某高速公路上一座5孔30 m預應力混凝土連續(xù)T型梁橋， T梁梁高1.8 m，橫向布置6片T梁，梁間距2.22 m，橋梁設(shè)計荷載等級為汽車—超20級，掛車—120，由于行駛于橋上的一輛裝載可燃貨物的運輸車輛在該橋第2跨起火燃燒，大火持續(xù)5 h左右，導致該跨嚴重受損，影響了橋梁正常使用和行車安全。
1 、病害情況描述
橋面過火區(qū)域集中在左幅橋第2跨14～22 m范圍內(nèi)，損傷嚴重區(qū)域主要集中在第2號、3號梁，該兩片梁在20～22 m范圍內(nèi)損傷最為嚴重。火焰集中區(qū)或高溫集中區(qū)（殘留物的區(qū)域內(nèi)）混凝土嚴重燒蝕，形成5㎡左右的坑洞，其中2號梁翼板及濕接縫被燒穿2處，各形成10 cm×10 cm的孔洞；可將混凝土表面砂漿捏成粉末； 鋼筋熔斷；N5負彎矩預應力鋼筋錨頭一個燒毀，另一個燒損，可見火災溫度極高?；鹧婕袇^(qū)T梁翼板底部混凝土表面出現(xiàn)密集斜裂縫。其他周邊區(qū)域混凝土表面有黑煙或輕微黑點或麻點，表面產(chǎn)生細小但不是很密集網(wǎng)狀龜裂現(xiàn)象；表面損傷輕微，結(jié)構(gòu)本身完好。2號梁馬蹄部位受到由翼板孔洞漏下的燃燒物燒傷，混凝土表面嚴重爆裂破損。
高溫時與高溫后鋼筋和混凝土的力學性能是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)火災反應分析及火災后結(jié)構(gòu)損傷評估與修復加固的基礎(chǔ)。有關(guān)試驗結(jié)果表明：高溫下鋼筋和混凝土的力學性能總體上呈現(xiàn)隨溫度升高逐漸劣化的趨勢，主要表現(xiàn)為隨溫度升高，鋼筋和混凝土的強度和彈性模量逐漸降低（其中彈性模量的降低速率通常比強度更大），混凝土的峰值應變逐漸增大?；炷恋膯屋S應力一應變曲線越來越扁平，鋼筋和混凝土的黏結(jié)強度下降，極限滑移量增加，混凝土的徐變明顯加快。隨溫度升高，高溫后鋼筋的強度雖然仍呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢。但與高溫時相比已有較大程度的恢復。與鋼筋不同，高溫后混凝土的力學性能在短時間內(nèi)通常比高溫下更差，強度和彈性模量進一步下降。高溫后鋼筋與混凝土的粘結(jié)強度不再回升，且隨受熱溫度升高，高溫后粘結(jié)強度的降低幅度比高溫時更為明顯。
2 、檢查結(jié)果
由現(xiàn)場檢查情況可以得出以下結(jié)果：
a）該橋?qū)嶋H過火溫度遠大于1000 °C（鋼筋熔斷）。
b）火災中心區(qū)2號T及3號T梁，截面嚴重削弱（翼板已完全燒損，承載能力喪失），強度、剛度明顯下降。
c）N5負彎矩鋼筋錨頭燒毀，預應力鋼筋放張，失去作用。
d）該兩片梁已不能滿足正常使用的要求，需要進行加固補強，以確保結(jié)構(gòu)的安全。
3 、結(jié)構(gòu)檢算
雖然橋梁受損較為嚴重，但考慮除了2號梁受損較重、3#梁輕微受損外，其他兩體基本完好的實際情況，而該路段交通量有較大，完全封閉交通影響較大，通過計算和評估確定橋梁單車道通行的安全性。
3.1 計算模型建立
計算模型采用平面桿件有限元法，并考慮施工過程分階段受力進行計算，橫向分布按照剛接板梁法計算。
分別就原結(jié)構(gòu)、火災受損后結(jié)構(gòu)和火災受損后單車道通行狀態(tài)下3種情況進行了承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)驗算。
橋梁火災受損后計算模型考慮了N5負彎矩預應力鋼筋的失效、火災中心區(qū)翼板的損傷失效。交通管制考慮了一個車道通車對2號及3號梁的最不利影響。
3.2 計算結(jié)果
各工況下控制截面承載能力極限狀態(tài)及正常使用極限狀態(tài)驗算結(jié)果如表1所示。
計算結(jié)果表明火災后后2號梁受損截面抗力由5 950 kN.m降低為3 660 kN.m，承載能力大幅降低，降低幅度達39%，不能滿足規(guī)范要求。2號及3號梁在目前交通管制方案下承載能力滿足要求。
4 、加固方案
針對橋梁的實際受損情況，采取修復主梁截面和增設(shè)體外預應力的方法來恢復橋梁結(jié)構(gòu)的受力。具體加固步驟如下：
a）清除受損的瀝青混凝土橋面，鑿除受損的2號T梁翼緣板、2號與3號梁之間的濕接段，截除受損鋼筋。
b）重新綁扎鋼筋，澆筑C50混凝土恢復原梁截面。
c）在2號主梁翼板下方增設(shè)兩束體外預應力鋼筋，每束4根15.24鋼絞線，恢復原橋受損負彎矩預應力鋼筋的作用；以恢復原橋承載力。
5 、加固后橋梁動靜載檢測
5.1 檢測內(nèi)容
通過橋梁動靜載測試驗，評價橋梁火災受損加固后，其受力性能的恢復情況：
a）測試橋梁結(jié)構(gòu)各控制斷面及受損斷面在試驗荷載作用下的應力及應力分布。
b）測試橋梁結(jié)構(gòu)個關(guān)鍵斷面在試驗荷載作用下的的變形及變形曲線。
c）測試橋梁的動力性能。
5.2 檢測結(jié)果
a）最不利試驗荷載作用下，試驗跨跨中斷面、支點斷面和失火受損斷面實測應力對比分析結(jié)果見表1.
b）最不利試驗荷載作用下，試驗跨跨中斷面撓度實測對比分析結(jié)果表2.
c）實測混凝土校驗系數(shù)主要集中在0.6～0.9之間，個別測點校驗系數(shù)接近于1.0；說明橋梁的受力性能基本滿足設(shè)計和正常使用要求。
d）實測主要控制截面的撓度校驗系數(shù)主要集中在0.5～0.9之間，說明橋梁的剛度基本能夠滿足設(shè)計和規(guī)范規(guī)定的要求。
e）該橋在遭受火災損傷并加固后，橋梁的受力和變形性能基本恢復到火災以前的狀態(tài)，該橋承載能力基本滿足相關(guān)要求和規(guī)定。
6 、結(jié)論
通過對該橋失火后的檢測評估，并提出加固方案，最后通過動靜載檢測試驗對該橋加固后的手里狀態(tài)和承載能力進行評定，得出以下結(jié)論：
a）火災對橋梁的影響較大，火災中混凝土、鋼筋、預應力鋼束等均關(guān)鍵結(jié)構(gòu)極易受到火災的影響，產(chǎn)生損傷、嚴重的將失去其工作性能。
b）橋梁失火后，應根據(jù)實際情況，及時采取措施封閉交通，或?qū)煌ㄟM行管制，并及時對橋梁損傷情況進行評估。
c）過火面積較小，結(jié)構(gòu)損傷較集中時，可以通過混凝土的顏色變化、開裂情況，確定結(jié)構(gòu)受損和修復加固范圍，采取局部替換的方法進行加固處理。
d）過火面積較大時，需要可通過儀器設(shè)備進行檢測，甄別結(jié)構(gòu)受損程度，針對不同受損情況，確定不同的加固補強措施。
e）加固后，采取動靜載檢測試驗對橋梁的得受力性能和承載能力進行評定時必要的。
