2022公路混凝土桥梁火灾后安全性能评定技术规程

公路混凝土桥梁火灾后安全性能评定技术规程 目 次 1 范围 1 2 规范性引用文件 1 3 术语和定义 1 4 总体要求 2 5 火场踏勘 3 通用要求 3 桥梁火灾资料收集 4 火灾作用过程调查 4 桥梁结构现状调查 4 6 外观检查 4 通用要求 4 评定技术方案编制 5 上部与下部混凝土构件外观状况检查 5 缆索构件外观状况检查 5 桥面系外观状况的检查 6 支座外观状况检查 6 7 技术状况评定 6 通用要求 6 技术状况初步评定 6 技术状况详细评定 7 8 损伤检测分析 10 通用要求 10 温度场检测分析 11 材料性能损伤检测分析 12 构件截面损伤量化 12 9 安全性能评定 13 通用要求 13 承载能力检算 13 荷载试验 14 10 评定报告及资料归档 15 附录 A（资料性） 火场踏勘记录表 16 附录 B（资料性） 燃烧物燃烧总热量计算 17 B.1 根据火场燃烧物的种类和数量，可按式（B.1）计算实耗燃烧物总热量 Q： 17 I B.2 燃烧物单位质量的发热量参见表 B.1。 17 附录 C（资料性） 常见材料变态温度、燃点和历经不同温度后油漆烧损状况 18 附录 D（资料性） 混凝土结构外观状况与温度的关系 20 附录 E（资料性） 上下部混凝土构件外观检查情况调查表 21 附录 F（规范性） 混凝土二次烧失量检测桥梁混凝土构件温度场 22 F.1 通用要求 22 F.2 试验步骤 22 F.3 混凝土历经温度计算 23 附录 G（规范性） 芯样横向逐层劈裂试验检测混凝土损伤及历经温度状况 24 G.1 通用要求 24 G.2 试验检测步骤 24 G.3 混凝土历经温度计算 24 附录 H（规范性） 标准火灾升温曲线作用下各类桥梁构件温度场实用曲线 26 H.1 实 心板 26 H.2 空心板中板 27 H.3 空心板边板 28 H.4 小 箱梁 31 H.5 连续箱梁 34 H.6 T 梁 37 H.7 盖梁 40 H.8 圆柱式墩 42 附录 I（规范性） 混凝土热工参数取值 44 附录 J（规范性） 高温冷却后材料性能与历经温度对应关系 45 附录 K（规范性） 构件截面缩减及承载能力计算方法 47 K.1 截面逐层损伤法 47 K.2 300℃等温线法 48 附录 L（规范性） 芯样分组抗压试验检测混凝土构件受火灾影响深度 49 L.1 通用要求 49 L.2 试验步骤 49 L.3 损伤影响深度推定 49 参考文献 50 II 公路混凝土桥梁火灾后安全性能评定技术规程 1 范围 本文件规定了公路混凝土桥梁火灾后检测与安全性能评定涉及的桥梁火场踏勘、外观检查、技术状况评定、损伤检测分析以及安全性能评定等的工作程序、内容和方法。 本文件适用于公路混凝土桥梁，其他混凝土桥梁亦可参照使用。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 JGJ/T 384 钻芯法检测混凝土强度技术规程JTG H11 公路桥涵养护规范 JTG/T H21 公路桥梁技术状况评定标准JTG/T J21 公路桥梁承载能力检测评定规程JTG/T J21-01 公路桥梁荷载试验规程 JTG 3420 公路工程水泥及水泥混凝土试验规程 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 桥梁技术状况评定 general technical condition of bridge evaluation 桥梁整体性能、完好程度、以及满足设计使用要求等方面的描述与技术等级评定。 桥梁烧损状况评定 fire damage status of bridge evaluation 桥梁整体性能、完好程度、以及满足设计使用要求等方面受到火灾影响的描述与烧损等级评定。 火场初始温度 Initial temperature of fire site 火灾前，桥位大气环境的温度。 火场最高温度 Maximum temperature of fire site 火灾发生时，桥位大气环境达到的最高温度。 全盛期火灾持续时间 duration time of fully developed fire 指桥梁火灾全盛期阶段所持续的时间。 桥梁构件温度场 temperature field of bridge component 1 火灾过程中，混凝土桥梁表面及内部温度分布。 标准火灾升温曲线 standard fire temperature-time curve 表示混凝土构件标准耐火试验时，炉内平均温度—时间的关系曲线。 [来源：ISO 834-1—1999，9.15] 当量标准升温时间 equivalent standard temperature rise time 基于构件损伤作用效应等效原理，火场对构件实际作用时间等效换算为标准火灾升温曲线作用的时间。 混凝土二次烧失量 second ignition loss of concrete 受火混凝土样品烘干后，将其灼烧至恒重时失去质量占烘干样品的百分比。 名义劈裂强度 nominal split strength 混凝土芯样横向劈裂破坏荷载与劈裂面积的比值。 4 总体要求 混凝土桥梁火灾事故后，在确保火灾现场安全前提下，应及时委托具有相应资质和能力的单位开展桥梁火灾后安全性能评定工作。 开展混凝土桥梁火灾后安全性能评定工作所用到的仪器设备应满足测量精度、分辨力、重复性、量程及环境适应性的要求，且应在设备的检定或校准有效期内。 开展混凝土桥梁火灾后安全性能评定工作应遵照循序渐进、逐层深入的总体原则，具体工作内容和程序见图 1。 2 桥梁结构现状调查 火场踏勘 火灾作用过程调查 温度场有限元分析 当量升温时间计算 温度场检测分析 构件温度检测分析 阶段一 火场踏勘 技术状况 初步评定 阶段二 外观检查 技术状况 详细评定 进一步检测 与评定 否 是 阶段三 损伤检测分析 普通钢筋材料力学性能 混凝土材料力学性能 预应力钢筋材料力学性能 材料性能损伤检测分析 钢筋与混凝土粘结性能 缆索及钢丝材料力学性能 阶段四 安 全性能评定 截面缩减分析 构件截面损伤量化 支座外观状况 缆索构件外观状况 外观检查 桥面系外观状况 上部与下部混凝土构件外观状况 确定桥梁临时管理措施 桥梁火灾资料收集 荷载试验 安全性能评定 承载能力检算 技术状况详细评定 评定技术方案编制 技术等级初步评定 组建勘察小组 评定报告编制 图1 混凝土桥梁火灾后安全性能评定工作内容和程序 5 火场踏勘 通用要求 5.1.1 火场踏勘对象应为火灾影响范围内独立受力的桥跨结构；对于局部小范围火灾，经初步调查确认受损范围仅发生在有限区域时，可仅考虑火灾影响区域范围内的构件或部件。 5.1.2 火场踏勘工作内容应包括桥梁火灾资料收集、火灾作用过程调查和桥梁结构现状调查等。 3 5.1.3 在火场踏勘过程中，应对起火点位置、火灾经过、燃烧情况、燃烧物种类和数量等及时做好记录，并绘制火场燃烧点和影响区域分布图，记录内容可见附录 A。 5.1.4 火场踏勘完成后，应按照 7.1 节和 7.2 节的要求进行桥梁技术状况初步评定。 桥梁火灾资料收集 5.2.1 桥梁火灾资料应包括火灾灾情资料和桥梁设计、建设和营运管理等方面的技术资料。 5.2.2 桥梁火灾灾情资料宜包括如下内容： a) 桥梁火灾的发生时间和持续时间； b) 桥梁火灾发生时周边环境情况（火灾发生时天气情况、桥上交通情况、桥下通风情况等）； c) 桥梁火灾发生、发展和熄灭全过程（包括起火过程、燃烧路径、灭火方式及过程等）； d) 现场目击者和相关单位关于起火原因、燃烧过程和作用范围的叙述、记录和报告等。 5.2.3 桥梁建设和营运管理方面的技术资料宜包括下列内容： a) 桥梁设计、施工、监理、监控和交竣工等反映桥梁建造过程的资料； b) 桥梁营运、检测、养护、维修和加固等反映桥梁营运过程的资料。 火灾作用过程调查 5.3.1 火灾作用过程调查内容应包括燃烧物情况、火灾燃烧过程和火场残留物状况等。 5.3.2 燃烧物情况调查内容应包括燃烧物种类、数量、位置和热量估算（估算方法见附录 B）、桥下净空、附近通风状况和环境条件等。 5.3.3 火灾燃烧过程调查内容应包括开始燃烧的部位、各燃烧点分布、燃烧的情况（猛火、烈火、中火或闷烧）、燃烧持续的时间、灭火基本过程等。 5.3.4 火场残留物状况调查内容应包括残留物种类及分布，以及其熔化、变形、烧损程度等，并宜结合附录 C 分析混凝土构件表面曾达到温度及作用范围。 桥梁结构现状调查 5.4.1 火灾后混凝土桥梁结构现状调查内容应包括桥梁交通情况、结构或构件总体和局部缺损等。 5.4.2 火灾后桥梁交通情况调查内容宜包括火灾发生前、发生时和发生后通行车辆数量、类型和载重等。 5.4.3 桥梁结构或构件总体缺损状况调查内容应包括桥梁结构或构件受火概貌、变形情况的影像和记录。 5.4.4 桥梁构件局部缺损状况调查内容应包括混凝土局部剥落范围、混凝土颜色变化情况、钢筋外露情况和构件连接节点局部裂损状况等。 5.4.5 桥梁结构或构件现状调查方式以目测、影像记录为主，可辅以简易量测工具。并宜注重分析火灾发展过程和灭火方式对构件的影响。 6 外观检查 通用要求 6.1.1 火场踏勘完成后，开展现场外观检查前，应根据初步掌握的桥梁技术状况，结合桥梁火场实际， 制定下一步桥梁火灾后检测与安全性能评定技术方案。 6.1.2 外观检查工作内容包括上部与下部混凝土构件、桥面系、缆索构件和支座等主要构件受火后的 4 外观状况，并应加强火灾影响相邻构件及连接点的检查。 6.1.3 桥梁外观检查完成后，应按照 7.1 节和 7.3 节的要求对桥梁技术状况进行详细评定。 评定技术方案编制 6.2.1 混凝土桥梁火灾后检测与安全性能评定技术方案应包括内容如下： a) 桥梁概况，如桥名、地点、建成年代、结构形式、跨径组合、桥面布置、荷载等级等； b) 桥梁火灾事故及影响范围； c) 检测目的； d) 检测依据； e) 检测的内容和方法； f) 拟投入的仪器和设备； g) 人员和工期计划； h) 相关安全保障措施。 上部与下部混凝土构件外观状况检查 6.3.1 上部与下部混凝土构件外观状况检查内容应包括混凝土外观状况，普通钢筋外观状况，预应力钢筋外观状况，构件的变形、挠曲和位移等。 6