城市快速路橋梁定期檢測研究

摘要 城市快速路橋梁作為通行的重要組成部分之一，為了確保其安全運營，需對橋梁進行定期檢測，以便及時發現并處理橋梁病害。文章以某橋梁為例，首先通過外觀檢查和索力測量的方法對橋面系、上部結構（梁式橋）、上部結構（拱式橋）、下部結構、支座、其他附屬設施進行了檢測，然后通過檢查橋梁的缺陷和損傷判斷其產生的原因，得出橋梁完好狀態等級評定為合格級、全橋吊桿索力處于穩定狀態的結論，最后根據橋梁的缺損情況對各類病害提出了針對性建議。

關鍵詞 城市快速路；橋梁；定期檢測；病害；建議

中圖分類號 U455 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）22-0144-03

0 引言

城市快速路橋梁作為城市的主要紐帶，其健康狀況對于確保人民群眾的安全出行至關重要[1]。然而，不可避免的老化問題及其他各類因素，使得橋梁可能存在各種未知的潛在危險，而這些危險的存在嚴重影響了橋梁及整個交通系統的安全運行[2-3]。因此，快速路橋梁的定期檢測變得至關重要，其不僅能確保橋梁的結構完實，還能避免由于橋梁狀況不良而導致的安全事故[4-5]。在這個背景下，該文通過外觀檢查和索力測量的方法進行橋梁結構的檢測，判斷缺陷及損傷產生的原因，綜合評判檢測結果并給出建議，以實現提高橋梁安全性的最終目標。

1 工程概況

1.1 橋梁概況

橋梁總長1 205 m，引道總長180 m，屬于特大橋。橋梁橫向布置為雙向六車道的分離式雙幅橋，橋梁孔跨布置：主橋為一聯（70+135+160+135+70）m的V形剛構-連續組合梁，北引橋為10孔30 m的預應力混凝土簡支T形梁，南引橋為4×40 m+5×35 m的預應力混凝土簡支T形梁，北側引道長93 m，南側引道長87 m。下部構造：主橋的10號、15號墩為簡支梁與組合梁邊跨的過渡墩，均采用雙柱式橋墩，墩頂設蓋梁；11號、14號墩為連續梁橋墩采用鋼筋混凝土板式墩，12號、13號墩為V形支撐，承臺15號墩采用工字形，11號、12號、13號、14號均采用矩形；引橋的橋臺采用一字式橋臺，橋墩采用雙柱式橋墩，上設蓋梁，基礎均為鉆孔灌注樁基礎。橋面鋪裝采用瀝青混凝土，主橋采用GPZ系列盆式支座，引橋采用GJZ、GJZF4系列板式橡膠支座。橋面設人行道部分總寬為32 m，不設人行道部分總寬為28 m。橋梁結構型式信息如表1所示，橋梁結構型式信息一覽表如表2所示。

1.2 歷史檢測及維修加固情況

（1）2020年，廣州市市維檢測有限公司對該橋進行了定期檢測，根據《城市橋梁養護技術標準》（CJJ 99—2017）的評定方法，該橋主橋技術狀況評定為合格級，處于合格狀態；左幅引橋的技術等級評分為79.3分，評定等級為C級；右幅引橋的技術等級評分為79.7分，評定等級為C級。

（2）2021年，廣州交投工程檢測有限公司對該橋進行了定期檢測，根據《城市橋梁養護技術標準》（CJJ 99—2017）的評定方法，該橋左幅主橋的技術等級評分為75.9分，評定等級為C級；左幅北引橋的技術等級評分為87.7分，評定等級為B級；右幅南引橋的技術等級評分為84.3分，評定等級為B級；右幅主橋的技術等級評分為77.7分，評定等級為C級；右幅北引橋的技術等級評分為86.7分，評定等級為B級；右幅南引橋的技術等級評分為85.3分，評定等級為B級。

（3）2022年，廣州交投工程檢測有限公司對該橋進行了定期檢測，根據《城市橋梁養護技術標準》（CJJ 99—2017）的評定方法，該橋左幅主橋的技術等級評分為77.5分，評定等級為C級；左幅北引橋的技術等級評分為88.3分，評定等級為B級；右幅南引橋的技術等級評分為84.0分，評定等級為B級；右幅主橋的技術等級評分為77.7分，評定等級為C級；右幅北引橋的技術等級評分為88.17分，評定等級為B級；右幅南引橋的技術等級評分為87.8分，評定等級為B級。

（4）2023年，管養單位對北引橋上下部結構裂縫及混凝土缺損進行了修補，北引橋L0#、L1#、R5#～R7#、L10#、R10#墩頂支座已更換；主橋箱梁箱外裂縫和混凝土缺損部分已修補，箱內裂縫均已修補，L10#、R10#墩柱裂縫均已修補、涂裝，L10#、R10#墩頂盆式支座已更換；南引橋L23#墩頂支座已更換，R24#跨T梁翼板裂縫均已修補。

1.3 檢測目的

（1）通過對橋梁缺陷和損傷的檢查，查明缺陷和損傷的部位、性質和嚴重程度，初步判斷缺陷及損傷產生的原因。

（2）根據橋梁的缺損情況，對橋梁的技術狀況等級進行評定，并針對各類病害提出處治建議。

2 橋梁檢測內容與方法

2.1 橋梁檢測內容

根據大橋現狀情況，此次主要對橋面系、上部結構（梁式橋）、上部結構（拱式橋）、下部結構、支座、其他附屬設施進行檢測。

2.2 橋梁檢測方法

外觀檢查方法以人工目測為主，以臨時支架為平臺，采用激光測距儀、裂縫觀測儀、鋼卷尺等儀器設備對各部位進行近距離檢查，檢查部位的缺陷，如混凝土構件的裂縫、碎裂、剝落、層離、蜂窩、空洞、環境侵蝕和鋼筋銹蝕等病害，確定病害的位置和尺寸，并在病害處用粉筆或噴漆進行標記并做記錄描述及拍照。

索力測量采用隨機振動測量方法進行。吊桿及系桿在環境激勵下引起振動，通過加速度傳感器拾取索的振動信號，利用專用軟件進行頻譜分析后求得索的各階振動頻率，然后利用弦振動理論和索力與頻率之間的關系進行索力計算，最終得到實測索力。

3 橋梁檢測結果分析

3.1 主橋

（1）主跨拱肋箱外部分鋼構件涂層劣化，箱內部分鋼結構表面輕微銹蝕。新光大橋長期處在高溫、高濕的自然環境，陽光暴曬、雨水侵蝕等均會造成涂層的劣化，出現涂層起皮、剝落等病害，進而造成鋼構件銹蝕。

（2）主跨梁格體系共計84道橫梁、309道縱梁、299個橫縱梁節點等鋼構件存在涂層起皮、剝落、銹蝕等病害。病害原因可能是新光大橋橋址處的氣候濕潤多雨，跨越珠江水道，大氣相對濕度大，橋梁鋼結構構件在長期的大氣腐蝕作用下，使表面涂層出現不同程度的劣化、剝落、銹蝕等現象。

（3）下部結構主跨三角鋼架拱座左右側面涂層均存在豎向、斜向開裂現象，縫寬0.08～0.28 mm；斜腿左右側面涂層仍存在豎向、斜向的開裂現象，縫寬0.10～0.24 mm，此類病害會影響結構耐久性；系梁左右側面及底面均存在裂縫，裂縫長0.40～5.60 m，寬0.04～0.20 mm，呈斷續狀，部分裂縫從底面延伸至腹板，個別裂縫長度貫通系梁梁底。三角鋼架系梁在車輛荷載長期作用下，可能對結構造成一定的預應力損失，導致混凝土材料產生拉應力，從而導致系梁底面產生橫向裂縫，且部分裂縫向側面發展。三角鋼架是該橋的主要承重構件，直接承受著橋梁上部結構及交通車輛的重力。

3.2 引橋

（1）上部結構存在的主要病害如下：1-1#、1-2#、2-1#、2-2#、8-2#、9-2#等6片箱梁共存在33條裂縫，分別為腹板豎向裂縫（29條）、底板縱向裂縫（3條）及翼板橫向裂縫（1條），其中部分腹板的豎向裂縫延伸至底板呈L形，裂縫長為0.50～3.00 m，寬為0.06～0.20 mm，根據《城市橋梁養護技術標準》（CJJ 99—2017）表5.3.2要求，預應力混凝土構件不允許出現結構裂縫；此類裂縫可能為混凝土構件受正彎矩或混凝土收縮作用，使構件受彎拉作用超過混凝土抗拉極限所致，建議及時進行封閉處理，圖3為引橋8#墩泄水管缺損圖。

（2）下部結構主要病害如下：9個橋墩蓋梁大小里程面分別存在1～11條豎向裂縫，裂縫長0.25～2.50 m，寬0.06～1.00 mm。此類病害可能為混凝土構件受負彎矩或混凝土收縮作用，使構件受彎拉作用超過混凝土抗拉極限所致，建議及時進行封閉處理，圖4為1-2#梁底板空洞圖。

4 吊桿、系桿索力檢測結果

（1）全橋114根吊桿中上下游兩側拱腳附近D1、D15、D16、D1’、D15’、D16’共12根吊桿由于長度極短，故無法準確測定其頻率，因此未在報告中表明。其余102根吊桿索力與2022年結果相比偏差均在10%以內；下D6、上D17’、下D29吊桿索力與2009年相比變化較大，可能由于現場試驗環境（如車輛荷載、試驗溫度等）與2009年存在差異所導致。其余吊桿索力與歷年測試結果相比總體變化不大，基本處于穩定狀態，建議加強對索力變化較大的這3根吊桿進行觀測。

（2）各主拱肋吊桿組合力與歷年測試索力的對比結果表明，與2023年檢測結果相比，上、下游側各孔跨吊桿合力變化率均小于5%，6片拱肋的受力均處于穩定狀態；與2009年檢測結果相比，上、下游側各孔跨吊桿合力變化率均小于5%，6片拱肋的受力均處于穩定狀態。

（3）此次系桿索力測試結果與歷年測試結果相比變化不大，與2009年檢測結果相比，單根系桿的索力變化率未超過10%，上、下游側系桿索力合力變化率均未超過5%，說明中跨系桿索力基本處于穩定狀態。

5 結論與建議

5.1 結論

根據《城市橋梁養護技術標準》（CJJ 99—2017），某大橋主橋為I等I類養護，其橋梁完好狀態等級評定為合格級，該大橋引橋橋梁狀況指數BCI為86.3分，評定等級為B級。

全橋吊桿索力與歷年測試結果相比總體變化不大，除下D6、上D17’、下D29吊桿索力變化率超過10%，其余吊桿索力變化率均在10%以內，基本處于穩定狀態。上、下游側各孔跨吊桿合力變化率均小于5%，6片拱肋的受力均處于穩定狀態。

5.2 建議

為保證該橋梁運營安全，建議盡快對新光大橋三角鋼架裂縫、邊跨橫梁裂縫、吊桿滲油等問題進行處理；對橫梁、縱裂等主要承重構件存在的裂縫進行及時處理；對混凝土表層缺陷、風化剝落的鋼構件涂層、橋面系病害等進行定期維護。具體建議措施如下：

（1）對預應力混凝現澆箱梁腹板豎向裂縫、三角鋼架裂縫、預應力蓋梁豎向裂縫采用環氧砂漿進行封閉處理，并采取相應的加固措施。

（2）對主跨鋼橫縱梁節點和軌道梁個別缺失、松動螺栓進行復擰和安裝。

（3）對于系桿涂層出現龜裂，以及個別系桿錐形錨存在密封橡膠條老化開裂、銹蝕等病害，建議及時對系桿錐形錨進行修復，重新進行密封處理。

（4）對拱腳箱內銹蝕構件進行除銹防銹處理。

（5）對主跨下D17～D18吊桿、北邊跨上D2、下D10、下D12吊桿、南邊跨上D13’～D14’吊桿等27根存在滲油的吊桿及錨頭及時進行處理，更換防銹油及防水滲透裝置，同時進行定期檢查及養護。

（6）對主跨拱肋C31橫撐、主跨H22-7#等鋼構件涂層起皮、龜裂、剝落等病害進行及時處理，以防止病害進一步發展成銹蝕；對已經存在銹蝕的鋼構件，應做專項除銹維修處理，然后重新涂刷防腐涂層；對主跨拱肋檢修孔缺失松動的螺栓進行恢復和復擰；對拱肋銹斷欄桿及時進行維修。

（7）對于鋼筋混凝土構件的裂縫，寬度lt;0.15 mm的裂縫采用環氧砂漿進行表面封閉，而寬度≥0.15 mm的裂縫則采用壓力灌漿法進行封閉。

（8）對盆式支座未切斷的臨時錨固進行切斷，清除支座處垃圾，并對銹蝕支座定期進行除銹阻銹處理。

（9）針對左幅7#跨箱梁小里程梁端錨板外露，對錨墊板銹蝕進行除銹阻銹后，及時對未封錨混凝土進行封錨處理。

（10）對D6、上D17’、下D29吊桿的索力加強觀測，及時了解其索力變化狀況并判斷其變化原因。

（11）加強日常養護及常見病害的處理，保證結構耐久性，對橋面、上部結構和下部結構的其他裂縫和缺陷進行修補。

（12）按照現行《城市橋梁養護技術標準》（CJJ 99—2017）中有關規定對橋梁進行養護管理，保持橋面平整性及行車舒適性，保證橋梁結構的安全性和耐久性，及時處治橋梁既有病害。

參考文獻

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