浅谈斜拉桥桥梁检测与评估技术

赵东升

摘  要：斜拉桥因其特殊的结构形式及强大的跨越能力，在我国道路桥梁施工中得到了广泛应用。随着桥梁使用年限的不断增加，在多种因素作用下大量桥梁产生了结构性损伤，定期全面检测桥梁使用状况，成了当前了解桥梁使用情况的重要手段。为此，该文依托平顶山市湛河特殊结构大桥，从多角度分析了斜拉桥检测方法、流程等内容，并结合多年工作经验，提出了自己的见解，以期为此类工程养护提供借鉴与参考。

关键词：桥梁检查;特殊检测;检测实例

中图分类号：U446              文献标志码：A

1 桥梁检测分类和方法

1.1 桥梁经常性检查

经常性检查是由养护单位组织进行，应对结构变异、桥及桥区施工作业情况和桥面系、限载标识、交通标识及其他附属设施等状况进行日常巡检。经常性检查应由专职桥梁养护人员或专业技术人员负责。经常性检查也叫一般检查，以目测为主，配合简单工具量测，每月至少进行一次，要当场填写城市桥梁经常性检查记录表， 登记所检查城市桥梁的缺損类型、估计范围和养护工作量， 提出相应的小修保养措施。经常性检查记录应定期整理归档，并提出评价意见。巡查过程中发现设施明显损坏，影响车辆和行人安全，应及时采取相应维护措施， 并应立即向上级主管部门报告。经常性检查的目的是检查从外表可见的病害和缺陷等，为桥梁养护维修提供依据。

1.2 桥梁定期检查

桥梁定期检测一般分为2类，即常规与结构定期检测。其一，常规定期检测次数为1次/年，特殊情况下，需根据桥梁运行状况适当增加定期检测次数。其二，结构定期检测是指在指定时间段内，根据桥梁养护级别、类型进行检测。开展桥梁定期检测的目的在于及早发现桥梁的主体结构及其附属结构物的缺损状况，并保证他们经常处于良好状态。

1.3 桥梁特殊检查

特殊检测是由相应的专业单位的专业人员，采用专门的技术手段，并辅以现场和实验室测试等特殊手段对城市桥梁进行详细检测和综合分析，对结构材料缺损状况做出诊断，评定桥梁继续使用的安全性，提出结构及局部维修、加固或改造的建议方案，提出维护管理措施，根据诊断的构件材料质量状况及其在结构中的实际功能，用计算分析方法评估结构承载力，当计算分析不满足或难以确定时，用静力荷载实验鉴定结构承载力，用动力荷载实验测定结构力学性能参数和振动参数。

2 斜拉桥检测实例

根据建设部《城市桥梁检测和养护维修管理办法》规定、城市桥梁养护规范和有关桥梁检测评估技术标准要求，结合我市实际情况，该次对平顶山市开发路湛河桥（斜拉桥）进行安全评估现场检测，分析桥梁主要承重构件体系存在的安全隐患，并详细地分析了结构材料检测和桥梁荷载试验，为桥梁承载能力评定提供科学依据。

2.1 工程概况

开发路湛河桥（斜拉桥）全长205.72 m，主桥面宽度30 m，跨径组合20 m+20 m+88 m+72 m。上部结构引桥为2 m×20 m预应力空心板，该主桥梁为88 m+72 m单塔单索面预应力混凝土斜拉桥，主梁为现浇单箱三室悬臂端梁，采用预应力结构，设有纵横竖三向预应力。纵横向预应力筋为钢绞线，竖向预应力筋为精轧螺纹钢筋，布置在横隔板内，拉索采用双排锁，主塔两侧对称9对，最大索力400 kN左右，主塔下部采用钢筋混凝土双墙薄壁墩，基础采用钻孔灌注桩。

2.2 外观检查

2.2.1 桥面系检查

第一跨东半幅存在大面积磨损、露骨，2#伸缩缝北存在坑槽，第三跨北存在纵向裂缝，长约12 m，第三跨多处存在漏筋锈蚀，面积3m2;人行道砖多处存在破损缺失;伸缩缝杂物堵塞需要清理。

2.2.2 上部承重构检查

梁板底部混凝土存在混凝土脱落露筋及裂缝现象，引桥梁板间铰缝混凝土渗水碱蚀;拉索外护套收缩变位;主桥箱体内锚固端锚垫板、防护罩存在锈蚀现象。

2.2.3 下部结构检查

多处盖梁漏筋、渗水碱蚀，2#挡块裂缝，4#盖梁有一处竖向裂缝。

2.3 桥梁外观综合评定

采用《城市桥梁养护技术规范》（CJJ99—2003）中的桥梁技术评定方法对该桥外观进行评定，平顶山市开发路湛河桥Ⅰ类养护的城市桥梁（特大桥或特殊结构的桥梁），其完好状态为合格级——桥梁结构完好或结构构件有损伤，但不影响结构安全。应进行保养、小修。

2.4 桥梁结构材料检测

2.4.1 回弹法测试混凝土强度

混凝土强度采用回弹法检测，用试剂混凝土碳化深度测试仪测试混凝土碳化深度，对该桥的空心板、箱梁、盖梁、桥墩、索塔构件强度进行检测。检测结果见表1。

2.4.2 钢筋锈蚀检测

对桥梁钢筋混凝土结构钢筋锈蚀状态采用半电池电位试验方法检测，该方法通过测定钢筋、混凝土与在混凝土表面上参考电极之间连成的系统所反应的电位差来判断钢筋发生锈蚀的概率。

测试结果见表2。抽取该桥梁2片空心板、1片箱梁、1个索塔、1片盖梁、2个桥墩，各构件布置一个测区，每个测区检测20个点。具体按照《公路桥梁承载能力检测评定规程》，检测结果表明各节点间的电位差均在0～-200 mV，可见以上构件钢筋没有发生锈蚀现象。

2.4.3 砼保护层厚度检测

该次检测采用钢筋位置测定仪确定钢筋保护层厚度。空心板保护层厚度平均值为43 mm～45 mm;箱梁保护层厚度平均值为48 mm;盖梁保护层厚度平均值为36 mm～40 mm;索塔保护层厚度平均值为44 mm;桥墩保护层厚度平均值为55 mm～58 mm。由抽检结果评定得出混凝土保护层厚度对钢筋耐久性影响的评定标度为1。

2.4.4 混凝土氯离子含量

混凝土中的氯离子可诱发并加速钢筋锈蚀，测量混凝土中氯离子含量可间接评判钢筋锈蚀活化的可能性。混凝土中氯离子含量越高，钢筋发生锈蚀的可能性越大。具体按照《公路桥梁承载能力检测评定规程》，检测结果表明混凝土结构氯离子含量评定标度1级，诱发钢筋锈蚀的可能性很小。

2.4.5 拉索索力

拉索索力直接反应结构桥梁持久状况下的内力状态，是评价桥梁承载能力的重要指标，桥梁吊索索力采用振动法进行测量。测试结果表明，拉索索力均在±10%范围内，满足规范要求。

2.5 桥梁荷载试验

2.5.1 靜载试验

试验工况和加载车辆。根据该桥设计图纸，该次荷载试验采用8辆重约35 t的三轴载重汽车加载模拟荷载汽-超20级、挂-120。试验工况和试验效率系数按照对称加载工况和偏载加载工况进行荷载加载，得到各控制试验荷载内力，各控制截面荷载试验产生的效应与设计荷载产生的效应比值，计试验荷载效率系数，见表3。

应变测试结果及分析。由以上应变数据可见，各个应变测点的效验系数分布在0.66～0.94，校验系数均小于1，满足《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T J21—2011）规范要求，说明该桥的结构强度满足要求。从应变实测值与理论值结果可以看出，主要控制截面残余变位不大于20%要求，结构满足弹性工作状态要求。

2.5.2 动载试验

桥梁结构在动力荷载作用下将产生震动，桥梁的振动问题影响因素相当复杂。桥梁的动载试验是检验桥梁的动力特性，并据此对桥梁承载力状况和运营状况进行判断的重要手段。

该桥动力特性测试选择第3、4跨作为实验跨，分别在桥的L/4、L/2、3L/4位置处布置3个竖向加速度测点进行模态测试（脉动实验），经模态分析和计算得到自振频率、阻尼比、振型、动力冲击系数等，分析结果见表4。

3、4跨 计算值 测试值 0.039 0.0401.287 1.367

通过利用放置在试验孔桥面上的速度传感器测得桥梁天然脉动信号时域曲线，对采集到的时间历程图波形进行分析得到，该桥1阶竖向自振频率测试值大于计算值表明实际结构的整体性良好。结构的实测阻尼比0.039，实测阻尼比介于桥梁常见阻尼比范围内，这说明桥跨结构的截面设计及质量分布较为合理，结构具有良好的振动特性能。

通过对该桥检测可以看出，桥梁状况状态等级为合格级，局部有损坏但不影响桥梁安全;该桥桥梁承载能力能够满足汽-超20、挂-120荷载等级正常使用要求。针对出现的各种病害，做出以下建议：一是桥面铺装进行加固维修，人行道缺失彩砖进行修复及伸缩缝进行更换及维修;二是对斜拉索锚具进行养护，做好防腐措施，钢护筒变位及锈蚀部位进行修复;三是对箱梁、盖梁、立柱破损、裂缝、钢筋锈蚀进行修复。

3 结语

综上所述，随着社会经济的快速发展，我国交通运输事业也取得了极大的成绩。桥梁工程作为公路工程建设的重点，做好桥梁检测及评估工作意义重大。该文通过对斜拉桥桥梁养护和检测，并在桥梁养护和检测实践中获得了一些新知识，基于此，必须不断提升斜拉桥检测技术水平，从而保证工程建设整体质量，推进我国公路建设事业持续、健康发展。

参考文献

[1]刘自明， 陈开利.桥梁工程检测手册[M].北京：人民交通出版社， 2002.