苏家坝立交及鱼洞长江大桥北引桥
检测及变形观测方案
二〇一二年十一月
1、工程概况
鱼洞长江大桥工程以长江为界，北面属于大渡口区，以南隶属巴南区，是连接两区的重要通道，本次检测得是鱼洞长江大桥北引桥，公路等级：城市快速路，荷载等级公路一级；人群荷载为2.5kN/m，设计车速602.5km/h，北引桥处于R=600m的圆曲线和缓和曲线上。桥面纵坡，0~2墩为-2.5%，2~12号墩为1.8%，坡点半径为70000m。上部结构桥梁跨径组合为40.04m+4×40m+40.08m+40.08m+4×40m+40.32m，共分为两联，0~6号墩为第一联预应力连续箱梁，6~12号墩（12号墩为与主桥的交界墩）为第二联预应力连续箱梁，下部结构采用重力式桥台、花瓶式桥墩，钻孔摩擦桩，盆式氯丁橡胶支座型号为GPZ（II）e纵+100（mm），纵向最大位移量为100mm。目前发现6号墩上方伸缩缝伸长量过大，长期处于拉伸状态，部分橡胶条已损坏。
苏家坝立交位于重庆菜园坝长江大桥南岸侧，平面以卵形状布设在主线两侧，共设置4个匝道，分别为L、M、N、O匝道。匝道净宽为8.5m，M匝道桥总长836m，位于主线右侧，平面呈卵型曲线，曲线最小半径R=60m，L匝道桥总长267m，整个匝道均在曲线上，曲线最小半径R=250m，其中LK0+0～LK0+81.00段与M匝道形成变宽段桥梁。N匝道总长466.48m，位于方线左侧，平面呈S型曲线，曲线最小半径R=60M，a其中NK0+271~NK0+466.48段与O匝道形成变宽段桥梁，NK0+171~NK0+271段为桥梁其余段为道路；O匝道总长814.4m，位于主线左侧，平面呈卵形状，曲线最小半径R=60M，其中OK0+069~OK0+468和OK0+627.5~OK0+814.44段为桥梁，OK0+468~OK0+627.5段为明洞；其余段为道路。
匝道纵断面的高程为路路面高程，横向设置向横坡或超高，L匝道设置2个变坡点，最大坡度为3.81%，横坡为1.5%；M匝道设置3个变坡点，最大坡度4.8%，最大超高6%。N匝道每个匝道共设置2个变坡点，最大纵坡为5%，最大超高为6%。O匝道每个匝道共设置2个变坡点，最大纵坡为5%，最大超高为6%
L 匝道桥：共1联，全长186m M匝道桥：共7联全长836m；
第一联：29+33+29=91m 第二联：3*40=120m 第三联：2*40+35=115m 第四联：35+2*40=115m
1
第五联：3*40=120m
第六联：28.06+38.01+37.94+37.99+27=169m 第七联：29.5+40.5+30=100m N匝道桥：共1联，全长93.6m O匝道桥：共5联全长585.9m 第一联：3*40=120m 第二联：36+3*4=156m 第三联：2*40+35=115m 第四联：27+2*40=107m 第五联：40+37.4=77.4m
苏家坝立交目前也发现部分伸缩缝伸缩量超过规定的限值。由于其坡度较大，转弯半径较小，存在梁体滑移危险。
为此，业主委托我公司对鱼洞长江大桥、苏家坝立交进行全面检测及变形观测，找到病害发展趋势，分析其可能产生的原因，提出合理的维修处置措施。
2、检测目的
我们按照城市桥梁养护规范所规定的工作内容和技术要求，完成本次的桥梁结构检测，可以达到以下目的：
1）根据目前桥梁状况已知病害，查明产生原因，提出相应维修加固建议，作为加固维修设计依据；
2）查明桥梁的基本情况，校核既有资料，建立桥梁的健康档案，为桥梁养护档案管理工作的电子化、数据化或桥梁信息管理系统提供可靠的基础资料。
3）揭示桥梁的安全隐患，对难以判断其损坏程度和原因的桥梁构件，提出进一步检测、监控的建议，确保运营安全。
4）通过全面检测及变形观测，了解伸缩缝伸缩量变化趋势，判断对结构的影响，提出相应的处置建议。
3、检测评估依据
《城市桥梁养护技术规范》（CJJ99-2003）；
《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2-2008） 《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011）；
2
《公路工程技术标准》（JTJB01-2003） 《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004） 《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ77-98） 《公路工程名词术语》（JTJ002-87）
《公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004） 《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》(CECS 02:2005) 《混凝土强度检验评定标准》（GB/T50107-2010）；
《电磁感应法检测钢筋保护层厚度和钢筋直径技术规程》（DB11/T365-2006）； 《超声法检测混凝土缺陷技术规程》（CECS21：2000）； 《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T J21-2011）； 待检桥梁设计、竣工文件、既有检测及维修养护加固等技术资料。
4、检测内容
根据城市桥梁养护技术规范的要求，本项目桥梁结构检测主要包括桥梁外观检测、结构无损检测、桥梁变形观测等三方面的内容。
4.1、桥梁外观检测
桥梁外观检查主要是对桥梁的结构尺寸、桥面系、上部结构、下部结构的外观进行全面检测，掌握桥梁的工作状态。
4.2、结构无损检测
结构无损检测主要是对结构的：混凝土的强度、碳化深度及氯离子含量，钢筋的分布、保护层厚度、锈蚀程度，桥梁的结构线形（桥面线形及结构线形，如拱轴线），结构的缺陷程度（混凝土裂缝宽度、深度、空洞）等。结构无损检测主要采用回弹仪、超声波仪、裂缝宽度仪、钢筋扫描仪、钢筋锈蚀仪、地质雷达、索力仪、全站仪、水准仪等检测仪器设备对结构进行检测。
4.3、桥梁变形观测
主要针对本桥的既有建立的变形观测网，对梁、墩、台等的平面，竖向变位进行全面的复测，并与前几次测量结果进行比较，判断结构的平面及竖向的变形是否影响结构工作性能，并结合外观检测结果分析其产生的原因。
4.4、检测重点及难点
3
苏家坝立交及鱼洞长江大桥北引桥都发现有类似的病害情况：部分伸缩缝伸长量过大超过了伸缩缝正常工作的允许值，由于上述两桥均为弯坡斜桥，伸缩量过大，可能产生原因较多，与伸缩缝本身允许伸缩量、安装时伸长量、温度变化、梁体的徐变收缩、梁体的位移变形、制动墩变形，限位装置的工作状态以及支座工作状态等因素均有较大的联系，需要分析判断产生的原因，避免可能会产生的极端不利的落梁的风险，所以我公司制定针对此项病害检测关键内容：
1、通过梁的变形观测，判断梁是否存在滑移的现象。
2、通过对墩的变形观测，及对墩支座及限位装置的检测，查明支座及其他限位装置的工作状态，判断是否存在梁体滑移的可能。
3、比较几年的变形观测资料，找到梁、墩的变形规律，判断梁体是否存在滑移的趋势。
5、检测总体工作思路
按照招标文件要求，根据我单位多年桥梁检测工作经验，将本项目桥梁检测工作总体分为四个阶段：
第一阶段：准备阶段，主要包括接受委托、收集资料、现场勘察以及编制桥梁检测实施方案四项内容。
第二阶段：外业检测阶段，主要是利用检测设备对桥梁结构现状进行现场检测、试验，包括桥梁外观检测、桥梁主要结构构件无损检测、桥梁变形测量三方面内容。
第三阶段：分析报告阶段，即根据外业采集的数据，进行统计分析和计算，评估桥梁技术状况等级，提出合理处置建议，编写梁检测报告。
第四阶段：后期服务阶段，主要是根据期检查结果，承担疑有病害桥梁的进一步专项（特殊）检测，对桥梁后期养护、维修加固提供技术支持。
现将各阶段主要工作方法及流程简述如下：
5.1、准备阶段
本阶段的主要工作内容为接收委托，签订检测合同，收集项目相关资料，编制桥梁检测实施方案及现场准备工作的开展。
1）相关资料的收集与整理
在实施现场检测之前，首先搜集项目有关的技术资料，包括桥梁的设计图纸及计算书，变更设计图纸及变更设计计算书，施工材料试验资料，竣工图纸及其说明书，
4
历次桥梁调查、维修、加固的相关资料，荷载试验资料等。并对资料进行分析整理，在现场检测过程中核对所收集到的数据，对缺失的桥梁数据在检测中加以补充完善。
2）项目实施细则的编写
完成了资料的搜集与整理后，结合现场实际考察情况，组织专人针对不同的桥型编制详细的检测实施细则，现场检测负责人按照实施细则指挥、组织检测人员完成现场检测工作。
3）现场准备工作的开展
根据现场准备工作的工作量，在检测前1～5天内，检测人员及辅助配合人员开始进行检测辅助设施的架设，如需占用车道时，通过业主与相关部门协调解决。现场准备工作主要包括以下几项：
a）移动支架或固定支架的搭建。
b）解决检测时所需电源（如钻芯机等设备）。
c）将检测所需的设备、机具和标定合格的仪器运送到现场妥善安置，并配1～2名工人看守。
5.2、外业检测阶段
外业检测阶段的主要工作内容为，根据第一阶段编写的检测实施细则，对桥梁结构进行检测。本项目外业检测又分为结构常规检测、桥梁主要结构构件无损检测两部分。结构外观检测以肉眼为主，辅以钢卷尺、数码相机的设备，对结构物的外观病害进行检查，记录；桥梁主要结构构件无损检测主要采用无损检测设备对桥梁主要结构构件进行材料性能及老化情况、结构构件缺损程度等方面的检测。
1）结构外观检测
桥梁外观检查主要是对桥梁的结构尺寸、桥面系、上部结构、下部结构的外观进行全面检测，掌握桥梁的工作状态。
2）结构无损检测
结构无损检测主要是对结构的：混凝土的强度、碳化深度及氯离子含量，钢筋的分布、保护层厚度、锈蚀程度，桥梁的结构线形（桥面线形及结构线形，如拱轴线），结构的缺陷程度（混凝土裂缝宽度、深度、空洞）等。结构无损检测主要采用回弹仪、超声波仪、裂缝宽度仪、钢筋扫描仪、钢筋锈蚀仪、地质雷达、索力仪、全站仪、水准仪等检测仪器设备对结构进行检测。
5
3）变形观测
主要针对本桥的既有建立的变形观测网，对梁、墩、台等的平面，竖向变位进行全面的复测，并与前几次测量结果进行比较，判断结构的平面及竖向的变形是否影响结构工作性能，并结合外观检测结果分析其产生的原因。
5.3、内业报告分析阶段
内业报告阶段是通过对外业检测数据进行统计、整理、分析、对比，判断结构缺陷程度及发展情况，分析桥梁结构病害产生原因，评估缺陷对结构承载力及使用性能的影响，按照《《城市桥梁养护技术规范》（CJJ99-2003）等相关规范、规程的规定对桥梁结构技术状况进行评定，提出桥梁使用、养护及维修加固的技术建议，编写桥梁检测报告。
5.4、后期服务阶段
后期服务阶段是根据期检查结果，承担疑有病害桥梁的进一步专项（特殊）检测，对桥梁后期养护、维修加固提供技术支持，对需要进行维修加固的的桥梁提供加固设计方案，并协助业主对桥梁养护人员进行技术培训等。
桥梁检测工作流程见下图：
6
现场考察 收集历史及现状资料 动态调查 (交通流量等) 制定检测计划 建立检测组织 检测技术和设备的准备 辅助设施施工 全面（普遍） 检查 拍照 进一步检测 整理资料、分析病害 无损或半破损检测 取样 评定等级 现场测试 调试 缺陷、损坏评估 损坏原因分析 损坏发展趋势评估 需要进行试验的桥梁荷载试验 耐久性分析 结构状况评定、承载能力评估 检测评定报告 维修防治措施 加固改善方案 图5-1 桥梁检测工作流程图
7
6、检测方法
6.1、桥梁外观检查
桥梁外观检查：对桥梁的结构尺寸、桥面系、上部结构、下部结构的外观进行全面检测，掌握桥梁的工作状态，检查方法如下：
6.1.1桥面系检查 1）桥面铺装检查
对于沥青混凝土桥面铺装，重点检查桥面铺装有无变形（车辙、波浪、鼓包、高低不平等）、泛油、破损、裂缝（龟裂、块裂、纵向裂缝、横向裂缝）、桥头是否平顺、防水层漏水等病害缺陷；对于混凝土桥面铺装，重点检查桥面铺装层有无磨光、脱皮、露骨、错台、坑洞、剥落、拱起、接缝料损坏、裂缝（板角断裂、破碎板）、桥头是否平顺、防水层漏水等病害缺陷，桥面铺装层常见病害照片如下。
沥青混凝土铺装网裂 水泥混凝土铺装碎裂
桥面铺装层外观检查以目视为主，采用钢尺测量缺陷的长度、宽度、范围，采用数码相机记录缺陷的影像资料，采用水准仪测量桥面纵、横坡，并对桥面系病害的破损部位、范围、程度进行准确记录。
2）伸缩缝检查
伸缩缝重点检查伸缩缝有无异常变形、破损、脱落、漏水，是否与结构缝位置对应、缝内有无杂物堵塞，局部有无缺损、抵拢、错台，锚固区有无混凝土破碎、露筋、失效、有无跳车现象等病害缺陷，伸缩缝常见病害照片如下。
8
伸缩缝断裂 伸缩缝变形
伸缩缝外观检查以目视为主，采用钢尺测量缺陷的长度、宽度、范围，采用数码相机记录缺陷的影像资料，采用水准仪测量伸缩缝高差，并对伸缩缝病害的破损部位、范围、程度进行准确记录。
3）人行道检查
人行道重点检查人行道有无坑槽、孔洞、裂缝、松动、人行道构件有无缺失等病害。
人行道快件松动
人行道外观检查以目视为主，采用钢尺测量缺陷的长度、宽度、范围，采用数码相机记录缺陷的影像资料，并对人行道病害的破损部位、范围、程度进行准确记录。
4）栏杆、护栏检查
栏杆、护栏重点检查栏杆、护栏有无撞坏、缺失、蜂窝麻面、剥落、露筋、锈蚀、裂缝、变形错位等病害。
9
桥面栏杆破损、露筋锈蚀 桥面栏杆块件缺失
栏杆护栏外观检查以目视为主，采用钢尺测量缺陷的长度、宽度、范围，采用数码相机记录缺陷的影像资料，采用裂缝宽度仪对裂缝宽度情况进行检测，并对栏杆、护栏病害的破损部位、范围、程度进行准确记录。
5）排水系统检查
排水系统外观检查重点检查是否排水铺畅（桥下是否出现漏水，桥台支承面、翼墙面、前墙面等平面是否受到污水污染，支座是否应漏水锈蚀，桥台后填料是否排水不畅照成路基沉降）、排水设施是否堵塞、破损、丢失等病害缺陷。
排水系统外观检查以目视为主，采用钢尺测量缺陷的长度、宽度、范围，采用数码相机记录缺陷的影像资料，并对排水系统病害的破损部位、范围、程度进行准确记录。
6）照明系统及标志、标线检查
照明系统及标志、标线检查重点检查照明设施及标志标牌是否出现设施松动、锈蚀、损坏、丢失或需要设置相应标志标牌的位置未设置标志标牌，检查标线是否老化、破损、缺失。
照明系统及标志、标线外观检查以目视为主，采用钢尺测量缺陷的长度、宽度、范围，采用数码相机记录缺陷的影像资料，并对照明系统及标志、标线病害的破损部位、范围、程度进行准确记录。
6.1.2上部结构检查
本次检测桥梁的类型为连续梁桥。桥梁上部结构主要结构形式为：预应力钢筋混凝土连续箱梁。
1)预应力钢筋混凝土连续箱梁
针对预应力钢筋混凝土连续箱型梁常见主要病害及产生部位，确定检查内容和检查部位，详见表3-3和图3-2所示。
10
表3-3连续箱梁病害检查表 检 查 部 位 跨中区域正弯矩区域 中间墩负弯矩区域 支点附近中性轴 板梁底部桥面 （装配试小箱梁）铰缝 （装配试小箱梁） 板梁衔接处 板梁内囊 板梁整体 梁体渗水区 施工缺陷区 *1 检 查 内 容 梁底横向受拉结构性裂缝 梁定横向受拉结构性裂缝 斜向剪切裂缝 纵向裂缝； 横向裂缝； 因振捣不实造成的空洞 桥面铺装纵向、横向贯通裂缝 混凝土脱落、渗水 相邻板梁明显竖向错位 积水 下挠和明显变形（分析板梁受力是否满足规范要求） 渗水、表面风化、保护层剥落，钢筋锈蚀； 龟裂现象； 表面严重炭化； 破损钢筋外露锈蚀； *2*1：板梁底板还应检查钢筋保护层厚度是否符合规范要求，以及板梁底板厚度是否满足要求； *2：板底纵向裂缝受现浇钢筋混凝土简支板梁常见的病害，应认真检查裂缝宽度、密集程度、是否渗水以及相应桥面是否纵向开裂，综合分析板底纵向裂缝对结构整体性的影响。
图3-2 预应力钢筋混凝土连续箱梁重点检查部位示意图
11
6.1.3下部结构检查
1）桥墩、桥台
桥墩（台）身位于桥梁上部结构和基础之间，是桥梁下部结构的主体，并且多数的墩台是由砖石砌体或钢筋混凝土构件构成的。墩台结构由于具有将上部结构的荷载传递给基础的功能，因此，墩台容易受到上部结构荷载增加和基础出现缺陷的直接影响。尤其是，当基础产生不均匀沉降、滑移、倾斜等现象时，将会使墩台受到很大的损坏。
桥墩常见结构形式有柱式、薄壁式和花瓶式桥墩等形式；桥台形式有肋板式、重力式、桩柱式、薄壁式、枕梁式、双柱式、埋置式、轻型式和桩接盖梁式桥台等。墩台的重点检查部位和内容详见表3-5和图3-4。
表3-5 下部结构墩台病害检查表 检 查 部 位 墩台整体 混凝土墩台及帽梁 墩台石砌墩台 局部 墩台顶面 墩台基础 桥台翼墙（耳墙） 桥台护坡（锥坡） 台背填土 检 查 内 容 滑动、倾斜或下沉、网裂、竖向裂缝、水平裂缝 风化、开裂、剥落、露筋等 砌块断裂、勾缝脱开、变形； 砌体泄水孔堵塞； 防水层损坏 清洁度；伸缩缝漏水 滑动、倾斜或下沉； 许可范围外的冲刷或淘空现象； 扩大基础的地基有无冲蚀 开裂、前倾 塌陷、沉降、冲刷或缺口等 沉降或挤压隆起 注*：对于固结墩和弯桥桥墩还要着重检查桥墩有无出现大偏压，墩柱有无环向裂缝。
12
台后填土沉降或隆起侧墙表面开裂帽梁表面风化帽梁表面开裂帽梁表面混凝土脱落，钢筋外露挡块根部开裂翼墙前倾翼墙是否和前墙脱开锥坡凹陷帽梁表面渗水勾缝出现开裂砌体表面开裂泄水孔堵塞基础变位基础冲蚀
图3-4 桥台重点检查部位示意图
墩台所出现的各种损坏形式中主要病害是裂缝。常见的裂缝有水平裂缝、竖向裂缝及网状裂缝等。墩台裂缝的形式及产生原因见表3-6。
表3-6 桥梁墩台的常见裂缝特征及原因分析 序裂缝名称及发号 生部位 简图 特征及原因分析 1.此种裂缝多发生在常水位以下墩身的向阳部分，裂缝宽0.1～1mm，深1～1.5cm，长度不等； 2.主要原因是由于混凝土内部水化热和外界的温变影响或日照影响而产生的温度拉应力； 3.由于混凝土干燥收缩而引起 1.裂缝下宽上窄； 2.原因是基础松软或沉陷不均匀 1 墩（台） 网状裂缝 网状裂缝网状裂缝2 从基础向上发展至墩（台）上部结构的裂缝 13
3 墩（台）深 的水平裂缝 1.呈水平层状； 2.多为混凝土浇筑接缝不良所引起 4 翼墙和前墙断裂的裂缝 荷载往往是由于墙间填土不良、冻胀或基底承载力不足，引起下沉或外倾而开裂 5 由支承垫石从下向上发展的裂缝 墩帽反射形裂缝焊缝1.主要是由于墩（台）帽在支承垫石下未布置钢筋所致； 2.也由于受到过大的冲击力 6 桥墩墩帽顺桥轴线横贯墩帽的水平裂缝 1.不论空心墩或在实心墩均有发生； 2.主要由于局部应力所致。因梁和活载的作用集中地通过支座传至桥墩，使其周围墩顶其他部位发生拉应力 裂缝7 双柱式桥墩下承台的竖向裂缝 由于桩基下沉不均匀或局部应力所致 8 支承相邻不等高梁的墩盖梁，雉墙上的垂直裂缝 裂缝1.裂缝多位于雉墙棱角部分及中线附近； 2.严重时部分混凝土剥落露筋 3.由于局部应力所致 14
裂缝9 墩（台）盖梁上自上之下的垂直裂缝 下沉桩基下沉不均匀而引起盖梁上的不均匀受力 10 镶面石突出的裂缝 1.多为不规则的裂缝 2.由于镶面石与墩台连接不良 11 悬臂桥墩角隅处的裂缝 由于局部应力引起 2）支座检查
桥梁支座是桥梁上、下结构的连接点，其作用是将上部的荷载（包括恒载和活载）安全地传递到桥梁墩台上去，同时要保证上部结构在支座处能自由变形（转动或移动），以便使结构的受力情况与计算图式相符合。因此，对桥梁支座要正确设置，并经常注意保养维护，对其损坏部分要进行修补加固。
支座形式主要有板式橡胶支座和盆式橡胶支座，归纳可能出现的损坏和缺陷，确定检查工作内容如表3-7所示。
表3-7支座缺陷检查表 检 查 部 位 整体 检 查 内 容 1.支座是否与梁体脱空； 2.支座剪切变形是否超出规范限值 1.油毛毡支座损坏，如坏裂、掉落、酥烂等 2.切线弧形支座滑动面、滚动面生锈 3.摆柱式支座的混凝土摆柱脱皮露筋或其它异常 4.支座滑动面是否平整，轴承有无裂纹、切口，滚轴有无偏移和下降 5.支座螺母是否松动或螺栓脱落 6.钢辊轴式支座辊轴（摇轴）是否实际纵向位移偏大或发生横向位移 支座 主体 15
7.橡胶支座是否老化、变质 1.座板是否翘起、扭曲、断裂 2.座板贴角焊缝是否开裂 3.填充砂浆是否开裂 4.座板混凝土是否压坏、剥离、掉角 除常规检查外，还应着重检查有无锈蚀，滑移，滑板是否工作正常 除常规检查外，还应着重检查支座橡胶与垫石相对滑移是否正常，支座脱空方向和大小是否正常 座板 盆式支座 弯桥的支座 3）基础检查
基础的外观检测主要是检查基础下是否发生不许可的淘空现象，扩大基础的地基有无侵蚀。
6.2、桥梁结构构件无损检测方法
6.2.1混凝土强度无损检测
1）检测方法
混凝土强度检测以超声回弹综合法为主，回弹法为辅。超声回弹综合法是同时使用回弹法和超声法对混凝土同一测区进行检测的方法，它可以弥补单一方法固有的缺陷，做到互补。
2）基本原理
回弹法是采用回弹仪的弹簧驱动重锤，通过弹击杆弹击混凝土表面，并以重锤被反弹回来的距离（称回弹值，指反弹距离与弹簧初始长度之比）作为强度相关指标来推算混凝土强度。
超声在混凝土中的传播速度与混凝土的弹性模量有着密切的相关关系，而混凝土的弹性模量在相当程度上可以反应强度大小。通过试验建立起超声声速和混凝土强度的相关关系，并借以推定混凝土的强度。
3）测区布置
抽检构件数量满足桥梁评定需要。每构件布置10个测区。构件的测区满足下列要求：
a）测区布置在混凝土浇筑方向的侧面。
b）测区均匀分布，相邻两测区的间距不宜大于2m。 c）测区避开钢筋密集区和预埋件。
16
d）测区尺寸为200mm×200mm。
4）注意事项：
a）测试面应清洁、干燥、平整，不应有接缝、修饰面层、浮浆和油垢，并避开蜂窝、麻面部位，必要时可用砂轮片清除杂物和磨平，并擦净残留粉尘。
b）测量超声声速时，为保证换能器与混凝土耦合良好，用黄油为耦合剂。 c）结构或构件的每一测区，先进行回弹测试，后进行超声测试。
d）超声测点应布置在回弹测试的同一测区内，每个测区内的相对测试面上，应各布置3个测点，且发射和接收换能器的轴线应在同一轴线上。
e）每测区读取16个回弹值。
f）测试的声时值应精确至0.1μs，声速值应精确至0.01km/s。超声测距的测量误差不大于±1%。
g)对于超声回弹法测试混凝土强度有疑问的构件，将情况及时汇报业主，经业主同意后对有疑问构件进行采用钻芯取样，通过钻芯混凝土强度实测值，最终评定构件混凝土强度。
5)混凝土强度的评定标准
根据混凝土桥梁结构或构件实测强度推定值或测区平均换算强度值，按照下列公式计算其推定强度系数Kbt或平均强度系数Kbm，按下表对混凝土强度标度进行评定。
推定强度系数:
RitKbtR平均强度系数:
式中：Rit-混凝土强度推定值，R-混凝土设计强度等级。
RimKbm
R式中：Rim-混凝土测区平均换算强度值，R-混凝土设计强度等级
桥梁混凝土强度评定标准
Kbt
Kbm 17
强度状况 评定标度
≧0.95 ≧1.00 良好 较好 较差 差 危险 1 2 3 4 5 （0.95，0.90 ] （1.00，0.95] （0.90，0.80 ] （0.95，0.90 ] （0.80，0.70] （0.90，0.85] ＜0.70 ＜0.85 混凝土强度无损检测仪器如下图：
回弹仪 超声波仪
6.2.2、混凝土碳化深度测试
1）检测方法
应用1%酚酞酒精溶液试剂（酸碱指示剂）喷洒在混凝土新鲜破损面上，根据新鲜破损面上指示剂颜色变化的交界位置用碳化深度测试仪量测混凝土的碳化深度。测量碳化深度时，在测区表面形成直径约15mm的孔洞，其深度应大于混凝土的碳化深度，然后除净孔洞中的粉末和碎碎屑后，立即用浓度为1％的酚酞酒精溶液滴在孔洞内壁的边缘处，再用测量工具测量已经碳化和未碳化混凝土界面到混凝土表面的垂直距离多次，精度为0.5mm，取其平均值，即为实测混凝土的碳化深度。
2）基本原理
混凝土的碳化是指混凝土中的成分（主要为Ca(OH)2）与渗透进混凝土中的CO2和其他酸性气体发生化学反应的过程。混凝土碳化后密度和强度会有所提高，表面硬度增大，但碳化后混凝土碱度降低，钢筋表面的钝化膜遭到破坏而使钢筋产生锈蚀。此外，碳化会加剧混凝土的收缩导致混凝土开裂。当混凝土碳化深度等于钢筋保护层厚度时，钢筋会失去混凝土保护而开始全面锈蚀。混凝土的碳化深度是评价混凝土质量和耐久性的重要指标之一。
18
3）测区布置
混凝土碳化深度检测是在回弹值测量完毕后在代表性位置上进行，测区数不少于回弹测区数的30%，每一测区布置三个测孔，三个测孔应呈“品”字排列，孔距应大于3倍的孔径。
4）混凝土碳化评定标准
根据混凝土碳化深度平均值与实测保护层厚度平均值的比值KC，按下表对混凝土碳化深度标度进行评定。
桥梁混凝土强度评定标准
KC ＜0.5 [0.5，1.0) [1.0，1.5) 评定标度 1 2 3 KC [1.5，2.0) ≧2.0 评定标度 4 5 6.2.3、裂缝检测和混凝土探伤 1）裂缝分布检测
通过现场对裂缝位置及走向的检测，绘制裂缝展开图，通过裂缝的分布情况及裂缝的发展情况，分析裂缝的类型及产生的原因。检测裂缝位置、延伸长度及走向的工具主要为钢卷尺或钢直尺等。
2）裂缝宽度检测
桥梁结构的裂缝宽度在混凝土表面进行测量，裂缝宽度检测采用裂缝宽度仪进行测量。
3）裂缝深度及混凝土探伤
①测试原理
混凝土裂缝深度和内部缺陷检测采用超声波法。裂缝深度直接反映了裂缝对截面的破坏和削弱程度，所以要评定裂缝对构件截面工作状态的影响，必须较为准确地掌握裂缝的开展深度。裂缝深度的探测多采用平测法。其测试方法和原理是：当发射换能器和接收换能器的连线通过裂缝时，由于裂缝破坏了混凝土的连续性，声能在裂缝处产生很大衰减，穿过裂缝传播到接收换能器的首波信号很微弱，波形畸变，其波幅或频率与等测距的无缝混凝土比较，存在显著差异，据此可以判定裂缝深度及其在水
19
平方向是否贯通。
②测试方法
平测法测量深度时，应在裂缝的被测部位以不同的测距同时按跨缝和不跨缝布置测点进行声时测量。当结构的裂缝部位具有两个相互平行的表面时，可采用斜测法，分别在两个平行的侧面上对应布置跨缝和不跨缝测点，检测时，将探头沿构件侧面逐点移动，进行声时测量。
③计算公式
Cilia）被检测部位砼声速C的计算：Ci ；Ci1
ti44Ci：不跨缝第i点声速，ti：不跨缝第i点声时，li：不跨缝第i点测距。
122h(Ct)l1b）被测部位裂缝深度h的计算: 12C：被检测部位砼声速，t1：跨缝第1点声时，l1：跨缝第1点测距。
h
平测法测试裂缝深度
发射换能器发射 换能器接收换能器接收 换能器发射换能器接收换能器发射换能器接收换能器平面图立面图对测法示意图扫射法示意图
混凝土缺陷检测原理示意图
裂缝检测及混凝土探伤检测仪器如下图：
20
裂缝宽度仪 超声波仪（裂缝深度测试混凝土探伤）
6.2.4、钢筋定位及保护层厚度检测
1）检测方法
钢筋定位及保护层厚度检测采用电磁感应法的原理，利用钢筋位置探测仪进行钢筋位置和混凝土保护层厚度测量。检测时将钢筋探测仪的传感器在构件测区表面纵横向平行移动，显示屏上即可显示钢筋位置图示，通过专用软件分析后可得钢筋直径及保护层厚度。
2）基本原理
钢筋位置探测仪采用电磁感应法的原理，由仪器内部的线圈产生电磁场，当磁场中存在磁介质时，产生感生电流以抵消原磁场的强度，这一感生电磁被仪器接收，并根据钢筋直径及位置与感生电流大小的关系，由接收的感生电流的大小来判断钢筋直径及保护层厚度。
3） 测区及测点布置
抽检构件数量满足桥梁评定需要。每个构件布置3个测区，每个测区布置10个测点，测点间距小于传感器长度。相邻测区之间的距离大于2m，在施测面上均匀布置。当构件最大尺寸大于5m时，测区数量应适当增加。
4）注意事项
a）测区表面应清洁、平整，避开蜂窝、麻面、预埋件等部位。 b）保护层厚度测点值取2～3个测点的平均值，准确至1mm。 c）钢筋直径测量值取5～10个测点的平均值。
d）当有外加磁场影响或钢筋为高强钢筋时需对测值进行修正。 5）数据处理及结果评定
21
n测量部位各测点混凝土保护层厚度实测值DnDii1n
测量部位混凝土保护层厚度特征值DneDKS
式中：Di为结构或构件测量部位测点混凝土保护层厚度，n为测点数；
S为测量部位测点保护层厚度的标准差，K为合格判定系数值，见下所：。
S(Di)i1n2n(Dn)2n1；
混凝土保护层厚度合格判定系数值
n K 10～15 1.695 16～24 1.645 ≥25 1.595 根据测量部位实测保护层厚度特征值Dne与设计值Dnd的比值，来判定混凝土保护层厚度对结构耐久性的影响，见下表所列：
混凝土保护层厚度对结构耐久性的影响判定
Dne/Dnd 对结构钢筋耐久性的影响 ＞0.95 影响不显著 评定标度 1 2 3 4 5 0.85～0.95 有轻度影响 0.70～0.85 有影响 0.55～0.70 有较大影响 ＜0.55 钢筋易失去碱性保护，发生锈蚀 钢筋分布及保护层厚度检测仪器如下图：
钢筋扫描仪
22
6.2.5、钢筋锈蚀检测
1） 检测方法
钢筋锈蚀检测采用半电池电位法的原理，利用钢筋钢筋锈蚀仪对结构钢筋锈蚀程度进行测量。检测时先将混凝土表面充分湿润，然后将钢筋锈蚀仪一端与钢筋连接，另一端与混凝土表面接触，构成测量系统，即可测量出钢筋的电位水平，通过分析钢筋的电位水平判断出钢筋的锈蚀程度。
2）基本原理
钢筋锈蚀仪采用半电池电位法的原理，将混凝土中的钢筋看作半个电池组，与合适的参比电极（铜/硫酸铜参考电极或其他参考电极）连接构成一个全电池系统，混凝土是电解质，参比电极的电位值相对恒定，而混凝土中的钢筋因为锈蚀程度不同而产生不同的腐蚀电位，从而引起全电池电位的变化，根据混凝土中钢筋表面各点的电位评定钢筋的锈蚀状态。
3）测区及测点布置
抽检构件数量满足桥梁评定需要。每种构件的测区数量不少于3个，每个测区中的测点数不少于20个，测点与构件边缘的距离应大于5cm，测区面积不大于5m*5m，测区网格尺寸为10cm*10cm-50cm*50cm。
4） 注意事项
a）钢筋锈蚀仪的另一端会与混凝土表面接触，测点混凝土表面应平整、清洁、无涂料、浮浆、污染物或灰尘。
b）测区混凝土预先应充分湿润，保证电连接垫与混凝土表面良好耦合，测试时要求混凝土表面保持湿润。
c）测试测点的电位，电位读数变动不超过2mV。同一测点，同一参考电极重复读数差异不得超过10mV。同一测点，不同参考电极重复读数差异不得超过20mV。
d）应避免外界各种因素产生的电流的影响，环境温度超出22-50度时，应记录环境温度，并进行温度修正。
5） 评定方法
根据测区电位水平最低值，确定钢筋锈蚀电位的评定标度，详下表所列
23
混凝土桥梁钢筋锈蚀电位评定标准
电位水平（mV） ≧200 （-200，-300 ] （-300，-400 ] （-400，-500 ] ＜-500 钢筋锈蚀检测仪器如下图： 钢筋状况 无锈蚀活动性或锈蚀活动性不确定 有锈蚀活动性，但锈蚀状态不确定，可能坑蚀 有锈蚀活动性，发生锈蚀概率大于90% 有锈蚀活动性，严重锈蚀可能性极大 构件存在锈蚀开裂区域 评定标度 1 2 3 4 5
钢筋锈蚀仪
6.2.6、桥梁基础检测 1）检测方法
①基础变位检测
对于设有永久性观测点的桥梁基础，可以通过测量永久性观测点的平面坐标与高程坐标的变化情况，分析其变位情况。对于无永久性观测点的桥梁基础，采用几何测量、垂线测量、光学测距等间接测量方法或通过测量桥跨结构几何形态参数的变化推定其变位。
2）基础情况评定方法
对桥梁基础变位应从以下两个方面进行评定：
a）基础变位是否稳定。若本次检测发现基础变位尚未稳定，则设置永久性观测点，协助业主定期进行控制检测；
b）基础变位是否超过设计期望值。若本次检测发现基础变位超过设计期望值，则
24
通过检算评定基础变位对上部结构的不利影响，并协助业主对地基情况进行探查，检算评定地基承载力。
6. 3、桥梁结构变形测量 6.3.1测量内容
重庆鱼洞长江大桥北引桥变形观测：a、平面基准网稳定性复测；b、高程基准网稳定性复测；c、平面位移点的变形观测；c、桥墩、台沉降变形观测；d、桥面挠度变形观测；e、引桥的桥墩、柱垂直度观测；
苏家坝立交变形观测：a、平面基准网稳定性复测；b、高程基准网稳定性复测c、平面位移点的变形观测；d、沉降、挠度点的变形观测；e、苏家坝立交桥桥墩垂直度观测；
6.3.2技术标准与变形观测依据
《卫星定位城市测量技术规范》 CJJ/T 73-2010
《全球定位系统（GPS）测量规范》 GB/T 18314-2009 《公路全球定位系统（GPS）测量规范》JIJ/T066-98 《建筑变形测量规范》 JGJ 8-2007
《国家一、二等水准测量规范》GB/T 12897-2006 《城市测量规范》CJJ 8-99
《测绘成果质量检查与验收》 GB/T 24356-2009 《工程测量规范》GB50026-2007
6.3.3观测实施方案及数据处理
1 平面基准网稳定性复测方案及数据处理
1）平面基准网观测方法
拟采用GPS静态相对定位技术进行平面基准网的复测，网中与各点连接的基线边不少于3条。全网采用4台Trimble5700 RTK GPS（静态测量5mm+0.5ppm）接收机进行复测。
2） GPS平面控制网观测主要技术指标
GPS控制网复测的精度等级为公路全球定位系统GPS一级网，GPS一级网的的主要技术指标见下表1、表2。
25
GPS控制网的主要技术指标 表 1 级别 一级 每对相邻点平均距离 固定误差a (mm) (km) 4.0 ≤5 比例误差b (ppm) ≤1 最弱相邻点点位中误差m (mm) ≤10 注：每对相邻点间的最小距离应不小于平均距离的1/2，最大距离不宜大于平均距离的两倍。
GPS控制网观测基本技术指标 表 2
项 点位几何图重复测量观测时间 卫星高度数据采集间施测时段有效观测目 形强度因子的最少基角(°) 隔(s) 数 卫星总数 静态定位 (min) (GDOP) 级别 线数(%) 一级 ≥15 ≥15 ≥90 ≤6 ≥5 ≥2 6 3） 基线解算与检核 每一时段解算出条GPS基线向量边，并计算出该观测时间段的同步环坐标分量闭合差。当各基线的同步观测时间超过观测时间段的80%时，其闭合差值应符合式（1）～（4）的要求。
Wx(n/5) （1） Wy(n/5) （2）
Wz(n/5) （3） WxWx2Wy2Wz2(3n/5) （4）
式中 W——同步环坐标分量闭合差（mm）；
——弦长标准差（mm）；
n——同步环中的边数。
由独立观测边组成的异步环的坐标分量闭合差应符合式（5）～（8）的规定：
Vx3nVy3n （5） （6）
Vz3n （7）
V33n （8）
式中 V——异步环坐标分量闭合差（mm）；
——弦长标准差（mm）；
26
n——异步环中的边数。
同一条边任意两个时段的成果互差，应小于GPS接收机标称精度的22倍。 4） 平面基准网的数据处理与平差
外业采集的数据，首先进行极限处理与解算，并对构成的同步环和异步环进行检验，对不满足限差要求的进行重测。当所有闭合环均达到规范要求的精度时，方可进入平差计算。首先进行WGS-84的三维无约束平差，然后在根据特定基准网所在桥轴系坐标系进行二维约束平差，最后根据平差结果，与前期基准网比较，判断其稳定性。 2、高程基准网复测
1） 高程基准网观测方法
拟采用Trimble DINI 03数字水准仪+配套因瓦条码尺按二等水准测量方法进行高程基准网进行复测测。其主要技术指标见表3、表4、表5。
测站视线长度、前后视距差、视线高度 表 3
等级 二等 仪器型号 DS1 视线长度 ≤50m 前后视距差 ≤1.0m 任一测站上前后视距视线高度 （下差累积 丝读数） ≤3.0m ≥0.3m 注：下丝为近地面的视距丝。
测站观测限差 表4
等级 二等 上下丝读数平均值与中丝读数的差 基辅分划读数基辅分划所测检测间歇点高的差 高差的差 差的差 0.5cm刻划标尺 1cm刻划标尺 1.5mm 3.0mm 0.4mm 0.6mm 1.0mm 测站观测误差超限，在本站发现后可立即重测，若迁站后才检查发现，则应从水准点或间歇点（须经检测符合限差）起始，重新观测。
往返测高差不符值、闭合环差和检测高差较差的限差 表 5
测段、区段、路线往等级 返测高差不符值（mm） 二等 附合路线闭合差（mm） 环闭合差 （mm） 检测已测测段高差之差（mm） 4K 4L 4F 6R 注：K——测段、区段或路线长度，km ；
L——附合路线长度，km ； F——环线长度，km ； R——检测测段长度，km 。 2） 高程基准网数据计算与处理
27
采用西南交通大学研发的高速铁路CPⅢ数据处理软件进行平差计算。首先将外业采集的数据出入计算机并将合格的观测数据转换为个测段高差数据文件，再利用上述软件进行复核或闭合水准路线的搜索，检验水准路线闭合差是否满足要求，对不满足要求的测区或测段进行再次补测或重测。当所有指标均满足二等水准测量要求时，方可进行数据平差。最后将平差结果与前期高程基准网的测量结果进行比对，从而判断控制网点的稳定性。
3 平面位移点移点的变形观测
平面位移点变形观测采用Leica TCA2003智能型测量机器人，根据《建筑变形测量规范》二级平面测量精度指标的相关要求进行观测。当平面基准网控制点可以直接与变形监测点同时的情况下，主要采用极坐标方法来完成；若变形观测点无法直接与基准网点同时，但是在某些特定位置，既可以同时看见两个或两个以上基准网点，又可以与平面位移点通视时，则采用自由设站法完成变形检测。极坐标法外业数据采集采用的是Leica TCA2003机载观测程序完成，而自由设站法的数据采集则采用的是西南交通大学研发的高速铁路CPⅢ野外数据采集系统软件完成。为提高平面位移点的观测质量，不论采用两种方法中得任何一种，采用4测回角度观测法进行，并根据相关规范要求，在观测前将各项限差要求预先设置在仪器或观测手簿中，每测回观测后，由仪器或手簿所加载的程序自动判断外业观测原始记录是否合格，发现不合格测回及时进行重测或补测。为避免不同测站上由于环境条件的改变导致位移观测点的精度发生较为明显的变化，在通视条件允许的情况下，要求不同测站上所观测的平面位移点应该至少有1~2个点的搭接，以便对不同测站的观测质量做出更为合理的判断，并确保所有位移点的观测质量满足变形规范中得相关要求。
平面位移点观测数据与分析均采用西南交通大学研发的高速铁路CPⅢ数据处理与分析系统软件完成。
4 沉降、挠度变形观测
根据变形观测点位分布及控制点得布设情况，选择附合水准或闭合环水准路线形式，按国家一、二等水准测量规范》（GB/T 12897-2006）中二等水准测量的相关技术指标要求，采用Trimble DINI03数字水准仪按αBFFB的观测顺序进行沉降、挠度变形观测。观测前首先将各项指标及限差要求输入在仪器中，观测过程中直接由机载程序判断每站的观测质量是否满足精度指标要求，对不满足要求的测站，直接进行重测。
28
沉降、挠度变形观测的数据后处理，均采用西南交通大学研发的高速铁路CPⅢ数据处理与分析系统软件完成。
5桥墩（台）、柱垂直度观测
目前垂直度的观测方法主要有全站仪角度距离测量法和三维激光扫平仪（或激光垂准仪）测量法。三维激光扫平仪最大特点是直观、数据采集方便，但是考虑若采用三维激光扫平仪进行测量，则要求观测人员必须能够到达每个检测点位置，由于桥墩（台）、柱顶面的高度较高，在既有桥梁检测中，必须对每个墩柱搭建观测平台，即费时费力又不安全，因此本次垂直度观测你采用全站仪角度距离测量法进行观测。全站仪角度距离法观测时，同时观测墩、柱纵横向顶、底外切线角度。采用Leica TCA2003智能型测量机器人，水平角观测1测回，竖直角观测2测回，距离观测1测回。外业观测精度指标按《建筑变形测量规范》中相关垂直度检测的技术指标要求完成，观测过程中若发现数据采集不满足要求，则直接进行重测或补测。
外业观测完成后，首先进行距离的两化改正，再计算纵横向观测墩顶、底中心的夹角，结合所测量的距离值，计算其纵横向中心的偏移量，从而求得其倾斜位移量。
7、桥梁评定
7.1、桥梁技术状况等级评定
本次桥梁结构检测的桥梁技术状况的评定按照《城市桥梁养护技术规范》（CJJ99-2003）对桥梁技术状况进行评定，现将桥梁技术状况评定方法介绍如下：
1）城市桥梁养护类别分类
按照《城市桥梁养护技术规范》（CJJ99-2003）的规定，城市桥梁养护类别分为以下五类：
Ⅰ类养护的城市桥梁——特大桥梁及特殊结构的桥梁； Ⅱ类养护的城市桥梁——城市快速路网上的桥梁； Ⅲ类养护的城市桥梁——城市主干道上的桥梁； Ⅳ类养护的城市桥梁——城市主次道上的桥梁； Ⅴ类养护的城市桥梁——城市支路和街坊路上的桥梁。 2）不同养护类别的城市桥梁技术状况分级办法
29
按照《城市桥梁养护技术规范》（CJJ99-2003）的规定，对于Ⅰ类养护的城市桥梁其技术状况等级分为合格级和不合格级两个技术状况等级。
对于Ⅱ——Ⅴ类养护的城市桥梁其技术状况等级分为A级（完好状态）、B级（良好状态）、C级（合格状态）、D级（不合格状态）和E级（危险状态）五个技术状况等级。
3）Ⅰ类养护的城市桥梁技术状况评定方法
对于Ⅰ类养护的城市桥梁其技术状况等级直接按照《城市桥梁养护技术规范》（CJJ99-2003）进行评定。
对于Ⅱ——Ⅴ类养护的城市桥梁其技术状况等级按照按照《城市桥梁养护技术规范》（CJJ99-2003）附录F中的缺陷，按附录值的扣分值进行评定。
4）Ⅱ——Ⅴ类养护的城市桥梁技术状况评定方法
对于Ⅱ——Ⅴ类养护的城市桥梁其技术状况等级按照按照《城市桥梁养护技术规范》（CJJ99-2003）附录F中的缺陷，按附录值的扣分值进行评定，评定包括桥面系评定、上部结构评定、下部结构评定及全桥评定。
2012年11月
30
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容