jié)合具體工程實例說明如何運用指南進行實際檢測評定工作，旨在為公路舊橋的維護、加固及管理提供有力參考，保障橋梁結(jié)構(gòu)的安全與耐久性。一、引言公路舊橋在長期使用過程中，由于受到環(huán)境侵蝕、車輛荷載等多種因素影響，混凝土材質(zhì)狀況和耐久性會逐漸下降。準確檢測評定混凝土舊橋的材質(zhì)狀況與耐久性，對于合理制定橋梁維護策略、科學實施加固措施至關(guān)重要?！痘炷僚f橋材質(zhì)狀況與耐久性檢測評定指南》為這一工作提供了系統(tǒng)、規(guī)范的指導。二、《混凝土舊橋材質(zhì)狀況與耐久性檢測評定指南》概述（一）指南的目的與意義指南旨在建立一套科學、合理、可行的混凝土舊橋材質(zhì)狀況與耐久性檢測評定方法，幫助橋梁管理人員準確掌握橋梁混凝土的實際狀況，如強度、碳化深度、鋼筋銹蝕等情況，評估橋梁耐久性現(xiàn)狀，為橋梁維護、加固設(shè)計及決策提供依據(jù)，延長橋梁使用壽命，保障交通運輸安全。（二）主要內(nèi)容框架1.基本規(guī)定：明確了適用范圍、檢測評定的工作流程、檢測機構(gòu)與人員資質(zhì)要求等。2.材質(zhì)狀況檢測混凝土強度檢測：介紹了回彈法、超聲回彈綜合法、鉆芯法等多種檢測方法及其適用條件、操作要點和數(shù)據(jù)處理方法。碳化深度檢測：常用酚酞試劑法，詳細說明了檢測步驟和結(jié)果判定。鋼筋銹蝕檢測：包括半電池電位法、線性極化電阻法等，闡述了各方法原理、儀器操作及數(shù)據(jù)分析。3.耐久性評定耐久性環(huán)境作用等級劃分：根據(jù)橋梁所處環(huán)境，如大氣環(huán)境、水環(huán)境等，確定相應的作用等級。耐久性評定指標：依據(jù)混凝土強度、碳化深度、鋼筋銹蝕等檢測結(jié)果，結(jié)合環(huán)境作用等級，制定耐久性評定指標和評定方法，劃分耐久性等級。4.檢測評定報告：規(guī)定了報告應包含的內(nèi)容，如工程概況、檢測項目及方法、檢測結(jié)果、評定結(jié)論等，確保報告的規(guī)范性和完整性。三、混凝土舊橋材質(zhì)狀況檢測方法（一）混凝土強度檢測1.回彈法原理：通過回彈儀沖擊混凝土表面，測量回彈值，根據(jù)回彈值與混凝土強度之間的相關(guān)關(guān)系，推算混凝土強度。操作要點：檢測前需對回彈儀進行率定，使其在鋼砧上的率定值符合要求。檢測時，測點應均勻分布在混凝土表面，相鄰兩測點凈距不宜小于20mm，測點距構(gòu)件邊緣不宜小于50mm。每個測區(qū)應彈擊16個點，去除3個最大值和3個最小值后，計算剩余10個回彈值的平均值作為該測區(qū)的平均回彈值。適用范圍：適用于齡期14d以上，強度在1060MPa范圍內(nèi)的混凝土。但對于表面不平整、潮濕或有缺陷的混凝土部位，回彈法的檢測結(jié)果可能存在較大誤差。2.超聲回彈綜合法原理：利用超聲波在混凝土中的傳播速度與混凝土強度之間的內(nèi)在聯(lián)系，結(jié)合回彈值，綜合評定混凝土強度。操作要點：超聲檢測時，應在混凝土表面布置一對超聲換能器，換能器應與混凝土表面緊密耦合。測量超聲聲時，每個測區(qū)宜重復測量3次，取其平均值作為該測區(qū)的聲時?；貜椫禍y量方法同回彈法。然后根據(jù)測區(qū)的回彈值和超聲聲時，通過預先建立的測強曲線計算混凝土強度。適用范圍：該方法綜合考慮了混凝土的彈性性質(zhì)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)狀況，比回彈法更能準確反映混凝土的實際強度，適用于各種齡期和強度等級的混凝土。3.鉆芯法原理：直接從混凝土結(jié)構(gòu)中鉆取芯樣，通過對芯樣進行抗壓試驗，測定混凝土的實際強度。操作要點：鉆芯位置應避開鋼筋、預埋件等，芯樣直徑一般不宜小于骨料最大粒徑的3倍，且不應小于70mm。芯樣應保持完整，在試驗前應將芯樣端面加工平整。芯樣抗壓試驗應按照規(guī)定的試驗方法和加載速度進行，記錄破壞荷載，計算芯樣抗壓強度。適用范圍：鉆芯法是檢測混凝土強度最直接、最準確的方法，但屬于半破損檢測方法，會對橋梁結(jié)構(gòu)造成一定損傷。適用于對其他檢測方法結(jié)果有懷疑或需要準確測定混凝土強度的情況。（二）碳化深度檢測1.酚酞試劑法操作步驟：在混凝土表面鑿出直徑約15mm的孔洞，深度約10mm，清除孔洞中的粉末和碎屑。然后在孔洞內(nèi)壁滴入酚酞試劑，觀察混凝土顏色變化。當混凝土表面碳化后，酚酞試劑不會變色，未碳化部分呈紫紅色。測量從混凝土表面到酚酞變色界限的深度，即為碳化深度。注意事項：檢測時應注意保持孔洞內(nèi)壁清潔，避免雜質(zhì)影響酚酞試劑的變色效果。每個構(gòu)件應檢測3個以上孔洞，取其平均值作為該構(gòu)件的碳化深度。（三）鋼筋銹蝕檢測1.半電池電位法原理：以鋼筋為陽極，混凝土表面為陰極，通過測量鋼筋與混凝土表面之間的電位差，判斷鋼筋的銹蝕可能性。操作要點：將參比電極與被測鋼筋通過導線連接，組成測量回路。在混凝土表面布置測點，測點間距不宜小于200mm，測點距構(gòu)件邊緣不宜小于500mm。測量時，應將電壓表的量程調(diào)至合適位置，待指針穩(wěn)定后讀取電位值。結(jié)果判定：根據(jù)測量得到的電位值，按照相關(guān)標準劃分鋼筋銹蝕狀況等級。當電位值小于0.35V時，表明鋼筋有銹蝕活動性；電位值在0.35V至0.2V之間時，鋼筋可能有銹蝕；電位值大于0.2V時，鋼筋一般不會發(fā)生銹蝕。2.線性極化電阻法原理：通過測量鋼筋在混凝土中的極化電阻，推算鋼筋的銹蝕速率。操作要點：采用專門的線性極化電阻測量儀，將測量探頭與鋼筋連接，在混凝土表面施加微小的交流信號，測量鋼筋的極化電阻值。測量時應注意保持探頭與鋼筋接觸良好，避免外界干擾。結(jié)果分析：根據(jù)極化電阻值，利用相關(guān)公式計算鋼筋的銹蝕速率。銹蝕速率較大時，表明鋼筋銹蝕情況較為嚴重，需要進一步采取措施進行處理。四、混凝土舊橋耐久性評定（一）耐久性環(huán)境作用等級劃分根據(jù)橋梁所處環(huán)境條件，如大氣環(huán)境中的濕度、溫度、二氧化硫含量等，水環(huán)境中的水質(zhì)類型、水流速度等，將耐久性環(huán)境作用等級劃分為不同級別。例如，在大氣環(huán)境中，根據(jù)環(huán)境侵蝕作用的強弱，可分為輕微、輕度、中度、重度和極重度五個等級。在水環(huán)境中，根據(jù)水的侵蝕性和水流條件等因素進行等級劃分。準確劃分環(huán)境作用等級是后續(xù)耐久性評定的基礎(chǔ)。（二）耐久性評定指標與方法1.評定指標綜合考慮混凝土強度、碳化深度、鋼筋銹蝕等檢測結(jié)果，確定耐久性評定指標。例如，對于混凝土強度，規(guī)定了不同環(huán)境作用等級下的最低強度要求；對于碳化深度，超過一定限值時會降低橋梁耐久性；對于鋼筋銹蝕，根據(jù)銹蝕狀況等級采取相應的評定標準。2.評定方法根據(jù)各項評定指標，結(jié)合環(huán)境作用等級，采用層次分析法等方法進行綜合評定。首先確定各項指標的權(quán)重，然后根據(jù)指標實測值與評定標準的對比情況，計算耐久性綜合得分，最終劃分耐久性等級，如良好、較好、一般、較差、差五個等級。耐久性等級為較差和差的橋梁，需要重點關(guān)注并及時采取維護或加固措施。五、工程實例（一）工程概況某公路混凝土舊橋建于[具體年份]，橋梁全長[X]米，跨徑布置為[具體跨徑組合]。該橋所處地區(qū)為亞熱帶季風氣候，常年濕度較大，且過往車輛重載較多。近年來，橋梁出現(xiàn)了一些病害，如梁體混凝土表面出現(xiàn)裂縫、剝落等現(xiàn)象，為確保橋梁安全運營，對其進行材質(zhì)狀況與耐久性檢測評定。（二）檢測評定過程1.混凝土強度檢測采用回彈法對梁體混凝土進行大面積檢測，共布置了[X]個測區(qū)。部分測區(qū)回彈值異常，采用超聲回彈綜合法進行復核。對于關(guān)鍵部位，采用鉆芯法直接測定混凝土強度。經(jīng)檢測，部分梁段混凝土強度低于設(shè)計強度等級，平均強度推定值為[具體強度值]MPa。2.碳化深度檢測在梁體不同部位鑿孔檢測碳化深度，共檢測[X]個孔洞。結(jié)果顯示，大部分區(qū)域碳化深度在[具體范圍]mm之間，但有部分區(qū)域碳化深度超過了[限值]mm，表明混凝土碳化情況較為嚴重。3.鋼筋銹蝕檢測采用半電池電位法對梁體鋼筋進行檢測，布置了[X]個測點。檢測發(fā)現(xiàn)，部分測點電位值小于0.35V，說明這些部位的鋼筋有銹蝕活動性，需要進一步評估銹蝕程度。4.耐久性評定根據(jù)檢測結(jié)果，結(jié)合該橋所處的大氣環(huán)境作用等級（中度），按照耐久性評定指南進行評定。混凝土強度指標、碳化深度指標和鋼筋銹蝕指標綜合計算后，該橋耐久性等級評定為一般。（三）加固建議基于檢測評定結(jié)果，提出以下加固建議：1.對于混凝土強度不足的梁段，采用粘貼碳纖維布的方法進行加固，提高梁體承載能力。2.對碳化深度較大的部位，先進行表面處理，然后涂抹防腐涂料，阻止二氧化碳等繼續(xù)侵蝕混凝土內(nèi)部鋼筋。3.對于有銹蝕活動性的鋼筋部位，采用電化學防護措施，如陰極保護法，減緩鋼筋銹蝕速率。（四）加固效果經(jīng)過一段時間的加固施工后，對該橋進行復查?；炷翉姸韧ㄟ^回彈法和鉆芯法檢測，強度有明顯提高；碳化深度得到有效控制，新涂抹的防腐涂料起到了良好的防護作用；鋼筋銹蝕電位值有所回升，表明電化學防護措施取得了一定效果，橋梁耐久性得到顯著提升，結(jié)構(gòu)安全性增強，能夠滿足后續(xù)交通運