徐小順，袁文杰，溫永華

（1.江西省豐城市公路局；2.江西交苑公路工程試驗(yàn)檢測(cè)中心）

1 前言

豐和立交3#橋?yàn)橐豢绗F(xiàn)澆簡(jiǎn)支箱梁橋，被一后八輪自卸工程車撞傷，撞擊原因是工程車卸貨后未將車箱放下，使得車箱高度超過(guò)橋下凈空，車輛無(wú)法通過(guò)直接對(duì)梁體撞擊，由于該橋下穿路線為一下坡路段，故撞擊時(shí)車速較快。

梁體被撞后，東端向北偏移20 cm，西端向北偏移3 cm。東端梁體與橋臺(tái)U型伸縮縫內(nèi)橡膠向外伸出10 cm，錯(cuò)位處橡膠撕裂；西端伸縮逢內(nèi)橡膠外伸3 cm，未發(fā)現(xiàn)撕裂。梁體東端南側(cè)翼板頂緊貼橋臺(tái)背，有輕微碎裂，東端北側(cè)腹板底離臺(tái)背4 cm，撞擊時(shí)與臺(tái)帽接觸，有輕微碎裂，但碎裂范圍均不超過(guò)20 cm×20 cm。支座亦發(fā)生了移位，支座與梁體間未發(fā)現(xiàn)明顯相對(duì)移位。

為了確定車輛撞擊是否對(duì)梁體造成內(nèi)部損傷，對(duì)豐和立交橋3#橋進(jìn)行了撞擊后質(zhì)量檢測(cè)。

2 被撞后現(xiàn)狀檢查

對(duì)梁體進(jìn)行仔細(xì)觀察，梁體被撞區(qū)域位于路線中心線偏東約2.5 m處，在被撞區(qū)域可以看到很明顯的汽車油漆和汽車備胎痕跡，在距路線中心線偏東約4 m處，腹板與底板交角處有一約10 cm×10 cm的撞擊后混凝土剝離，深約1 cm，梁底相應(yīng)位置有一寬約3.0 cm，深約0.5 cm，長(zhǎng)約2 m的刮痕。腹板存在多條豎向受力裂縫，未發(fā)現(xiàn)撞擊后的新的損傷裂縫（由撞擊部位向四周發(fā)射延伸的裂縫）。豎向裂縫寬度最大為0.31 mm，裂縫由下向上沿伸、裂縫下寬上窄，腹板裂縫較底板多。底板裂縫為橫橋向，均貫穿梁底，并與腹板對(duì)應(yīng)位置裂縫連通。裂縫分布規(guī)律為順橋向、橫橋向均基本對(duì)稱。對(duì)橋面進(jìn)行觀察，未發(fā)現(xiàn)明顯的裂縫。

3 梁內(nèi)部缺陷的檢測(cè)方法

3.1 檢測(cè)原理

本次采用超聲脈沖法對(duì)表面損傷層厚度進(jìn)行檢測(cè)。由于空氣的聲阻抗率遠(yuǎn)小于混凝土的聲阻抗率，脈沖波在混凝土中傳播時(shí)，遇著蜂窩、空洞或裂縫等缺陷，便在缺陷界面發(fā)生反射和散射，聲能被衰減，其中頻率較高的成分衰減更快，因此接收信號(hào)的波幅明顯降低，頻率明顯減少或者頻率譜中高頻成分明顯減少。再者經(jīng)缺陷反射或繞過(guò)缺陷傳播的脈沖波信號(hào)與直達(dá)波信號(hào)之間存在聲程和相位差，疊加后互相干攏，致使接收信號(hào)的波形發(fā)生畸變。

根據(jù)上述原理，可以利用混凝土聲學(xué)參數(shù)測(cè)量值和相對(duì)變化綜合分析、判別其缺陷的位置和范圍，或者估算缺陷的尺寸。

實(shí)際檢測(cè)時(shí)，在表面有破損及撞擊痕跡的部位布置超聲波換能器，通過(guò)測(cè)試不同測(cè)點(diǎn)間波速，計(jì)算出被測(cè)區(qū)域內(nèi)各區(qū)間的波速，再結(jié)合各條測(cè)線波幅、頻率的變化，來(lái)確定被測(cè)部位內(nèi)是否存在內(nèi)部缺陷。

表面損傷層厚度檢測(cè)是將發(fā)射換能器T固定不動(dòng)，然后將接收換能器R以一定的間距移動(dòng)，逐點(diǎn)讀取相應(yīng)的聲時(shí)值，通過(guò)不同測(cè)線的聲速變化來(lái)測(cè)定損傷層厚度，測(cè)點(diǎn)布置如圖1所示。

圖1 混凝土損傷層厚度檢測(cè)原理示意圖

3.2 測(cè)點(diǎn)布置

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和箱梁被撞部位，測(cè)點(diǎn)布置如下。

（1）在箱梁被撞一側(cè)腹板（南側(cè)腹板）布置測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)位置如圖2所示，陰影處為撞擊區(qū)。

圖2 南腹板撞擊區(qū)測(cè)點(diǎn)布置示意圖 cm

（2）在梁底刮痕兩側(cè)和車輛擦擠區(qū)布置測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)位置如圖3所示。

圖3 梁底測(cè)點(diǎn)布置示意圖 cm

（3）在未被撞一側(cè)的腹板上布置測(cè)點(diǎn)與被撞一側(cè)進(jìn)行對(duì)比。測(cè)點(diǎn)位置如圖4所示。

圖4 北腹板測(cè)點(diǎn)布置示意圖 cm

3.3 檢測(cè)結(jié)果

通過(guò)對(duì)所測(cè)各點(diǎn)聲時(shí)值與檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、分析，得出各個(gè)測(cè)區(qū)的混凝土損傷層厚度如下列各表。

表1 南腹板撞擊處損傷層厚度 mm

表2 北腹板未撞擊區(qū)損傷層厚度 mm

表3 梁底刮痕處損傷層厚度 mm

綜合以上數(shù)據(jù)可以看出，撞擊區(qū)與梁底擦擠刮痕處所測(cè)得的損傷層厚度數(shù)據(jù)較未撞擊部位的損傷層厚度大，但損傷深度未超過(guò)鋼筋混凝土保護(hù)層厚度。

4 安全評(píng)估

本次車輛撞擊造成了梁體的移位，伸縮縫內(nèi)嵌橡膠條損壞，東端南側(cè)翼緣板角部位置混凝土有輕微碎裂，北側(cè)梁底角部混凝土有局部碎裂現(xiàn)象，但碎裂范圍均較小。對(duì)撞擊損傷層厚度的檢測(cè)表明損傷深度未超過(guò)鋼筋混凝土保護(hù)層厚度。對(duì)梁體裂縫觀察，腹板所有裂縫均為豎向裂縫，且順橋向、橫橋向均基本對(duì)稱，表明裂縫不是由于車輛撞擊所產(chǎn)生的。

［1］裴小吟，文傳勇，張永水.城市橋梁被車輛撞擊后損傷分析［J］. 重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，（1）.

［2］蔣洪濤，裴小吟.車輛撞擊城市跨線橋橋墩的損傷機(jī)理分析［J］.西部交通科技，2011，（1）.

［3］彭勃陽(yáng)，李文會(huì)，李曉龍，等.車輛撞擊橋梁分析方法的探討［A］.第20屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅱ冊(cè)）［C］.2011.