斜拉橋技術狀況檢測與評定

黃新明 許 亮 賴敏芝

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

根據公路橋涵養護規范（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，應對即有橋梁進行定期檢查，為了規范公路橋梁養護質量檢測評價標準，交通部出臺了《公路橋梁技術狀況評定標準》（JTG／T H21-2011）規范，主要是通過全面描述橋梁各部件的缺陷，評價橋梁技術狀況，監理健全橋梁技術檔案，提供進行橋梁養護、維修和加固的決策依據，使橋梁長期處于良好的工作狀態。本文以某斜拉橋為背景，開展斜拉索系統的專項檢查和全橋外觀檢查，采用《公路橋梁技術狀況評定標準》（JTG／T H21-2011）對橋梁的狀況進行評價，以期達到全面了解該橋實際狀況的目的。

1 工程概況

某斜拉橋全長598.2m，主跨為414m 的地錨式預應力混凝土，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，在橋梁跨度中心設置一個可縱向滑移的接頭，使其能抗剪、抗彎扭，在跨中設置伸縮縫。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 技術狀況檢測

2.1 斜拉索系統

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護套發現了損傷。其中可見鋼絲、破損嚴重的有9 根。斜拉索PE 護套開倉檢查發現開倉后有水流出，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，部分構件銹蝕范圍很大。

Ⅴ級：嚴重。各部位均有大范圍的銹蝕。

根據現場檢查結果，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PE 護套及錨頭檢查結果，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。檢查發現大部分將軍帽與斜拉索封口處出現開口，有的兩片接縫亦出現開口，將軍帽已失去防水效果。部分將軍帽內側均銹蝕嚴重，預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，檢查發現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護套檢查發現，纏包帶表面有水珠，同時內部有水汽存在，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，檢測結果表明無異常，未見超標缺陷。靜載試驗結果表明試驗索滿足GB／T18365—200l《斜拉橋熱擠聚乙烯高強鋼絲拉索技術條件》靜載試驗中靜載破斷索力應不小于拉索公稱破斷索力95%的要求。鋼絲銹蝕檢查表明發生輕銹根數占鋼絲總根數的12.8%，發生中銹根數占鋼絲總根數的24.6%，發生重銹根數占鋼絲總根數的62.6%。

S8斜拉索表面PE 的氧化誘導期比新鮮的國產天水高密度聚乙烯護套料的氧化誘導期分別下降了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，內箱室被加勁橫梁分割成62 個節段，主梁箱室主要病害表現為：

（1）箱內頂板縱、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段內縱向通長，部分裂縫斷斷續續；橫向裂縫多位于中間施工節段內，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）邊室內腋角縱向裂縫：左右邊室頂板倒角處普遍出現縱向裂縫，該類裂縫在節段內每個施工節段均有分布，裂縫長度無規律，部分裂縫斷斷續續，部分節段內通長，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橫向裂縫，該裂縫較窄，縫寬約0.04～0.06mm 左右。

（4）箱內混凝土缺陷主要表現在節段接縫處頂板多處出現砼剝落、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，部分接縫處出現白色流膏等堿集料反應。

2.2.2 索塔

索塔橫梁內頂面已粘貼碳纖維布進行加固，現狀基本正常；索塔內各施工接縫處已涂刷環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置四氟滑板式支座，檢查發現有4個支座底部局部出現脫空（未完全接觸），1 個支座底部出現變形，其余正常。

2.3 下部結構及橋面系外觀檢查

經檢查，下部結構無明顯影響結構的病害；瀝青鋪裝層局部出現擁包現象，累計面積約20m2；橋頭處橋面鋪裝出現多條橫向通長開裂。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 橋梁技術狀況評定

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

圖4 橋梁技術狀況評定指標

表1 橋梁技術狀況分類界限表

表2 橋梁綜合技術狀況評定表

4 結 語

從以上的橋梁技術狀況評定和荷載靜動載試驗中可以得出如下結論：

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

（2）鑒于全橋的短索預埋管內可能都是滿筒積水，錨具完全浸泡在水中，該處鋼絲發生銹蝕的可能性非常大。建議立即采取可靠措施，排干預埋管內積水，并重新做密封，徹底阻斷從梁上將軍帽以及預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構評定（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，公路橋涵養護規范［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.面向養護策略的大跨度斜拉橋技術狀態評估方法研究［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狀況檢測與評定［J］.建筑科學與工程學報.2011（3）：34-39