(论文)桥墩火损后的检测与消害处理

2009年第1期 （ 总第112期 ）Chinese hi- tech enterprises NO.1.2009 （ CumulativetyNO.112 ） 中国高新技术企业 在某高速公路工程的大桥施工中，因工人焊接湿接缝钢 筋时落下的焊渣点燃桥下的土工格栅引起大火，大火燃烧时 间约为20分钟，使其中一根墩柱被烧伤。为对受损情况进行 深入了解，以便制定相应对策措施，对烧伤部位进行了检查 监测检测。检测使用了回弹法和超声波法综合进行。 一、墩柱检测 （ 一 ） 外观检查 1本次火灾中主要受损墩柱为5- 4#，实际检查中发 现，该墩柱从地面到墩顶范围内均有不同程度的过火现象， 主要破损在5- 4#墩柱的北面，混凝土的状态表明受热温度 局部应达500以上。 2墩柱烧损区约占整个墩柱表面50面积，主要在 5- 4#墩柱的北面，大部分表面烧伤层已凿除，实测最大深 度约5cm，桥墩主筋、箍筋外露。 （ 二 ） 超声波、回弹检测 墩柱超声波测试采用径向对测法测试。为便于分析对 比，分别在正常墩柱5- 3#墩柱东西面、南北面；受损墩柱 5- 4#墩柱的东西面、东西面、南北面进行了测试，表1为 5- 3#正常墩柱超声波测试结果；表2为5- 4#受损墩柱东西对 测超声波测试结果；表3为5- 4#受损墩柱南北对测超声波测 试结果；表4给出了5- 3#正常桥墩混凝土回弹值及声速测试 结果；表5给出了5- 4#受损桥墩混凝土回弹值及声速测试结 果。 表1 5- 3#墩柱超声波测试结果 表2 5- 4#墩柱超声波测试结果 （ 东西对测 ） 表3 5- 4#墩柱超声波测试结果 （ 南北对测 ） 表4 5- 3#正常桥墩混凝土回弹值及声速测试结果 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? !“#? ?$?%“#? ?&? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 桥墩火损后的检测与消害处理 陈东恩 （ 广东省基础工程公司，广东 广州 510620 ） 摘要：文章介绍了回弹- 超声法在对火灾中受损墩柱进行检测与评价时的应用，同时对修复方案的制定与施工工 艺进行了简单介绍。 关键词：墩柱；火灾；回弹；超声波；检测 中图分类号：TU974文献标识码：A文章编号：1009- 2374 （ 2009 ） 01- 0081- 02 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? !?!? ? ? ? ? ? ? ? !?!? ? ? ? ? ? ? ? ? ? “#?“#?“#?“#? 81- 表5 5- 4#受损桥墩混凝土回弹值及声速测试结果 分析表15中的实测数据可得： 1正常墩柱的实测波形良好，为受损墩柱的评定提供 了很好的参考值。 2受损墩柱在测试前已将大部分受火疏松的混凝土进 行了凿除 （ 多数部位已露出了箍筋和主筋 ），部分测点是在 凿除后的混凝土面上经打磨后布置的测点 （ 如南北对测测 点1#21# ）。 从这些测点测试结果看，除个别测点波形不太好外， 多数测点波形完好，这说明受损墩柱内部混凝土状态完好， 本次火灾对墩柱内部混凝土影响甚微。个别波形不太好的 测点恰恰为烧伤混凝土凿除不彻底或未凿除的部位，这也 进一步说明了以上判断的正确性。 3墩柱烧伤程度上部小于下部，北面大于南面，南面 受灾较为轻微。墩柱最大受损深度局部约5cm。 综上所述，受损墩柱受灾为表层病害，火灾对墩柱内 部混凝土影响甚微，从受灾范围及程度判断，墩柱经加固 补强后可以继续投入使用。 二、加固方案 墩柱受伤较为严重，但其内部混凝土受火灾影响甚小， 混凝土受损深度不是很深 （ 最深处约5cm ），其加固维修可 本着恢复和适当补强的方式。可采用下面方案进行加固： 凿除受伤混凝土 （凿除深度以露出新鲜混凝土为准， 但要注意保护主筋 ），在墩柱外加设钢筒 （ 厚度为10mm，比 墩柱稍矮、直径可稍大 ），以此作为外模板，在其内浇注自 流免振捣混凝土。 三、加固效果计算 根据上述整体计算结果，加固效果分析通过截取5- 4号 墩墩柱 （ 4.5米 ） 进行局部计算，计算墩柱加固补强后的受 力状况。 计算模型中墩柱混凝土采用实体单元solid45，钢箍采用 板壳单元shell63 （ Keyopt(1)=0，板壳单元 ）。材料参数均按 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D622004 ） 取值。 墩柱 （ 30号混凝土 ）：Ec3.0104MPa，泊松比vc0.2； 钢箍 （ A3钢 ）：Es2.1105MPa，泊松比vs0.3； 经过建立有限元模型计算得出结果可以看出，墩柱在 加固补强后能满足受力要求，钢箍的等效应力 （Von Mises 应力 ） 均在40MPa以下，混凝土竖向应力SY（ 压应力 ） 均小 于为10MPa （ 墩柱混凝土设计标号为30号，大于10MPa的为 边界约束引起的局部应力，实际中不会存在 ）。 四、自流免振捣混凝土工艺 （ 一 ） 性能特点 自流免振：按规定的配合比混合，加水搅拌均匀后，即 可施工，不需振捣，操作方便。 增强：可以提高砂浆和混凝土强度10MPa以上。 微膨胀：以保证密实填充灌注孔隙。 （ 二 ） 施工 将每种料按配合比正确计量，倒入搅拌机，干搅1分钟， 再倒入水，搅拌12分钟。搅拌过程中，若发现拌和料偏 稀，可采用加入干料的方法调和，直到稠度适中；太干时 可加少许水，再搅拌均匀即可。严禁用太稀的料施工。以 拌合料均匀、能顺利自流，且表面无剩余水为准。可以先 加入4/5的水，最后根据稠度分两次加入剩余水，以防止一 次性加水量偏大。同时建议先按干料配合比搅拌一定量的 混合料，装袋备用，用于用水量偏大时，调和稠度。需要强 调的是，现场使用的砂含水率不同，或温度风速等环境因 素的影响，可能导致实际用水量与实验室提供的用水量有 差异，必须根据实际情况及时调整。 （ 三 ） 注意事项 1此材料对水比较敏感，特别是达临界点后，很小的 加水量可能导致流动性变化很大，因此一定要严格控制加 水量；同时控制相同的搅拌时间，延长搅拌时间，料变稀。 2河砂里存在一定的大颗粒，施工前要过5mm的方孔 筛。 3施工前可在实验室里按提供的配合比复配，确定精 确的用水量；材料用量MS掺和料量为0.25t/m3。 参考文献 1混凝土与钢筋混凝土施工手册M北京：冶金工业 出版社，1998 2桥梁施工工程师手册M北京：人民交通出版社， 1999 3GB