基于静载试验的火灾后桥梁承载能力评定.pdf

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1、基于静载试验的火灾后桥梁承载能力评定李亚利1，魏建华2(1．河北远洲工程咨询有限公司，河北石家庄050000；2．河北交通职业技术学院，河北石家庄050000)摘要：火灾后桥梁结构受高温影响，最直接的后果是桥梁的承载能力受到削弱。本文以某高速公路小桥火灾后空心板的静栽试验为例，先根据火灾后的桥梁技术状况和材质状况对结构抗力效应进行检算，然后对火灾影响程度不同的3个试验孔分别进行静载试验，比较分析火灾对桥梁应力和挠度的影响程度，并根据静载试验结果对桥梁承载能力检算数据进行修正，以此评定空心板桥的实际承栽能力。评定结果可为火灾后桥

2、粱的加固设计提供重要技术依据。该方法可为其他类型桥梁的火灾后承载能力评定提供参考。关键词：火灾；桥梁；静载试验；承载能力中图分类号：U441文献标志码：B文章编号：1672—4011(2016)03—0169—03DOI：10．3969／i．issn．1672—4011．2016．03．0870前言笔者在多年的高速公路桥梁检查与养护工作过程中，经常发现桥梁被火烧的情况，部分桥梁损伤严重。火灾损伤产生的原因主要有两个方面：一是危化品运输车突发火灾后停滞在桥上，危化品猛烈燃烧，将对桥梁造成不同程度的损伤；二是桥梁临近村庄，桥下堆积

3、柴草等易燃杂物，发生火灾后损伤桥梁。火灾后桥梁结构受高温影响，导致混凝土和钢筋材料性能劣化，而受火区域的不均匀产生的温度差异改变了结构的内力分布形式，使得内力分布不合理。最直接的后果是桥梁的承载能力受到削弱。JrllGH1l一2004《公路桥涵养护规范》中明确要求：在桥梁遭受灾害性损伤后，应对其进行应急检查。目前尚无针对火灾后桥梁的检测评定规范，火灾后材质状况的评定方法存在局限性，很难准确地评定火灾对桥梁承载能力的影响程度。因此，静载试验是评定火灾后桥梁承载能力的最直接和行之有效的方法。1桥梁概况某高速公路小桥，跨径组合为3～

4、10m，桥梁交角70。。本桥半幅桥面宽14m，横向布置10块空心板。上部结构采用普通混凝土简支空心板梁，下部结构为柱式墩、钻孔灌注桩基础、薄壁式桥台。上部结构空心板、铰缝采用30号混凝土，盖梁采用30号混凝土，墩柱采用25号混凝土。1．1火灾成因2014年5月，高速上行方向发生车辆追尾事故，事故作者简介：李亚利(1980一)，男，河北定州人，硕士，工程师，主要从事道路桥梁检测设计工作。造成1辆载有可燃物体的车辆起火，由于司机处理不当，车辆停在了桥上，可燃物体燃烧液化流至桥面，后顺桥梁横坡通过路侧钢护栏流至2号墩盖梁和2号墩外侧

5、柱，并在该处堆积燃烧，造成2号墩盖梁外侧立面及外侧墩柱烧伤严重，3孔10号板端烧伤严重，火灾对3孔构件影响较大，相邻孔构件也受到一定的影响。1．2火灾后桥梁技术状况检查与评定1)桥面系检查。全桥桥面过火面积约为350m2，火烧处沥青面层老化破碎、粗骨料外露，局部露出防水混凝土。第3孔桥面3’台顶内侧车道曾出现严重坑槽破损，面积为20m2，火灾发生后管养单位及时用沥青进行修补，修补后产生车辙、坑槽等病害。桥面外侧波形护栏严重变形、损坏、褪色，2号墩顶外侧护栏基座混凝土破损、露筋。2)上部结构检查。第3孔10。梁端，翼板在靠近2号

6、墩处混凝土破损露筋约长2m。第3孔1。～104板底均存在多条横向裂缝，间距约为0．1m，宽度0．1～0．25mm。第2孔1。一4’板底出现多条较明显的横向裂缝；54—10。板底较明显横向裂缝，间距约为0．1m，宽度0．1～o．2mm，板底横缝间有纵向支缝，形成网裂。支座无明显变形，表面有不同程度的烟熏。与火灾前桥梁定期检查和经常检查数据对比分析，发现空心板裂缝较火灾前有严重发展。3)下部结构检查。2。墩34柱严重破损，混凝土破损、脱落、空鼓、剥离面积约为9m2，脱落处混凝土深度3—7cm，局部主筋外露。高温造成2’墩3。柱截面

7、存在折减，完整区域周长为3．15m，严重破损区域周长为3．03m，减少了12cm。盖梁在2。墩3。柱顶处存在破损、露筋面积为O．6m2，盖梁外侧悬臂底面存在空鼓面积为0．165m2。4)桥梁技术状况等级评定。根据J7rG／TH21—201l《公路桥梁技术状况评定标准》，该小桥右桥全桥评分为59．5，综合评定为4类。桥梁上部承重构件和桥墩均为5类构件。2桥梁上部结构承载能力检算本桥选取火灾最严重的第3孔进行承载能力检算。计算采用桥梁博士平面杆系有限元程序，荷载横向分布系数支点处采用杠杆法，L／4～3L／4处采用刚接板梁法，中间采

8、用线性内插。桥梁设计活载为汽车一超20级，挂车一120。板混凝土采用C30混凝土，Ec=3．0×104MPa，容重26kN／m3。普通钢筋采用HRB335，Es=2．0×105MPa。桥面铺装为9cm沥青层+10cmC30防水混凝土，均布荷载施加。桥梁两侧防撞护栏按均布荷载施