1、工程概況
某特大橋位于陜西省某縣以南約3.8Km處，橋梁全長855m，采用預應力混凝土剛構與預應力混凝土連續(xù)箱梁組合結構型式，跨徑組合為88+5×136+78m，其中1
#、5
#、6
#墩頂設置支座，其余橋墩的主梁與墩頂固結，橋面寬28.00m，由左、右兩幅分離的兩個單箱單室箱型截面組成的橋梁。設計荷載為汽-超20、掛-120。主梁混凝土采用50
#混凝土，橋墩采用40
#混凝土。
上部結構為預應力混凝土變截面剛構連續(xù)箱梁橋，箱梁根部梁高7.5m，高跨比為1/18.13，跨中梁高2.8m，高跨比為1/48.57，箱梁頂板寬13.50m，底板寬8.0m，翼緣板懸臂長為2.75m，箱梁高度從距墩中心橫隔板3.0m處到距跨中1.5m處按二次拋物線變化，除墩頂0#塊設兩個厚80cm的橫隔板及邊跨端部設厚120cm的橫隔板外，其余部位均不設橫隔板，箱梁采用三向預應力體系。縱向預應力：采用19φ
j15.24、12φ
j15.24 (標準強度1860MPa，面積140mm
2，彈性模量為1.9×10
5 MPa，錨下張拉控制應力 =0.75)ASTM A416-92-270級鋼絞線，采用OVM錨具；橫向預應力：采用3φ
j15.24鋼絞線、扁錨BM15-3，設計張拉噸位585.9kN；豎向預應力Φ
j32精軋螺紋粗鋼筋(標準強度750MPa)，設計張拉噸位540kN，采用YGM錨具。所有預應力管道均采用予埋波紋管成形。主橋合攏溫度取8～15℃(升降溫各按20℃計，箱梁日照溫差按頂板升溫10℃計)，合攏順序為先邊孔， 再次邊孔，最后合攏中跨。
剛構連續(xù)箱梁橋均采用掛藍懸臂澆筑法施工，各單“T”箱梁除墩頂0
#塊外分為16對梁段，箱梁縱向分段長度為4×3.5m+9×4.0m+3×4.5m，0#塊長6.0m，中跨、閻良岸邊跨合攏段長度為3.0m，禹門口邊跨合攏段長度為3.85m，禹門口邊跨現(xiàn)澆段長度為17.7m，閻良岸邊跨現(xiàn)澆段長度為8.50m，懸澆梁段最大重量為164.8噸，掛藍自重按74噸考慮。0
#塊距墩中心3.0m范圍內箱梁頂、底板厚度分別為0.5m和1.50m，腹板厚度為0.55m，距墩中心處至跨中箱梁頂板厚為0.30m，底板厚度從0.90m至0.28m按二次拋物線變化；腹板厚度為0.55m、0.40m兩種。
橋梁下部結構左、右相互分離。橋墩采用矩形薄壁空心墩，群樁基礎。1
#、2
#、5
#墩高分別為18m、60m、28m，橋墩斷面尺寸5.0×8.0m，壁厚55cm；3
#、4
#墩高分別為93m、98m，承臺頂面以上25m范圍內橋墩斷面尺寸由9.6×8.0m變化至5.6×8.0m，25m以上橋墩斷面尺寸不變，壁厚55cm；6
#墩無墩身，橋梁支座直接設置在承臺頂面。除3
#、4
#墩樁基礎為嵌巖樁外，其余均為鉆孔灌注摩擦樁。
施工過程中，于2003年11月又進行了設計變更，對1＃～6＃墩墩頂0#塊橫隔板及底板增加橫向預應力，采用3φ
j15.24鋼絞線、HVM錨具。一個0＃塊底板增加40束，腹板增加24束。
該項工程于2002年7月開工建設，2004年1月施工至左幅6＃墩0＃塊，0＃塊和兩側1＃塊同時整體施工，實行一次性澆注，澆注 時間17小時。澆注時0＃塊腹板內模變形，拆模后發(fā)現(xiàn)0＃塊腹板內側出現(xiàn)鼓脹變形，0＃塊底板側面局部混凝土存在蜂窩麻面 ,1#塊底板局部有混凝土離析現(xiàn)象。
為保證橋梁的施工質量，判斷左幅6＃墩0＃塊混凝土的實際強度和質量是否滿足設計或使用要求，鐵道科學研究院鐵建所于2004年3月8日～14日對左幅6＃墩0＃塊及兩側1＃塊混凝土進行了檢測。
2 、檢測評定方案
2.1 檢測評定的基本思路
通過幾何尺寸的量測，了解0＃塊內側的脹模變形狀況。通過超聲波探測混凝土內部密實度和混凝土實際強度，掌握混凝土的整體澆注質量和實際強度。通過超聲波和回彈綜合法，對重點區(qū)域混凝土表面層缺陷進行探測，掌握混凝土蜂窩、麻面及缺陷層的厚度和疏松狀況。綜合分析0＃塊的質量狀況，判斷其是否滿足設計和使用要求。檢測評定的基本思路如圖1。如果混凝土的整體強度和質量滿足要求，僅作局部處理即可。如果不滿足要求，則按實際的強度和幾何參數(shù)進行0＃塊計算分析，計算分析結果滿足使用要求，也只進行局部處理；如果計算分析結果不滿足使用要求，則要進行整體加固或拆除重建。
2.2檢測方法
?、呕炷翉姸龋翰捎贸暎貜椌C合法、沖擊回波法，并用鉆芯法校核。
⑵混凝土內部質量：采用超聲波對穿法，對有懷疑的部位，用鉆芯法驗證。
⑶混凝土表層質量和缺陷：采用超聲波單面平測法和回彈法，并用鉆芯法驗證。
?、葞缀螤顟B(tài)：采用精密水準儀測量標高，采用全站儀測試角點坐標，采用吊錘測試傾斜度，采用量具測試幾何尺寸和變形。
2.3 測試儀器
主要測試儀器包括：
?、?NM-3B非金屬超聲檢測分析儀。
⑵ RS-1616K基樁動測儀。
⑶ ZC3-A型套裝混凝土回彈儀。
?、茹@芯機
3、 檢測依據
?、拧冻暬貜椌C合法檢測混凝土強度技術規(guī)程》CECS02:88 中國工程建設標準化委員會標準。
?、啤躲@芯法檢測混凝土強度技術規(guī)程》CECS03:88 中國工程建設標準化委員會標準。
?、恰冻暦z測混凝土缺陷技術規(guī)程》CECS21:2000 中國工程建設標準化協(xié)會標準。
?、取痘貜椃z測混凝土抗壓強度技術規(guī)程》JGJ/T23-2001 中華人民共和國行業(yè)標準。
4 、檢測結果及分析
4.1 幾何狀態(tài)及外觀檢查
幾何狀態(tài)的檢測包括施工監(jiān)測的線形測量和內部脹模變形測量。結果如下：
?、抛蠓?＃墩0#塊施工完成后的線形測量結果表明，梁頂標高值和四個角點的坐標值滿足設計要求，0＃墩的傾斜度和外觀尺寸符合要求。
?、?0＃塊的脹模變形測量結果如圖2所示。0＃塊整個內側腹板都有不同程度的脹模變形，北側腹板變形為15.6cm；南側腹板脹模主要出現(xiàn)在下梗肋處，脹模變形相對較小，為6.9cm。
⑶ 0＃塊北側表面有一處混凝土表觀缺陷，位置在距支座軸線1.3～2.5m（西安側）、距梁底1.5～3.0m范圍內，缺陷最大深度23cm。
?、?0＃塊底板橫向預應力錨頭位置參差不齊，可能由于設計變更遲，預應力波紋管與普通鋼筋位置沖突所造成。
?、捎黹T口和西安兩側1＃梁段幾何尺寸如圖3和圖4所示，西安側1＃梁段腹板局部存在脹?，F(xiàn)象，腹板厚度較設計厚1～2cm，北側腹板外側底部與設計偏差0.5cm，底板較設計厚0.6～1.7cm；禹門口側1＃梁段較好，腹板無脹模現(xiàn)象，腹板厚度較設計厚0.3～0.8cm，底板較設計厚0.9～1.6cm，禹門口側1＃底板局部出現(xiàn)混凝土離析。
圖2 0＃塊脹模變形及外觀缺陷圖
圖3 禹門口端1＃梁段幾何尺寸
圖4 西安端端1＃梁段幾何尺寸
4.2 混凝土強度
根據0＃塊的結構特征，本次檢測主要采用超聲－回彈綜合法確定混凝土的強度，局部不具備超聲回彈綜合法測試條件的，如0
#塊底板，采用回彈法和沖擊回波法相結合的方式進行測試，該方法目前雖沒有明確技術規(guī)程，但根據經驗可判定混凝土強度，作為混凝土強度的參考數(shù)據。根據檢測規(guī)程要求，本次測試采用了鉆芯法進行校核，因此可以對結構的混凝土強度進行檢測和推定。
根據現(xiàn)場檢查情況和0#塊的結構特點，本次測試采取的測試方法及布點方式如下：
?、艃蓚?#塊腹板和底板強度及0#塊的隔板采用超聲回彈綜合法進行測試，測區(qū)按梅花狀布置，在兩側1#塊左右腹板布置10個測區(qū)，禹門口側1＃塊底板布置6個測區(qū)，一個腹板的測點布置見圖5－1；0＃塊兩個隔板各布置12個測區(qū)，一個隔板的測點布置如圖5－2。1#塊4個腹板和1個底板以及0＃塊2個隔板共布置70個測區(qū)。
圖5－1 1＃塊腹板超聲波對穿測點布置圖
圖5－2 0＃塊橫隔板板超聲波對穿測點布置圖
?、朴捎?#塊腹板梗肋處的厚度變化大，0#塊腹板強度的測試采用超聲回彈綜合法和沖擊回波法對該區(qū)混凝土強度進行測定和驗證。布置6個測區(qū)，測點布置詳見圖6。
圖6 0＃塊北側腹板外側混凝土強度測區(qū)布置圖
⑶由于0#塊底板不具備超聲回彈綜合法測試條件，采用回彈法進行測試，并結合沖擊回波法，利用應力波在混凝土中的傳播速度，對該區(qū)混凝土強度進行測定和驗證。共布置10個測區(qū)。
超聲回彈綜合法強度實測結果列于表1~表8。結果表明，0＃塊腹板、兩側1＃塊腹板及底板換算強度平均值在52 MPa～56.8MPa，標準差0.8 MPa～1.5MPa，由換算強度平均值減去1.645倍標準差即可推定混凝土的強度值，為50 MPa～55.4MPa ，實測強度滿足設計要求。從實測值的標準差來看，混凝土強度的實測值偏差較小，表明混凝土除局部缺陷外整體澆注質量離散性小。
底板的回彈和沖擊回波實測結果表明：0＃塊底板的混凝土強度滿足設計要求。
根據《超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術規(guī)程》（CECS02:88）的要求，用鉆芯試件對超聲回彈綜合法檢測結果進行了校核，依據《鉆芯法檢測混凝土強度技術規(guī)程》（CECS03：88）進行檢測，共鉆取直 徑Φ100mm高度200mm的試件3個，實測3個芯樣的混凝土強度換算值見附件“硬化混凝土芯樣鉆取強度檢驗報告”，最大值為56.9MPa，最小值54.2MPa，根據技術規(guī)程第6.0.4條要求，可直接取芯樣的最小值作為代表值，所以鉆取芯樣得出的混凝土強度代表值為54.2MPa，與超聲回彈綜合法結果很好的一致。鉆取芯樣的實測結果檢驗了超聲回彈綜合法的可靠性，表明可以采用超聲回彈綜合法對該結構的混凝土強度進行推定。
超聲回彈綜合法、沖擊回波法和鉆取芯樣法的檢測結果都表明，0＃塊和兩側1＃塊的混凝土強度除已發(fā)現(xiàn)的局部缺陷處外均滿足設計要求。
4.3 混凝土缺陷探測
根據現(xiàn)場調查情況，確定混凝土缺陷探測包括3個部分。
⑴兩側1#塊腹板及底板
采用超聲法對測方式進行缺陷探測，通過對超聲脈沖在混凝土中的傳播速度、能量的衰減及波形特征等參數(shù)的分析，對混凝土內部質量做出判斷。腹板測點布置同圖5－1，1個腹板布置10個測區(qū)；底板測點布置見圖7，1個底板布置6個測區(qū)。4個腹板和2個底板共計52個測區(qū)。
圖7 1＃塊底板缺陷探測布點圖
檢測結果表明，除禹門口側1＃塊底板局部出現(xiàn)離析外，兩側1#塊腹板及底板質量良好，未發(fā)現(xiàn)混凝土缺陷。
?、?0#塊腹板混凝土和底板錨下混凝土
圖8－1 0＃塊腹板及底板橫向預應力錨下混凝土缺陷探測剖面圖
圖8－2 0＃塊腹板及底板橫向預應力錨下混凝土缺陷探測側面圖
采用超聲對測法探測0#塊腹板混凝土缺陷；采用超聲斜測法探 測底板錨下混凝土缺陷，內側傳感器不動，外側傳感器由上到下掃射測試，從波速的變化判斷錨下混凝土質量，另外用沖擊回波法進行檢測驗證。測點布置詳見圖8－1和圖8－2。兩側腹板和底板各6個測區(qū)，共計24個超聲波探測測區(qū)，兩側底板12個沖擊回波測區(qū)。
檢測結果表明，除0＃塊北側表面有一處已鑿開的混凝土表觀缺陷外，0＃塊兩側腹板及底板錨下混凝土質量良好，未發(fā)現(xiàn)混凝土缺陷。
?、潜碛^缺陷周邊區(qū)域的混凝土
采用超聲平測法，通過對測距－聲時回歸曲線的分析，來判定表層混凝土質量。沿鑿開的表觀缺陷區(qū)域周邊布置5個測區(qū)，測區(qū)布置見圖9。
圖9 0＃塊表觀缺陷周邊區(qū)域表層混凝土缺陷探測平測法測區(qū)布置
檢測結果見圖10－1～圖10－5，各測點的聲時值和相應的測距 值呈良好的線性關系，沒有明顯的轉折點，可以判斷這5個測區(qū)的表層混凝土沒有缺陷。
圖10－1 0#塊腹板表觀缺陷區(qū)域周邊混凝土表層平測結果（1＃測區(qū)）
圖10－2 0#塊腹板表觀缺陷區(qū)域周邊混凝土表層平測結果（2＃測區(qū)）
圖10－3 0#塊腹板表觀缺陷區(qū)域周邊混凝土表層平測結果（3＃測區(qū)）
圖10－4 0#塊腹板表觀缺陷區(qū)域周邊混凝土表層平測結果（4＃測區(qū)）
圖10－5 0#塊腹板表觀缺陷區(qū)域周邊混凝土表層平測結果（5＃測區(qū)）
總之，通過對以上3個主要懷疑部位的混凝土質量探測以及對實測的波速、能量的衰減及波形特征等參數(shù)和數(shù)據處理分析表明：除檢查出的表觀缺陷外，未發(fā)現(xiàn)其它部位混凝土內部或表層缺陷。
5、結論
?、攀┕けO(jiān)測測量結果表明，梁頂標高值和四個角點的坐標值滿足設計要求，0＃墩的傾斜度和外觀尺寸符合要求。
?、?0＃塊的整個腹板內側都有脹模變形，北側為15.6cm，南側為6.9cm。
⑶ 0＃塊北側表面有一處混凝土表觀缺陷，位置在距支座軸線1.3～2.5m（西安側）、距梁底1.5～3.0m范圍內，缺陷最大深度23cm。禹門口側1＃塊底板有一處出現(xiàn)混凝土離析。
?、瘸暬貜椌C合法和鉆取芯樣法的實測混凝土強度具有很好的一致 性。實測混凝土的強度值為50 MPa～55.4MPa ，實測強度滿足設計要求?；炷翉姸鹊膶崪y值偏差較小，表明0＃塊混凝土除已發(fā)現(xiàn)的局部缺陷外整體質量良好。
⑸混凝土缺陷表明：除第3條結論所述的混凝土表觀缺陷外，未發(fā)現(xiàn)其它部位混凝土內部或表層缺陷。
總之，已施工的6＃墩0＃塊和兩側1＃塊的線形和外觀尺寸符合要求；除已發(fā)現(xiàn)的表觀缺陷外，未發(fā)現(xiàn)其它部位的混凝土缺陷，實測混凝土強度滿足設計要求，盡管0＃塊腹板內側出現(xiàn)脹模變形，外觀局部存在缺陷，但不會影響0＃塊的整體結構強度?？梢赃M行后續(xù)梁段的施工，但必須同時處理局部缺陷。
6、 處理意見
?、鸥鶕?＃塊及兩側1＃塊混凝土的檢查和檢測結果分析，可以進行后續(xù)梁段的施工，同時對局部缺陷進行處理。
?、畦b于0＃塊及兩側1＃塊混凝土已擱置2個多月，其混凝土收縮大部分已完成，因此在進行2＃塊施工時，應注意盡量減少1＃塊與2＃塊之間的收縮差，措施是適當減小水灰比，加強2＃塊混凝土的養(yǎng)護。
?、怯黹T口側1＃塊底板的混凝土離析部分應鑿除，重新澆注。
?、?0＃塊北側的混凝土表觀缺陷應繼續(xù)將疏松的混凝土鑿除，露出密實的硬層，用水沖洗干凈，立小模板，在上端留出澆注口，澆注混凝土，用鋼釬插搗或小振搗器振搗，待達到強度后，拆去小模板。
小模板的立模方法：加工小木板條，兩端用膨脹螺絲固定于混凝土表面，上端留出混凝土澆注口，能澆注和振搗。最后再在預留口上繼續(xù)立模，僅留一小口，澆注最后一塊混凝土，用鋼釬插搗即可。
混凝土仍用原來的配比，但應適當減小水灰比，以減少混凝土的收縮量。
