过火混凝土桥梁超声波检测研究

李华东 刘佳节

0 引言

近年来，公路混凝土桥梁遭受火灾的事故逐渐增多，不仅给桥梁结构本身造成破坏，而且危及公路尤其是高速公路的正常运营。火灾后必须及时、科学地对受损构件进行损伤识别，合理地进行损伤评估，才能为桥梁的加固维修提供可靠的数据支持，切实结合加固恢复结构的承载能力和使用性能，达到安全运营的目的。

1 火灾混凝土损伤的特点

1)受损部位疏松，且疏松程度由表及里。在火灾过程中，混凝土结构表面遭受高温灼烧，温度梯度从外向内递减。混凝土中的砂浆和骨料在一定温度下会产生不同的物理化学变化。100℃时混凝土内的自由水会以水蒸气形式溢出;200℃～300℃时CSH凝胶的层间水和硫铝酸钙的结合水散失;500℃时Ca(OH)2受热分解其结合水散失;而800℃～900℃时CSH凝胶(水化硅酸钙)已完全分解，原来意义上的砂浆已不复存在。骨料的变化主要是物理变化，573℃时硅质骨料体积膨胀0.85%;700℃时碳酸盐骨料和多孔骨料也有类似损坏，甚至突然爆裂。

2)有纵、横向裂缝产生。裂缝产生有两个原因，即在升温和降温过程中膨胀或收缩不均匀以及受弯构件在受损后受弯部分变形过大。裂缝的数量和宽度与受损程度成正比。其大致状况为:400℃～500℃时，表面有裂缝，纵向裂缝少;600℃～700℃时，裂缝多且纵横向均有，并有斜裂缝产生;大于700℃时，纵横向及斜裂缝多且密，受弯构件混凝土裂缝深度可达1 mm～5 mm。

3)表面有爆裂。造成火灾混凝土的爆裂主要有两个原因，即热应力机理和蒸汽压机理。……