淺談檢測斜拉橋結(jié)構(gòu)橋梁的主要內(nèi)容及方法

王文軍

（山西省朔州路橋建設有限責任公司，山西 朔州 036000）

1 檢測意義

斜拉橋是組合受力結(jié)構(gòu)，斜拉索是其主要受力結(jié)構(gòu)之一，廣義上其應為體外預應力體系，受力性質(zhì)和連續(xù)梁有本質(zhì)不同。矮塔斜拉橋介于斜拉橋和連續(xù)梁之間，其主要特點為：主塔較低、每根斜拉索分別通過主塔頂部索鞍錨固在主梁兩端，施工過程中一般不進行調(diào)索。

隨著斜拉橋設計理論、計算手段的提高，以及結(jié)構(gòu)風動穩(wěn)定驗證、施工控制等的應用，近年來，斜拉橋這種結(jié)構(gòu)形式在國內(nèi)外得到迅速發(fā)展，在斜拉橋設計、施工、使用過程中，盡管設計、施工、使用者對斜拉索采取了各種防腐、減隔振方法，但由于方法、工藝、材料等不合理，使得斜拉索腐蝕退化和振動疲勞衰減已經(jīng)成為制約斜拉橋使用壽命的關(guān)鍵因素，如著名的MaraCaibo橋和Kohlbrand Estuary橋，前者在使用16年時換索，耗資5 000萬美元，換索工期達2年，后者在運營3年就更換全部拉索，耗資6 000萬美元，為原造價的4倍，最近幾年，國內(nèi)由于斜拉索腐蝕等原因進行的斜拉橋換索事例也時有報道。

國內(nèi)也有多座斜拉橋在施工時間不到設計年限而出現(xiàn)病害而不得不進行維修的，如濟南黃河大橋、廣州海印橋、云南三達地大橋等等，其主要病害是斜拉索端部腐蝕、出現(xiàn)斷絲、斜拉索防護破損、出現(xiàn)鼓脹，主梁開裂超限、橋面破損嚴重。

2 檢測內(nèi)容及方法

矮塔斜拉橋結(jié)構(gòu)形式、受力特點有其特殊性，對其進行檢測應結(jié)合其自身特點進行。

2.1 橋面標高測量

橋面標高變化是其受力現(xiàn)狀的總體反應，結(jié)合斜拉橋斜拉索布置情況及結(jié)構(gòu)特點，可選擇支點、跨中、1/4、1/8等截面，分別測試橋梁中線、上、下游對應點橋面高程，并和設計（竣工）資料對比。

橋面高程測量方法：①將控制點高程引致橋面；②采用水準儀、全站儀將邊跨支點、邊跨3/4、跨中、1/4跨、支點、1/4跨、中跨跨中、3/4跨兩側(cè)緊貼防撞護欄邊緣高程、坐標測出；③根據(jù)測量結(jié)果，整理得到橋面的高程及線形，并和設計（竣工）圖比較，得出上部結(jié)構(gòu)空間位置變化；④高程測量利用一臺NA2水準儀進行二等水準測量；坐標測量采用徠卡TOPOCON全站儀。

2.2 主塔傾斜度測量

主塔傾斜度檢查方法：①在每個主塔周圍搭設鋼管支架，用于人員的上、下；搭設的支架不得妨礙行車安全；②在塔頂景觀段以下50 cm、塔底，量取主塔順橋、橫橋向截面中心，在塔頂中心位置掛設垂球，量取塔底中心處垂球偏離位置，得到主塔橫橋向、順橋向傾斜程度；③在采用垂球檢測主塔傾斜度的同時，在塔頂順橋、橫向中心，分別布置反射鏡片，利用全站儀測得該點的坐標，并和設計對比。

2.3 斜拉索索力測量

在施工過程中，要求每根斜拉索兩端拉力誤差不得超過±3%，兩根對應拉索索力誤差也不能超限，由于矮塔斜拉橋構(gòu)造的特殊性，在使用過程中，如果施工過程塔頂灌漿質(zhì)量出現(xiàn)問題，可能會引起主塔的傾斜及兩端拉索索力的變化，因此，應對每根斜拉索索力進行檢查。

索力檢測采用環(huán)境擊振的索力動測儀。索力檢測方法：①將梯子安放在兩排斜拉索中間，以便測試人員安放動測儀探頭；②將索力動測儀探頭直接綁在索導管外套鋼管以上及白色PVC管上；③在無車時利用環(huán)境隨機擊振測得每根斜拉索的索力；④探頭布置位置；⑤索導管檢查。

在施工過程中，由于索導管安裝位置差異、后期張拉斜拉索、縱向預應力鋼筋影響及后期混凝土收縮、徐變影響，都有可能引起索導管位置差異，使減震器受力不勻，斜拉索可能一側(cè)緊貼索導管，引起斜拉索局部受剪，造成斜拉索兩向受力，可能引起鋼絲斷裂，拉索索力變化。

考慮安裝實際情況，索導管檢查可采用抽查方式，每個主塔兩端各選擇4根進行檢查。

索導管檢查方法：①將麻繩綁在斜拉索鋼套管以上及鋼套管上，將倒鏈連接兩端麻繩，將外套鋼管向上提起，使其與套環(huán)脫離；②輕輕向上敲擊卡環(huán)，使卡環(huán)與索導管脫離，檢查減震器使用情況，同時肉眼檢查索導管內(nèi)油脂填充情況、存水情況；③檢查完畢后，將卡環(huán)重新安放好，將外套鋼管落回到原來位置。

2.4 錨頭、端部鋼束銹蝕情況索導管檢查

錨頭及鋼絞線端部應用防護罩覆蓋，并用油脂填充，以防其銹蝕。

錨頭端部鋼束銹蝕情況采用抽查方式，每個主塔兩端各不少于6根。

檢查方法：①從進人孔進入箱梁內(nèi)部；②打開斜拉索錨具后面防護罩；③檢查防護罩內(nèi)油脂填充情況、鋼絲是否銹蝕；④檢查完畢后，將防護罩中心安裝好。

2.5 檢查拉索是否存在鼓脹現(xiàn)象錨頭、端部鋼束銹蝕情況索導管檢查

在檢查索導管時，檢查拉索PE防護層是否存在鼓脹情況。

2.6 主梁裂縫檢查

檢查主梁跨中下部、支點上部是否存在裂縫，如存在裂縫，觀測裂縫寬度及分布，裂縫寬度檢測采用裂縫寬度測試儀。

2.7 縱向鋼筋錨固區(qū)、斜拉索錨固區(qū)裂縫檢查

檢查主梁縱向錨固區(qū)、斜拉索錨固區(qū)是否存在裂縫。

2.8 支座檢查

（1）由于斜拉橋采用塔梁固結(jié)、墩梁分離的結(jié)構(gòu)形式，在橋墩處設置有支座，應檢查支座組件是否完好、脫空、錯位等現(xiàn)象。

（2）肉眼檢查支撐墊石是否出現(xiàn)裂縫。

（3）肉眼檢查橡膠支座是否老化、開裂。

（4）肉眼檢查四氟乙烯板是否完好。

（5）檢查盆式橡膠支座固定螺栓是否剪斷、螺母是否松動、鋼盆外露部分是否生銹、防塵罩是否完好等。

2.9 結(jié)構(gòu)振動特性測試

結(jié)構(gòu)損傷對結(jié)構(gòu)振動性能有直接影響，在汾河橋檢測中，可利用過車隨機測試結(jié)構(gòu)自振頻率、沖擊系數(shù)、結(jié)構(gòu)阻尼特性，自振頻率測試結(jié)果可和理論分析結(jié)果進行對比，從而對結(jié)構(gòu)進行評價。

結(jié)構(gòu)振動測試采用941拾振器，拾振器分別布置在主跨跨中、邊跨跨中的橋面上，不需任何處理，在隨機過車時進行數(shù)據(jù)的采集，對數(shù)據(jù)分析后得到自振頻率、沖擊系數(shù)及結(jié)構(gòu)阻尼特性。

隨著新技術(shù)、新材料的不斷采用，傳統(tǒng)的養(yǎng)護方法已經(jīng)顯得過于落后，采用新型的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測方法對保證大跨結(jié)構(gòu)的使用安全顯得越來越重要。

適時監(jiān)控拉索索力變化，掌握拉索受力狀態(tài)，對結(jié)構(gòu)安全使用十分必要。目前，國內(nèi)對大跨橋梁使用過程實時監(jiān)測越來越重視，一些橋梁在建設的同時，即安裝有索力測試壓磁傳感器，以實現(xiàn)大橋安全的遠程集中實時監(jiān)控，這種遠程集中實時監(jiān)控技術(shù)在大跨橋梁——尤其是大跨斜拉橋斜拉索的使用中應該得到國內(nèi)橋梁界的重視。

限于條件沒有安裝遠程集中實時監(jiān)控儀器的橋梁結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)使用過程中，也不應只進行外觀檢測，可采取定時觀測橋面標高、拉索索力等簡單易行的措施，適時監(jiān)控結(jié)構(gòu)受力性能，以確保結(jié)構(gòu)的使用安全。

因此，在斜拉橋日常運營過程中，應采取可靠方法，加強檢測、監(jiān)測工作，建立健康檔案，以保證安全運營，并為可能出現(xiàn)的病害及時掌握、處理。

3 結(jié)束語

隨著新技術(shù)、新材料的不斷采用，檢測斜拉橋結(jié)構(gòu)橋梁的傳統(tǒng)方法已顯得過于落后，采用新型的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測方法對保證大跨結(jié)構(gòu)的使用安全顯得越來越重要。