鋼管混凝土獨(dú)塔斜拉橋承載能力檢測及評(píng)估

黃光清

（招商局重慶公路工程檢測中心有限公司， 重慶 400060）

0 引言

鋼管混凝土是獨(dú)塔斜拉橋施工中應(yīng)用頻率較高的一種專業(yè)技術(shù)，控制測量、外觀檢查、實(shí)體檢測、荷載試驗(yàn)等項(xiàng)目的檢查與承載能力檢測評(píng)估在行業(yè)發(fā)展中占據(jù)著關(guān)鍵性作用[1]。高支模施工中需要從支撐設(shè)計(jì)、塔設(shè)和砼澆搗各個(gè)環(huán)節(jié)入手加強(qiáng)控制避免失誤，以減少安全隱患，保證工程安全性和質(zhì)量，確保支架施工安全。下面我們結(jié)合工程實(shí)例對建筑高支模施工技術(shù)進(jìn)行分析探究。

1 工程概況

XX 道路XX 段K13+910.5 同心存2 號(hào)大橋?yàn)?7.0m+62.5m 獨(dú)塔鋼管混凝土斜拉橋，橋梁全長176m。主跨拉索采用單索面，邊跨拉索采用雙索面，主梁為鋼管混凝土、鋼-混凝土組合梁結(jié)構(gòu)。主跨段采用1 根Φ1120×18mm 鋼管作為主縱梁，2 根Φ800×12mm 鋼管作為邊縱梁；邊跨采用2 根Φ1120×18mm 鋼管作為主縱梁，2 根Φ800×12mm 鋼管作為邊縱梁，鋼管內(nèi)均灌注C55 自密實(shí)微膨脹混凝土。主塔采用鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，下塔柱采用花瓶式混凝土實(shí)心墩。本橋加固后橋面橫向布置為2.5m 人行道+2.0m 非機(jī)動(dòng)車道+0.5m 護(hù)欄+7.5m 車行道+4.0m 中央分隔帶+7.5m 車行道+0.5m 護(hù)欄+2.0m 非機(jī)動(dòng)車道+2.5m 人行道。

設(shè)計(jì)荷載：城-A 級(jí)，人群荷載3.5kN/m2；

設(shè)計(jì)車道（加固改造后）：雙向4 車道。

本次鋼管混凝土施工中，承載能力檢測評(píng)估主要涉及主梁應(yīng)變靜載試驗(yàn)結(jié)果、主塔應(yīng)變靜載試驗(yàn)結(jié)果、位移靜載試驗(yàn)結(jié)果、索力靜載試驗(yàn)結(jié)果、主梁外觀檢查結(jié)果；橋梁動(dòng)載試驗(yàn)結(jié)果等。

2 鋼管混凝土獨(dú)塔斜拉橋承載能力檢測及評(píng)估

2.1 實(shí)體檢測項(xiàng)目

鋼管混凝土獨(dú)塔斜拉橋承載能力檢測中，主檢測項(xiàng)目包括混凝土強(qiáng)度檢測、主要結(jié)構(gòu)尺寸檢測、鋼筋保護(hù)層厚度檢測、橋臺(tái)與下塔柱垂直度檢測、鋪裝平整度檢測、橋面橫坡檢測、橋面抗滑檢測。

2.2 施工檢查評(píng)估

主要內(nèi)容包括控制測量結(jié)果、橋梁外觀檢查結(jié)果、橋梁實(shí)體檢測結(jié)果、橋梁靜載試驗(yàn)結(jié)果、橋梁動(dòng)載試驗(yàn)結(jié)果等內(nèi)容。

2.3 可行性借鑒

某大橋不能滿足城-A 級(jí)，人群荷載3.5kN/m2 的正常使用要求。依據(jù)橋梁實(shí)體檢測結(jié)果中對混凝土強(qiáng)度、橋梁主要尺寸測點(diǎn)、鋼筋保護(hù)層厚度、橋臺(tái)與下塔柱垂直度共對3 個(gè)墩臺(tái)6 個(gè)方向、鋪裝平整度、橋面橫坡、橋面抗滑構(gòu)造深度等進(jìn)行綜合檢測。

由于施工過程中斜拉索內(nèi)力配置的不合理性，改變了原有結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，是該橋病害產(chǎn)生的主要成因。基于此，在獨(dú)塔混合梁斜拉橋承載力檢測與評(píng)定中，外觀檢測、線形測量及索力測試配合靜力效應(yīng)及動(dòng)力性能結(jié)構(gòu)測定。在橋梁結(jié)構(gòu)有序工作狀態(tài)下，對橋面線形、索力差、結(jié)構(gòu)剛度、強(qiáng)度等進(jìn)行規(guī)范要求；橋梁整體動(dòng)力特性良好，承載能力滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

嚴(yán)格《公路橋梁荷載試驗(yàn)規(guī)程》（JTG/T J21-01-2015）《公路橋梁承載能力檢測評(píng)定規(guī)程》（JTG/T J21-2011）、《公路橋梁荷載試驗(yàn)規(guī)程》（JTG/T J21-01-2015）《公路橋梁承載能力檢測評(píng)定規(guī)程》（JTG/T J21-2011）等試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，上塔柱垂直度測量中3 個(gè)上塔柱塔柱與橋塔設(shè)計(jì)中心線相比在縱、橫向均存在偏位；橋面縱向線形不平順，擬合的橋面縱坡為0.4%。試驗(yàn)總的設(shè)計(jì)要求中，通過全面檢查橋梁，對工程數(shù)量進(jìn)行核查、對主要構(gòu)件尺寸、構(gòu)件安裝位置、設(shè)計(jì)文件等進(jìn)行復(fù)核，以確保鋼筋混凝土橋梁結(jié)構(gòu)無遺漏。而實(shí)際的鋼管混凝土獨(dú)塔斜拉橋承載能力檢測及評(píng)估，對進(jìn)一步判斷結(jié)構(gòu)是否滿足設(shè)計(jì)荷載正常使用要求、荷載試驗(yàn)中新的病害存在的可能性及其基本養(yǎng)護(hù)細(xì)則，并從直接程度上確保橋梁發(fā)揮最大效應(yīng)。

運(yùn)用過路車來測出既有鋼筋混凝土橋梁動(dòng)態(tài)參數(shù) ,利用所得振型評(píng)定橋梁承載能力。該方法可以實(shí)現(xiàn)在線評(píng)定 ,簡便易行且有很好的精度 ,利用該方法評(píng)定橋梁可以節(jié)約大量經(jīng)費(fèi) ,為既有橋梁的加固提供可靠數(shù)據(jù)。

2.4 研究綜述

靜動(dòng)載試驗(yàn)測試環(huán)節(jié)，通過對主梁控制截面應(yīng)變、橋面板局部應(yīng)變、主梁撓度、塔頂縱向偏位及塔根應(yīng)變等靜力參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和分析，從直接程度上控制橋梁沖擊系數(shù)、自振頻率和振型等動(dòng)力響應(yīng)參數(shù)，對同類橋梁承載能力分析借鑒意義較大[1]。以在建項(xiàng)目為例，鋼混凝土組合獨(dú)塔部分斜拉橋結(jié)構(gòu)下獨(dú)塔部分斜拉橋，融合空間桿系與實(shí)體有限元分析方法，對結(jié)構(gòu)體系、承載形式、鋼混結(jié)合形式、截面構(gòu)造、拉索錨固等進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力要求，直接程度上提升施工性能，確保施工經(jīng)濟(jì)效益最大化[2]?；诩扔型貙捁こ绦崩瓨蚺c既有主橋組成"姊妹橋"的施工建設(shè)中，著重從地基條件、周邊環(huán)境、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工期等方面加以改進(jìn)[3]。

就實(shí)測應(yīng)力、撓度、動(dòng)力特性與理論計(jì)算值校驗(yàn)后，得出橋梁的剛度和承載能力滿足設(shè)計(jì)要求[4]。應(yīng)用材料力學(xué)理論及Midas 有限元模型，就各受力部件的最大應(yīng)力和最大變形進(jìn)行穩(wěn)定性強(qiáng)度驗(yàn)算[5]。

3 結(jié)語

基于此，封閉橋梁交通；對橋梁進(jìn)行特殊檢查，并采取相應(yīng)的處治措施，對橋梁未來改造具有重要的意義。本研究基于鋼管混凝土獨(dú)塔斜拉橋承載能力檢測及評(píng)估，從實(shí)踐領(lǐng)域提升獨(dú)塔斜拉橋荷載承受力，具有重要的研究價(jià)值，在后續(xù)施工環(huán)節(jié)應(yīng)重點(diǎn)予以關(guān)注。