斜拉橋技術(shù)狀況檢測與評定

黃新明 許 亮 賴敏芝

（1.湖北交通職業(yè)技術(shù)學院，湖北武漢 430070；2.湖北省公路管理局，湖北武漢 430030；3.湖北交投科技發(fā)展有限公司，湖北武漢 430030）

根據(jù)公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范（JTG／T H11-2004），為了保證即有橋梁的安全運營和盡可能延長其安全使用年限，應(yīng)對即有橋梁進行定期檢查，為了規(guī)范公路橋梁養(yǎng)護質(zhì)量檢測評價標準，交通部出臺了《公路橋梁技術(shù)狀況評定標準》（JTG／T H21-2011）規(guī)范，主要是通過全面描述橋梁各部件的缺陷，評價橋梁技術(shù)狀況，監(jiān)理健全橋梁技術(shù)檔案，提供進行橋梁養(yǎng)護、維修和加固的決策依據(jù)，使橋梁長期處于良好的工作狀態(tài)。本文以某斜拉橋為背景，開展斜拉索系統(tǒng)的專項檢查和全橋外觀檢查，采用《公路橋梁技術(shù)狀況評定標準》（JTG／T H21-2011）對橋梁的狀況進行評價，以期達到全面了解該橋?qū)嶋H狀況的目的。

1 工程概況

某斜拉橋全長598.2m，主跨為414m 的地錨式預(yù)應(yīng)力混凝土，每塔25對斜拉索呈雙斜面半扇形密索體系布置，有21對背索錨于平衡重錨固橋臺上，索距布置主梁上為8.0m，索塔全高110.0m。倒Y 型索塔與主梁分離，主梁與錨固橋臺剛接，在橋梁跨度中心設(shè)置一個可縱向滑移的接頭，使其能抗剪、抗彎扭，在跨中設(shè)置伸縮縫。主梁采用三室單箱截面，兩邊室為三角形，箱梁中心處梁高2.0m。其總體布置見圖1。

圖1 某大橋總體布置圖（單位：cm）

2 技術(shù)狀況檢測

2.1 斜拉索系統(tǒng)

對全橋200根斜拉索進行了索力、PE 護套、錨頭的檢查以及部分斜拉索開倉檢查，采用纜索機器人與人工相結(jié)合的方法進行。

2.1.1 斜拉索PE護套檢查

91%的斜拉索PE護套發(fā)現(xiàn)了損傷。其中可見鋼絲、破損嚴重的有9 根。斜拉索PE 護套開倉檢查發(fā)現(xiàn)開倉后有水流出，鋼絲表面有浮繡，未見斷絲，部分嚴重的表面敲擊后有繡斑脫落。斜拉索開倉檢查見圖2、圖3。

圖2 斜拉索PE護套破損

圖3 斜拉索銹蝕

2.1.2 錨具檢查

錨頭及其墊板的銹蝕檢查一般按如下工藝進行：清洗錨頭黃油后，對錨頭的銹蝕狀況進行檢查及評定，檢查中對墊板、墊板與螺母相交處、螺母、錨杯及鐓頭鋼絲等進行重點檢查。為了能定量地描述各錨頭的銹蝕狀況，也為了便于區(qū)分各錨頭不同的銹蝕狀況，一般對錨頭銹蝕等級作如下劃分：

Ⅰ級：完好。完全無銹蝕或僅墊板有少量銹蝕。

Ⅱ級：較好。已有銹蝕痕跡，但范圍很小，多表現(xiàn)為只有墊板和螺母上有少量銹蝕痕跡。

Ⅲ級：一般。各部位均有銹蝕，但不嚴重。

Ⅳ級：較差。各部位均有銹蝕，部分構(gòu)件銹蝕范圍很大。

Ⅴ級：嚴重。各部位均有大范圍的銹蝕。

根據(jù)現(xiàn)場檢查結(jié)果，對200個錨具進行等級評定，其中Ⅰ級共9個，Ⅱ級共166個，Ⅲ級共23個，Ⅳ級共2個，全橋未出現(xiàn)Ⅴ級錨具。

2.1.3 減震裝置檢查

首先人工普查全橋200個將軍帽封口狀況，然后根據(jù)PE 護套及錨頭檢查結(jié)果，選擇4根斜拉索的將軍帽將其打開，檢查減震裝置的工作狀況。檢查發(fā)現(xiàn)大部分將軍帽與斜拉索封口處出現(xiàn)開口，有的兩片接縫亦出現(xiàn)開口，將軍帽已失去防水效果。部分將軍帽內(nèi)側(cè)均銹蝕嚴重，預(yù)埋管管口的防水橡膠墊與管口基本脫離，完全沒有防水功能。

2.1.4 斜拉索專項檢查

某斜拉索測試有限公司對更換下的S8號索進行了專項檢測，檢查發(fā)現(xiàn)S8斜拉索共有12處表觀缺陷，缺陷損傷較輕，未露出鋼絲。打開斜拉索PE護套檢查發(fā)現(xiàn)，纏包帶表面有水珠，同時內(nèi)部有水汽存在，個別部位纏包帶變色并斷裂，纏包帶斷裂部位纏繞鋼絲亦斷裂。對錨頭部位進行超聲檢測，檢測結(jié)果表明無異常，未見超標缺陷。靜載試驗結(jié)果表明試驗索滿足GB／T18365—200l《斜拉橋熱擠聚乙烯高強鋼絲拉索技術(shù)條件》靜載試驗中靜載破斷索力應(yīng)不小于拉索公稱破斷索力95%的要求。鋼絲銹蝕檢查表明發(fā)生輕銹根數(shù)占鋼絲總根數(shù)的12.8%，發(fā)生中銹根數(shù)占鋼絲總根數(shù)的24.6%，發(fā)生重銹根數(shù)占鋼絲總根數(shù)的62.6%。

S8斜拉索表面PE 的氧化誘導(dǎo)期比新鮮的國產(chǎn)天水高密度聚乙烯護套料的氧化誘導(dǎo)期分別下降了75%、48%、31%，抗老化性能較差。PE的殘余抗拉強度和斷裂伸長率按照GB／T18365-2001《斜拉索熱擠聚乙烯高強鋼絲拉索技術(shù)條件》的要求判斷抗拉強度合格率為0%，斷裂伸長率合格率為0%。

2.2 主梁、索塔及支座外觀檢查

2.2.1 主梁

該橋主梁采用單箱三室截面，內(nèi)箱室被加勁橫梁分割成62 個節(jié)段，主梁箱室主要病害表現(xiàn)為：

（1）箱內(nèi)頂板縱、橫向裂縫：裂縫多位于頂板正中和中室頂板倒角處，裂縫長度多為施工節(jié)段內(nèi)縱向通長，部分裂縫斷斷續(xù)續(xù)；橫向裂縫多位于中間施工節(jié)段內(nèi)，縱橫向裂縫寬度較小，基本在0.04～0.12mm 間，個別裂縫寬度達0.20mm。

（2）邊室內(nèi)腋角縱向裂縫：左右邊室頂板倒角處普遍出現(xiàn)縱向裂縫，該類裂縫在節(jié)段內(nèi)每個施工節(jié)段均有分布，裂縫長度無規(guī)律，部分裂縫斷斷續(xù)續(xù)，部分節(jié)段內(nèi)通長，縫寬較窄，基本在0.04～0.12mm 間，個別裂縫寬度達0.15mm。

（3）加勁橫梁斜向、橫向裂縫：部分邊室橫梁斜向裂縫在兩對應(yīng)面呈對稱分布，縫寬約在.05～0.12mm，縫長約30～50cm，每個橫梁上2～4 條不等；在橫梁與頂板銜接處多處出現(xiàn)橫向裂縫，該裂縫較窄，縫寬約0.04～0.06mm 左右。

（4）箱內(nèi)混凝土缺陷主要表現(xiàn)在節(jié)段接縫處頂板多處出現(xiàn)砼剝落、空洞并造成鋼筋外露且嚴重銹蝕，個別接縫處砂漿脫落露出連接鋼板，部分接縫處出現(xiàn)白色流膏等堿集料反應(yīng)。

2.2.2 索塔

索塔橫梁內(nèi)頂面已粘貼碳纖維布進行加固，現(xiàn)狀基本正常；索塔內(nèi)各施工接縫處已涂刷環(huán)氧樹脂膠進行封閉處理。

2.2.3 支座

本橋在跨中無軸力接頭處設(shè)置四氟滑板式支座，檢查發(fā)現(xiàn)有4個支座底部局部出現(xiàn)脫空（未完全接觸），1 個支座底部出現(xiàn)變形，其余正常。

2.3 下部結(jié)構(gòu)及橋面系外觀檢查

經(jīng)檢查，下部結(jié)構(gòu)無明顯影響結(jié)構(gòu)的病害；瀝青鋪裝層局部出現(xiàn)擁包現(xiàn)象，累計面積約20m2；橋頭處橋面鋪裝出現(xiàn)多條橫向通長開裂。梳齒型伸縮縫多個錨固螺栓脫落、松動，造成車輛駛過時伸縮縫鋼板撞擊異響。

3 橋梁技術(shù)狀況評定

《公路橋梁技術(shù)狀況評定標準》（JTG／T H21-2011）中規(guī)定公路橋梁技術(shù)狀況評定包括橋梁構(gòu)件、部件、橋面系、上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)和全橋評定。公路橋梁技術(shù)狀況評定應(yīng)采用分層綜合評定與5類橋梁單項控制指標相結(jié)合的方法。橋梁技術(shù)狀況評定指標見圖4。橋梁總體技術(shù)狀況評定等級標準見表1。根據(jù)上述檢測結(jié)果，對該橋進行技術(shù)評定，其結(jié)果見表2，主要部件斜拉索系統(tǒng)因PE 護套破損、鋼絲外露銹蝕、主梁錨具預(yù)埋管積水嚴重等病害評定為四類部件。

圖4 橋梁技術(shù)狀況評定指標

表1 橋梁技術(shù)狀況分類界限表

表2 橋梁綜合技術(shù)狀況評定表

4 結(jié) 語

從以上的橋梁技術(shù)狀況評定和荷載靜動載試驗中可以得出如下結(jié)論：

（1）對該斜拉橋的技術(shù)狀況進行了檢測，并應(yīng)用《公路橋梁技術(shù)狀況評定標準》（JTG／T H21-2011）進行了技術(shù)狀況評定，其全橋評定結(jié)果為三類。主要部件斜拉索系統(tǒng)因PE 護套破損、鋼絲外露銹蝕、主梁錨具預(yù)埋管積水嚴重等病害評定為四類部件。

（2）鑒于全橋的短索預(yù)埋管內(nèi)可能都是滿筒積水，錨具完全浸泡在水中，該處鋼絲發(fā)生銹蝕的可能性非常大。建議立即采取可靠措施，排干預(yù)埋管內(nèi)積水，并重新做密封，徹底阻斷從梁上將軍帽以及預(yù)埋管管口向下漏水的可能。

1 宋一凡.公路橋梁荷載試驗與結(jié)構(gòu)評定（第一版）［M］.北京：人民交通出版社，2002

2 中華人民共和國交通部標準，JTG H11-2004，公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范［S］，北京：人民交通出版社，2004

3 中華人民共和國交通部標準，JTG／T H21-2011，公路橋梁技術(shù)狀況評定標準［S］.北京：人民交通出版社，2011

4 楊小森，閆維明，陳彥江等.面向養(yǎng)護策略的大跨度斜拉橋技術(shù)狀態(tài)評估方法研究［J］，公路，2010（8）

5 黃卿維，余印根，韋建剛，陳寶春.鋼管混凝土拱橋技術(shù)狀況檢測與評定［J］.建筑科學與工程學報.2011（3）：34-39