动力测试在营运公路桥梁基桩安全技术状况评估中的应用技术研究.pdf

2015 年第 1 期 广 东 公 路 交 通 GuangD ong G ongLu Ji aoTong 总第 136 期 动力测试在 营运公路桥梁基桩 安全 技术状 况 评估 中的应 用技术研 究 l 项 目来源 广东省交通运输厅科技项 目 编号 2009 02 0 12 2 主要 完成 单位 广东华路交通科技有限公司 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所 珠海市建设工程质量监督检测站 3 主要技术 内容 3 1 技术特点 我国营运公路桥梁有很多是早期建造的 设 计标准低 施 工质 量粗糙 桩基 检 验率低 虽然 一 些桥梁对 地面 以上 可见部 分通过 调查 检 测 加 固改造等方法新 建 了技术档案 但对墩 台基础 以下部分仍有为数不少的无法挖验与钻探 建立 不了技术档 案 长期 处 于不 明状 态 依靠 传统 检 测手段难以评估其病 害状态 给公 路桥梁 的运 营 管理带来 了安全 隐 患 与新建桥 梁基 桩检 测相 比 由于实际条件的限制 承台或墩柱 干扰 通 车 需要等 常规检测 方法无 法应用 到营运 公路 桥 梁基桩状态检测和评估 中 为此 本课题通过 调 研 数值模 拟 模 型试验 和现场 测试 等方 法研究 营运公路桥梁基桩 安全技术状况 的应用技 术 提 出了一套科学 合理的营运公路桥梁基桩病害诊 断安全评估技术 从 而可以科学准确地评价 营运 公路桥梁基桩 的完整性和承 载力 大 幅提升公 路 桥梁的安全运行 具有较大的工程应用价值 3 2 主 要性 能指标 1 研究 了既有公路桥墩基础动 刚度影响因 素及其特征数值分析 为评估既有公路桥墩技术 安全状况提供了理论依据 2 提出了改进型低应变法检测 营运公 路桥 梁基桩的完整性 和长度 通过 与钻 芯法和超声 波 法等的测试结果进行验证 表明采用改进型低应 变法可以有效 检测承 台下基桩 的完 整性和长度 具有较好 的应用效果 和经济效益 也 解决 了常规 低应变法无法有效检测营运公路桥梁墩台下基桩 的完整性和长度的技术难题 3 提出了以动刚度法为主 改进低应变法 钻芯法和承载力验算法为辅的营运公路桥梁基桩 病害诊断和安全技术状况的评估方法 为营运公 路桥梁病害基桩的加固处治施工提供应用依据 3 3 技术创新 1 基于瞬态导纳法理论 开发 了适用于营运 公路桥梁基桩 的动刚度法检测设备 该新 型检测 设备可较好地评价营运公路桥梁承台下基桩 的承 载力和完整性 2 提出了改进低应变法检测营运公路桥梁 基桩 的完整性 和长度 解决 了常规低应 变法无法 有效评价营运公路桥梁墩 台下基桩的完整性和长 度的技术难题 3 提出了利用动刚度法评估营运公路桥梁 基桩承载力 的检 测方法 以及摩擦桩 和嵌 岩桩 的 承载力估算公式 为筛选 出承载 力不 足的桥墩基 桩提供了依据 4 建立 了以动 刚度法为 主 改进低应变法 钻芯法和承载力验算法为辅的营运公路桥梁基桩 病害诊断和安全 技术状况的评估方法 该综 合评 估方法可为营运公路桥梁病 害基桩的加 固处治施 工提供应用依据 3 4成果水平 2014 年 4 月 3 日 课题 成果 通过 了广东省交 通运输厅组织 的鉴定 认为 项 目研究成果具有创 新性 实用 性 并 在广深 高速 公路 得到 了成功 应 用 经济和社会效益 良好 研究成果总体上达到国 际先进水平 4成果应用情况 广深高速公路通车运营多年后部分桥梁基础 出现了不同程度的病害 已对桥梁的营运安全造 成了较大影响 本项 目提 出了营运公路桥梁基桩 病害诊断和安全技术状况评估方法 该方法具有 6 5 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 2015 年第 1 期 广东公路交通 总第 136 期 现场检测工作量少 不影响公路正常运 营 便 于现 场操作等优点 可 以较好地评估 营运公路桥梁基 桩的病害情况 测试桥梁基桩 的承载力 为制定维 修加固对策和采取合理的加 固施工方案提供决策 依据 并能有效避免桥梁运营过程 中的安全隐患 广深高速公路是我国最繁忙的高速公路之一 对 国民经济影响较大 社会关注度高 该 高速公路成 功应用了本项 目研究 成果 大 幅减少 了现场检测 工作 提高了检测结果 的准确性 有效提 高了桥梁 的营运安 全 具 有较大 的经济 效 益和社会 效益 目前 本项 目研究成果 已在广东省部分 高速公路 和市政公 路桥梁 的病 害基桩检 测 中得 到推广 应 用 取得 了较好的应用效果 动力测试在营运公路桥梁基桩安全技术状 况评估 中的应用技术研究 课题组 课题 组联 系人 孙 晓立 联 系电话 020 37421149 广 东省公 路学会组织工程技术人员考察珠江黄埔大桥 钢桥面铺装施工现场 2014 年 11 月 18 日 广东省公路学会组织有 关工程技术人员参观考察广州珠江黄埔大桥钢桥 面铺装施工现场并进行技术交流 广东省公路学 会陈冠雄理事长 广东省交通运输厅基建处 黄成 造处长以及有关单位的工程技术人员 20 人参加 了 考察活动 珠江黄埔大桥建设有 限公 司张少锦总经理介 绍了珠江黄埔大桥有关情况及钢桥面铺装采用的 维修方案 施工工艺 珠江黄埔大桥是 京珠 国道 主干线广州绕城公路东段和珠 江三角洲经 济区环 形高速公路东段线的重要组成部分 工程于 2005 年 4 月全面开工建设 2008 年 12 月建成通 车 全 长 7016 5m 其 中北汊桥采用 主跨 383m 独塔双 索面钢箱梁斜拉桥 南汊桥为主跨1 108 m 钢箱梁 悬索桥 桥面按 双向六 车道布置 设计 行车速度 100km h 钢 桥 面 行 车 道 铺 装 层 设 计 总 厚 度 60m m 由上 至下 结 构 组 成 为 环 氧 沥 青 混凝 土 E A 10 30m m 环氧粘结剂 0 451M m 环氧沥青 混凝土 EA 10 30m m 防水粘结层 0 78L m 环 氧富锌漆 底层钢板除锈 喷砂清洁度 Sa2 5 粗糙 度 50 100 m 原设计钢 桥面铺装 主要 采用美 国环氧沥青混合料铺装结构层 另选择上游 右 幅 应急车道和重车道半边 右轮迹带 使用 日本 环氧沥青混合料铺装结构层 黄埔大桥 自 2008 年底通车运营以后 环氧沥 青混凝土桥面铺装受行车荷载及桥梁结构挠曲变 形等多重因素影响 2010 年钢桥面铺装层 陆续 出 66 现局部鼓包 裂缝 坑槽等 常见病害 据介 绍 期 间珠江黄埔大桥建设有限公 司在 日常养 护 中 对 坑槽 鼓包 裂缝 等病 害进行 了处理 主要是对 明 显的坑槽 破包或严重 网裂 区域采用热补处理 对 未破包的鼓包进行 了环氧树脂压 注 对裂缝采用 了专用补缝胶或环氧树脂 含改性材料 封 闭 但 2013 年下半年以来 随着车流量的明显增加 特别 是超载重车 的增加 加之 环氧沥青混凝土铺装层 受高温 雨水作用 老化趋势 日益加剧 钢桥 面铺 装层病害数量激增 病害程度进一步加深 尤其以 南 北行慢车道为重 车辙 和推移趋势明显 同时 伴有大量裂缝 出现 该病害发展 已影 响到维 修部 位 且雨水一旦下渗进入粘结 层 将严重影 响钢 箱梁结构的耐久性和桥面行车安全 针对现状 黄埔大桥建设 有限公司开展 了预 防性养护技术 研究 于 2011 年 4 月开 始相关 的 试验 2012 年 8 月开展现场试验路段施工并取得 良好效果 2014 年 6 月对试 验段进行 指标检测 相关指标合格 最后确定维修方案为 超 高粘改 性 SM A 一13 沥青 昆凝土 50m m 十防水 防锈 组 合式连 接层