国省道公路桥梁改造中的超高性能混凝土检测分析

国省道公路桥梁改造中的超高性能混凝
土检测分析
摘要：针对国省道公路桥梁改造中，广东省清远市国省道公路桥梁普遍设计荷载偏低，改造工期紧迫、改造造价偏低，高性能混凝土具有降低成本、提高效能作用，这也导致预制超高性能混凝土技术在国省道公路桥梁改造中得以广泛运用。

本文结合实际工程案例及工程经验的基础，分析超高性能混凝土检测技术的作用，结合工程实际案例分析桥梁的静载、动载实验，以此为同类工程提供技术参考。

关键词：国省道路桥；改造；检测
传统混凝土的平均抗压强度仅为40MPA，脆性大和抗压强度低，为满足更好的路桥工程建设，人们追求高性能的混凝土。

随着研究的不断深入，高性能混凝土、高强度混凝土等概念不断出现，试验研究的结果发现，与普通梁相比超高性能混凝土具有更好的极限荷载、刚度和抗裂性能。

桥梁改造工作是新时代建设项目的重点，桥梁改造工作是为满足新时代交通流量及交通荷载大的需求，所以在桥梁改造中使用高性能混凝土，更好地满足结构功能要求和施工工艺要求的混凝土，能最大限度地延长混凝土结构的使用年限，降低工程造价。

1.工程概述
为认真贯彻落实交通运输部、省委省政府的工作部署，牢固树立安全发展理念，以对人民财产高度负责的态度，以问题为导向，破解普通公路桥梁定期检查过程中存在的问题，确保桥梁技术状况评定结论准确可靠，防止重大安全隐患误判漏判，有效遏制桥梁安全运行事故[1]。

根据省公路事务中心《2020年全省普通公路桥梁技术状况核查实施方案》粤公养函（2020）451号文、《清远市2020年农村公路桥梁技术状况核查技术方案》中的条文：对桥梁进行全面的技术状况定期检查（外观检查），掌握当前结构技术状况。

黎溪大桥位于英德市X367黎溪镇线上。

桥梁全长246m，全桥共计7跨，桥
跨布置为1×7+1×176+5×8m，桥面总宽为12.6m，桥面横向布置为0.5m（护栏）+1.8m（非机动车道）+8.0m（车行道）+1.8m（非机动车道）+0.5m（护栏）。

上
部结构：中承式吊杆拱，设有板式橡胶支座，油毛毡支座。

下部结构：墩台为重
力式结构；基础形式均为扩大基础。

桥面系：水泥混凝土铺装。

由于年代久远，
设计荷载不详。

1.病害成因
上部结构的病害：
（1）空心板梁、风撑、横梁锈胀露筋，剥落露筋；主要是混凝土保护层偏薄，空气中氯离子入浸而引起的混凝土锈胀，钢筋锈蚀。

（2）空心板破损：施工过程中运输吊装导致的破损。

（3）支座老化、脱空、滑移、变形：①安装因素：安装过程中支座垫石高
程未控制好，进而出现了部分支座脱空，同一梁体有的支座完全脱空导致个别支
座受力过大而引起初始变形过大，进而导致开裂变形加速；②温度及荷载因素：
支座安装温度过高、过低，随环境温度变化、混凝土胀缩、徐变和汽车制动力的
作用引起变形和滑移；③时间因素：支座使用年限较长，支座出现老化变形现象。

（4）吊杆钢管护套锈蚀：由于钢管护套完全暴露大气中，受潮湿天气或者
其它有害环境介质的作用下导致涂层剥落，钢管锈蚀。

（5）吊杆钢绞线锈蚀：吊杆钢绞线锈蚀程度不大，最有可能的是早期施工
除锈措施不及时，表面锈迹未进行除锈或除锈不完全而直接施工，或者注浆混凝
土进入钢管的水汽引起。

下部结构:
（1）盖梁锈胀露筋：主要是混凝土保护层偏薄，空气中氯离子入浸而引起
的混凝土锈胀，钢筋锈蚀。

（2）台帽蜂窝：施工过程中模板漏浆或振捣不够及后期风化引起。

（3）墩台存在渗水长苔：桥面排水设施不完善导致雨水下渗侵蚀。

（4）墩身、台帽竖向裂缝，桥台横向裂缝：主要有2个因素；①墩台基础
不均匀沉降②早期施工表层温度收缩裂缝，在车载重复作用下逐渐发展扩大。

（5）基础粗骨料外露：江水长时间迎水面冲击引起。

3.实验
为进行桥梁的静载实验，因此使用用 MidasCivil桥梁分析软件进行有限元
分析，建立加固前的梁桥模型与更换超高性能混凝土桥梁的有限元模型[2]。

使用INV3060A信号采集分析系统进行，动载测点采用 941-B 型传感器，将其布设在
桥梁行车道桥面跨中以及四分点位置，分别采集在自然激励下的震动频率、无障
碍行车下的自振频率、冲击系数。

可以看出使用高性能混凝土材料改造后的桥梁
承载性能可满足要求，结构强度、刚度、抗裂性能大于普通混凝土[3]。

4、结论与建议
4.1 结论
1）技术状况评定结果
（1）依据《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG/T H21-2011）的评定方法，经计算确定黎溪大桥主桥上部结构评分为80.7，技术等级为2类；下部结构评分
为83.1，技术等级为2类；桥面系评分为82.1，技术等级为2类，总体技术状
况评分为82.0，等级为2类。

该桥技术状况描述为“有轻微缺损，对桥梁使用功
能无影响”。

（2）依据《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG/T H21-2011）的评定方法，经计算确定黎溪大桥引桥上部结构评分为83.1，技术等级为2类；下部结构评分
为73.8，技术等级为3类；桥面系评分为82.3，技术等级为2类，总体技术状
况评分为79.2，等级为3类。

该桥技术状况描述为“有中等缺损，尚能维持正常
使用功能”。

2）外观检查
通过对桥梁的上部结构的拱肋、横向连结系、拱上立柱、吊杆、锚头、桥面
等进行检测，得到混凝土破损、剥落露筋、饺缝填料缺失等结论。

另外，考虑到
桥面存在的破损情况，如台顶存在破损；墩顶存在修复不平整、台顶伸缩缝装置
存在砂砾填充；左侧防撞墙上方栏杆存在轻微锈蚀，右侧防撞墙上方栏杆存在严
重锈蚀；全桥泄水孔均存在堵塞现象。

4.2 建议
（1）对于钢管护套锈蚀：建议对钢管护套表面进行除锈处理，清除干净，
及时喷涂防锈剂，特别注意钢管与拱肋，吊杆横梁的交界处；
（2）对于全桥的风化麻面、蜂窝露筋部位：建议在麻面、蜂窝部位浇水充
分湿润后，可用1:2的水泥砂浆将麻面或蜂窝进行抹平压光修补；
（3）对于全桥锈胀、露筋：建议对混凝土构件一般外观病害（如混凝土剥落、蜂窝、露筋、锈胀）部位用环氧砂浆进行修补，修补前先凿除松散旧混凝土，露出新鲜骨料，修补部位有钢筋锈蚀的要先进行除锈；
（4）对于墩立柱，盖梁，台帽台身渗水长苔：建议完善排水系统，及时更
换伸缩装置挤压破损的橡胶条，保证桥面排水顺畅，以防沿桥面下渗侵蚀主梁及
支座盖梁等；
（5）对于支座脱空：建议对支座进行塞垫钢板；对于支座剪切变形，老化：建议对支座缺陷严重的进行更换处理；
（6）对于基础粗骨料外露：建议对基础采用致密性防水混凝土进行修复处理；
（7）对于墩及台帽的竖向裂缝：进行压力注浆封闭处理，并定期进行后期
观测；
（8）对于护栏锈蚀；建议对混凝土表面清理、喷漆防锈；
（9）对于桥面铺装开裂破损：建议采用加铺层2~3cm的沥青混凝土磨耗层
进行处理；
（10）对于伸缩缝砂砾填充，泄水孔堵塞：建议定期清理，保证其使用功能；
（11）定期开展结构水下基础检测，河床断面测量，确保结构安全。

结语：
综上所述，本文以实际案例的检测分析，根据案例当中桥梁实际存在的安全
病患，采取针对性方式，运用超高性能混凝土对其进行维修处理，从而全面提升
桥梁各结构的安全性能，确保桥梁构件功能的提升，实现对桥梁结构有效加固，
进一步提升桥梁的承载能力，使得桥梁的使用寿命得以延长，为当地交通运输安
全性及经济高质量发展提供充足保障。

参考文献：
[1]庞铁军. 农村公路桥梁改造中的超高性能混凝土检测技术分析[J]. 交通
世界, 2021(22):2-2.
[2]王娜. 公路桥梁施工中高性能混凝土的应用分析[J]. 城市建设理论研究:电子版, 2021(16):2-2.
[3]田月强、杜钊、罗宏伟. 超高性能混凝土预制桥梁在广东农村公路旧桥
改造工程中的应用[J]. 广东公路交通, 2020, 46(5):5-5.。