火灾后混凝土桥梁结构检测鉴定
来源:用户上传
作者:
摘 要：混凝土桥梁结构发生火灾后，其结构的各个组成部分都会受到不同程度的破坏，甚至导致桥梁结构承载能力下降或结构变形较大，无法满足桥梁的承载能力要求或正常使用要求。由于火灾后混凝土桥梁一般不会倒塌，如何确定混凝土桥梁在火灾后的承载力和安全性就成为了检测和识别的主要目的。由于火源位置的不同，不同位置结构的损伤情况也有很大差异，这导致了火灾后检测识别的复杂性。
关键词：火灾后;混凝土桥梁结构;检测鉴定
1 引言
混凝土桥梁结构遭受火灾后，必须对混凝土结构的受损程度进行详细检查。弄清火灾规模的大小和范围，受损部位和受损程度，根据火场的温度，对结构受损程度提出正确评估和分析，以便正确妥善的确定桥梁的修复加固方案，保证结构的安全。
2 火灾后混凝土桥梁结构鉴定的内容
（1）初步鉴定。初步鉴定应包括下列内容：①现场初步调查;②火灾作用调查;③查阅分析相关文件资料;④结构观察检测、构件初步评定等级;⑤编制鉴定报告或准备详细检测鉴定。
（2）详细鉴定。详细鉴定应包括下列内容：①火灾作用详细调查与检测分析;②结构构件专项检测分析;③结构分析与构件校核;④构件详细鉴定评级;⑤编制详细检测、鉴定报告。
（3）鉴定报告。鉴定报告应包括下列内容：①普查：a.对桥桥梁通车时间、桥梁类型、公路标准、设计荷载等级、桥跨组合、结构使用材料信息、桥梁通行情况等基本概况进行现场调查;b.对桥梁整体使用状况、荷载分布进行检查;c.对该桥梁现有上部结构的布置、构件尺寸、桥梁净空等情况进行现场测量，绘制桥梁结构现场平面示意图。②变形测量。采用全站仪或线锤对受火灾影响桥梁桥墩垂直度和变形进行测量，查明桥墩是否出现倾斜现象。③结构构件缺陷及损伤程度检查：a.对结构构件存在的缺陷及损伤情况进行调查与记录;b.对混凝土结构或构件的裂缝分布与大小进行调查和记录。④主体结构的材料力学性能检测。⑤结构承载力复核。根据现场检查、检测结果，并依据国家现行相关规范对该桥梁现状结构承载力进行验算分析。⑥评定与处理建议。根据现场检查、检测情况和验算结果，结合桥梁现有实际交通运行情况，分析桥梁能否承载车辆运行时所产生的荷载效应，当该桥梁结构现状不满足设计荷载及当前交通运行实际荷载承载能力要求时提出可靠处理建议。
3 调查和检测方法
3.1 火作用调查
对于火作用调查，其所指的主要就是依据火灾规模、结构特点以及燃烧与灭火信息，对火作用温度的过程进行调查，为能够对结构温度应力及变形特点进行分析，收集相关的充分材料，为火灾调查及检测提供更好依据。在火灾发生的过程中，对于结构受热温度而言，很多方面的因素都会对其产生直接影响，任何方法在实际应用中都有一定局限性。为能够对结构受热温度进行准确推断，应使用多种方法，以便实现相互补充与印证，从而使推断结果更加合理准确。就目前实际情况而言，在这一方面应用最广泛可靠的方法就是结构材料微观分析法。
3.2 结构现状检测方法
（1）外观检查。上部结构的检查，通过桥梁检测车和爬梯等检测支架，对过火及受火灾影响构件进行检查，主要针对过火部位梁板、桥墩、盖梁、支座进行检查，以人工目力检查为主，以简单检查工具进行辅助检查。主要检查桥梁橡胶支座是否老化开裂，橡胶层是否遭火烧影响，有无钢板外露现象;混凝土表面有无剥落、露筋等现象;梁板有无裂缝、混凝土剥落、露筋等现象;墩柱是否发生倾斜、位移等。分析病害产生的原因及影响程度，将每个构件存在的各种病害分类记录在相关表格中，并对严重缺损部位进行标识、照相。
（2）火灾影响区判断。针对被火烧范围内混凝土结构，以人工目力检查为主，以简单检查工具进行辅助检查。通过辨别构件表面烟灰附着情况、混凝土颜色变化情况、火灾裂缝情况及锤击反应判断受火灾影响的构件范围。通过对混凝土表面破损状态、混凝土颜色等对混凝土强度状态进行初步评定。
（3）桥梁结构材质检测。①火烧后混凝土强度检测。构件混凝土强度检测可采用回弹法结合钻芯法进行。采用回弹法对比检测混凝土剥落区、影响区及未受影响区域的混凝土强度，判断因火灾引起的混凝土强度系数。当采用钻心法测火灾后混凝土强度时，混凝土芯样数量至少为3个。回弹法检测混凝土强度技术规程规定回弹法不适用与表面与内部质量有明显差异或内部存在缺陷的混凝土结构或构件的检测，但该方法原理完全可以借鉴，遭受火灾的混凝土表面的硬度是能够反映其遭受火灾损伤的程度的。②火烧后混凝土碳化深度检测。钢筋混凝土结构中，钢筋处于混凝土的碱性保护中，混凝土碳化深度一旦达到钢筋保护层厚度，钢筋就会失去保护。当外部条件成熟时，就会发生锈蚀。因此碳化深度检测对判断钢筋状态至关重要。③火烧后混凝土保护层厚度检测。每测区用钢筋保护层厚度测试仪先测定钢筋位置和走向，并标注在测区表面，然后再测定其保护层厚度分布。保护层厚度测量应避免在钢筋交叉点进行，在被测钢筋的同一位置应重复检测1次，当同一处读取的2个混凝土保护层厚度检测值相差大于1mm时，该组数据无效，并查明原因，在该处应重新进行检测。④火烧后桥梁结构钢筋强度检测。火灾后钢筋混凝土构件内钢筋残余强度可根据火灾时钢筋的受火温度查相关规范曲线表求得。也可以通过现场从构件中取样，送至试验室做材料性能试验测定。取样部位一般为：现场混凝土构件烧伤外露的钢筋或构件受损严重处截取标准试件。
4 火灾后混凝土桥梁结构鉴定技术要点
（1）火灾后现场勘查要抓住三个关键点：火灾的主要作用部位、火灾持续的时间和火场达到的最高温度。火灾作用部位是指大火对混凝土结构作用的具体部位和区域。梁板、桥墩不同部位受火作用时，对结构的影响程度也不同。混凝土内部温度分布与迎火面、背火面存在较大关系，温度分布不同导致材料的应变不同。火灾现场燃烧持续时间和达到的最高温度决定了火灾严重性;一般有以下六大因素：①可燃物的数量，即火災荷载;②可燃物的燃烧性能;③可燃物的分布状况;④过火区域的大小和形状;⑤过火区域的开口面积和大小;⑥过火区域的热性能。桥梁建设所使用材料和桥梁周边存在的材料决定前三个因素，桥梁结构布局主要影响后三个因素。
（2）火灾特点一般是持续时间短，出现概率低，属于一种偶然的外界作用。因此，火灾中的混凝土桥梁结构构件受到的也是一种短暂的、偶然的强高温作用。混凝土结构构件内部所受的影响和破坏多是依据火灾发生后构件的破坏特征、火灾作用痕迹和灾后现场残骸，借助于有关规范和研究中的建材性能数据，由鉴定人员凭借以往经验进行推断或反证。火灾对建筑结构构件内部的影响研究尚不够深入，资料相对较少。
（3）火灾后桥梁混凝土结构构件应根据构件变形、开裂或断裂、烧灼损伤不同程度分别评定为Ⅱa级、Ⅱb级、Ⅲ级、Ⅳ级损伤状态等级。火灾后建筑结构构件应根据检测鉴定分析结果进行详细鉴定评级，评定为b、c、d级。特别要注意火灾后建筑结构构件损伤状态不能评Ⅰ级，安全等级不能评a级。
5 结语
目前，在火灾后桥梁结构加固设计中，对于加固方案的选择，主要是依靠专业人员的经验进行决策，因而不免带有一定的主观性，而且由于加固设计涉及到新、旧两类材料，受到多种因素、条件的影响，要使加固后结构的综合效应最佳是非常困难的。目前对于建筑物加固方案优化问题，没有完整的理论著述。
参考文献：
[1] CECS252：2020.火灾后建筑结构鉴定标准[S].
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15313228.htm
