懸索橋全面檢測及評定

鄭明玉

摘 要：本文以江東大橋為例，根據(jù)相關評定標準及要求，從鋼箱梁、懸索橋主纜及吊索系統(tǒng)、索夾螺栓等項目出發(fā)對大橋進行全面檢測和評定。檢測結果顯示，江東大橋上部結構綜合評分為76.07、下部結構綜合評分為100分、橋面索綜合評分為90.51，橋梁總體技術狀況評定得分為88.53分，主橋總體技術狀況評定為2類，主橋主要部件中鋼箱加勁梁病害問題，大橋具有一定的安全隱患，該橋評定為4類橋梁。

關鍵詞：檢測;評定;江東大橋;技術狀況

江東大橋是溝通余杭、杭州主城、下沙及江東工業(yè)區(qū)的快速通道，西起杭州下沙開發(fā)區(qū)高教2號路，東至蕭山區(qū)江東工業(yè)區(qū)濱江二路。該橋于2005年12月開工建設，并將于2008年12月26日建成通車，大橋全長4.33公里，其中橋梁范圍長3 552.66 m，跨江橋梁2 253 m，兩側引橋1 299.66 m，設計時速為80公里，大橋主橋由空間纜自錨式懸索橋構成，是全亞洲技術最為先進的一座特大型橋梁。

1 橋梁全面檢測內容

根據(jù)公路橋梁技術狀況評定標準，對懸索橋全面檢測的內容主要包括鋼箱梁檢測、懸索橋主纜及吊索系統(tǒng)檢查和索夾螺栓檢查三大項目，具體內容如下：

1.1 鋼箱梁檢測

鋼箱梁檢測主要包括鋼箱梁涂裝劣化、鋼材腐蝕缺陷、鋼板變形或者局部損傷、螺栓、焊縫等。

鋼箱梁涂裝劣化：涂裝劣化是鋼箱梁中鋼材開始腐蝕的前兆，檢查鋼結構橋梁構件的油漆涂層是否完好，查看有沒有起皮、剝落或銹斑等。特別注意易積塵、積水和不透風的地方有沒有出現(xiàn)銹蝕。若出現(xiàn)銹蝕較為嚴重的部位，則需測量實際剩余的結構件或鋼板厚度，考慮斷面尺寸減小對構件的影響。該項目檢測主要以目測為主，用測厚針或卡尺檢測涂層厚度，用0.75 kg～1 kg榔頭輕擊涂層其強度和空鼓現(xiàn)象，用1 m直尺檢測涂層平直度，并輔以數(shù)碼相機記錄。

鋼材腐蝕缺陷：鋼箱梁中鋼材腐蝕將引起其截面削弱，并產生病坑、缺陷及裂縫，導致鋼箱梁壽命降低甚至斷裂。檢查鋼構件有沒有穿孔、裂紋、硬彎、硬傷、歪扭、材料的夾層及爆皮等缺陷。特別注意承受反復應力或受到拉力作用的桿件與節(jié)點板連接處或桿件接頭處、結構件損傷造成的橫斷面減小或引起的應力集中處、縱梁和橫梁的連接用角鋼、無蓋板的縱梁上翼緣角鋼、主梁間的縱向聯(lián)結系的連接處、單剪鉚釘處;焊縫的端部及附近的基材、U形肋與橫隔板焊縫連接處等部位有沒有疲勞裂紋產生。

鋼板扭曲變形和局部損傷：檢查鋼板是否扭曲變形、局部損傷，包括頂板、橫隔板上部與頂板及U肋連接區(qū)域、鋼橫梁與鋼主梁相接區(qū)域、鋼桁架腹桿等受壓構件。

螺栓：檢查螺栓有無松動、脫落或斷裂，節(jié)點是否滑動、錯裂。

焊縫：檢查的部位包括鋼主梁環(huán)焊縫、鋼橫梁環(huán)焊縫、U肋嵌補段、U肋與頂?shù)装?、U肋與橫隔板焊縫、吊索錨箱、鋼錨碇、鋼桁架節(jié)點等關鍵受力部位的焊縫。

工地焊縫檢測主要采用磁粉檢測法及超聲波檢測法。

1.2 懸索橋主纜及吊索系統(tǒng)檢查

懸索橋的懸吊系統(tǒng)由2根主纜和若干根吊索組成。主纜則由多股平行鋼絲束組成，兩端配有專用錨具。主纜的防護工程主要包括纏絲、密封、油漆等。懸吊系統(tǒng)還包括主索鞍、散索鞍、錨桿、錨梁以及吊索錨板、索夾、吊索夾具等鑄件。

本次檢測結合江東大橋特點，懸吊系統(tǒng)主要的檢測內容主要包括：

主纜系統(tǒng)檢查纏絲的油漆，若發(fā)現(xiàn)漆膜損壞（如開裂、碎片）或分層剝落，應予清洗后重新油漆。若纏絲斷裂并散開，則應首先察看主纜有無銹蝕，待清洗除銹完畢后，再重新纏繞，且須在重新纏繞的絲上再涂油漆。確保主纜防護層完好，避免水分滲入。

檢查錨室內除濕和照明設施是否正常運轉和完好。應檢查錨室內有無滲水或積水。

塔頂主鞍座應經(jīng)常清掃，防止塵土雜物甚至飛鳥誤入筑巢和蓄水致銹。如發(fā)現(xiàn)銹蝕則應除銹，并重新涂刷防銹漆。主鞍座上夾緊主纜的螺桿、螺帽如有松動、應及時擰緊，以防止主纜與主鞍座發(fā)生相對位移。緊固鞍座的螺栓、螺帽如有松動亦應予擰緊，如有銹蝕，則應除銹后重新涂刷防銹漆。應經(jīng)常清洗散索鞍座，如發(fā)現(xiàn)銹蝕應及時除銹，涂刷防銹漆和防銹保護膏。

通過目測、高倍望遠鏡方法檢測吊索外觀情況，采用索力動測儀對吊索索力進行測量。

1.3 索夾螺栓檢查

檢查索夾與主纜之間有無滑移，填充物是否完好，索夾的泄水孔是否暢通。

檢查索夾是否有裂紋或損壞。

檢查索夾高強螺栓預緊力是否達到設計要求。

通過目測方法檢測索夾外觀情況，采用超速測定法對鋼結構高強度螺栓進行檢測，并輔以數(shù)碼相機記錄。

2 橋梁全面檢測結果及評定

2.1 鋼箱梁外觀檢查結果

鋼箱梁采用正交異性橋面板，為分體式扁平雙箱梁截面形式。根據(jù)現(xiàn)場結果檢查發(fā)現(xiàn)，鋼箱梁病害主要有：頂板U形肋對接焊縫段部分焊縫裂縫、氣孔，頂板U形肋與橫隔板部分角焊縫裂縫，倉室頂板、底板、涂裝局部起皮、裂縫。初步統(tǒng)計頂板U形肋對接焊縫整橋約12 128條、頂板U形肋與橫隔板角焊縫整橋69 600條，病害詳見病害匯總表如表1。

2.2 鋼箱梁無損檢測結果

本次對鋼箱梁超聲波檢測的焊縫進行檢測，檢測是在工地現(xiàn)場進行，檢測的U形肋對接焊縫，焊縫缺陷中包含（裂紋、密集性氣孔）。

本橋4個鋼箱梁，每個鋼箱梁全長426 m，順橋向分3個倉室，橫橋向分145個倉室，圖中，U形肋焊縫一個斷面30條焊縫（倉室A為8條、倉室B為13條、倉室C為9條）一個對接段總共60條焊縫。

2.3 懸索橋主纜檢查結果

經(jīng)現(xiàn)場檢查，懸索橋主纜現(xiàn)狀良好，主纜錨室內部散索股鋼絲表面的鍍鋅層良好，個別錨頭輕微銹蝕，錨室內除濕系統(tǒng)運轉正常。

2.4 懸索橋吊索系統(tǒng)檢查

經(jīng)現(xiàn)場檢查，吊索、吊索上錨頭局部油漆剝落，且吊索下錨頭密封橡膠老化、破損，因吊索下錨頭密封橡膠老化、破損、擠壓，造成吊索在下錨頭處發(fā)出響聲，吊索病害匯總表如下：

2.5 懸索橋吊索索力檢查結果

測量索力采用了JM8542型索力動測儀，使用該儀器測量體外索的自振頻率。將傳感器固定于體外索跨中，測得各索的微動信號，用頻譜分析法確定纜索的一階頻率，通過相關公式計算體外索索力。通過實測索力與索力設計值進行對比可以看出：一是此次索力實測值與設計值相比，偏差范圍在5%～9%之間;二是索力值索力偏差較大的索集中在跨中短吊索。

綜合上述分析認為;與設計值相比，索力值的變化不很明顯;索力變化主要由于結構受力體系的漸變造成，屬于正?，F(xiàn)象。

2.6 懸索橋索夾檢查結果

經(jīng)現(xiàn)場檢查，索夾部分外殼局部破損，索夾表面局部臟污，其余現(xiàn)狀良好。

2.7 懸索橋索夾螺栓緊固力檢查結果

對現(xiàn)場索夾螺栓緊固力進行抽查檢測，經(jīng)現(xiàn)場測得索夾緊固力，從測試結果及其對比分析可以看出：此次索夾緊固力實測值與設計值相比，偏差范圍在-5%左右，均小于設計值。

江東大橋已運營多年，實測索夾螺栓緊固力存在5%左右損失，屬于正常范圍以內。

3 結論

依據(jù)橋梁技術狀況等級評定標準，先對橋梁各構件進行評定，然后對橋梁各部件進行評定，再對橋面系、上部結構和下部結構分別進行評定，后進行橋梁總體技術狀況評定。江東大橋上部結構綜合評分為76.07，為3類;下部結構綜合評分為100分，為1類;橋面索綜合評分為90.51，為2類;橋梁總體技術狀況評定得分為88.53分，為2類。

根據(jù)橋梁檢測結果和該橋梁的使用情況，及相關規(guī)定，該橋總體技術狀況評分在80≤Dr<95之間，主橋總體技術狀況評定為2類。

鑒于本橋主橋主要部件中鋼箱加勁梁病害較嚴重，被評為4類構件，具有一定的安全隱患，依據(jù)評定標準，按橋梁重要部件差的缺損狀況評定，該橋評定為4類橋梁。

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