發布時間：2013-04-27所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 早期興建的鋼管混凝土拱橋結構在設計理論、施工質量控制方面或多或少地存在一定局限。在交通流量不斷增加、服役環境不斷變化等外部因素的作用下，橋梁病害時有發生。本文以役鋼管混凝土系桿拱橋為研究對象，介紹該類橋梁定期檢測要點，供行業同仁參考。
摘要：早期興建的鋼管混凝土拱橋結構在設計理論、施工質量控制方面或多或少地存在一定局限。在交通流量不斷增加、服役環境不斷變化等外部因素的作用下，橋梁病害時有發生。本文以役鋼管混凝土系桿拱橋為研究對象，介紹該類橋梁定期檢測要點，供行業同仁參考。
關鍵詞：鋼管混凝土；系桿；拱橋；檢測；評定
Abstract: The early construction of arch bridge of concrete filled steel tube structure in design theory, construction quality control more or less limitation. In the increasing flow of traffic, service environment constantly changing external environment, bridge disease occurs. Taking the Steel-Pipe Concrete Bowstring Arch Bridge as research object, introduces the detecting points for bridge regularly, offer industry colleague reference.
Key words: concrete filled steel tube arch bridge; tied; detection; evaluation;
中圖分類號：U469.6+92 文獻標識碼：A 文章編號：
0 前言
據不完全統計，截止2010年，我國在役跨徑大于50ｍ鋼管混凝土拱橋達300余座，目前，鋼管混凝土拱橋已經成為我國大跨徑拱橋的主導橋型。在橋梁運營過程中，隨著交通流量不斷增加、服役環境不斷變化等外部因素的作用下，我國已有10余座系桿拱橋進行了吊桿、系桿更換。鑒于此，本文筆者介紹鋼管混凝土拱橋定期檢測、評定要點，為同類橋梁檢測、養管提供參考借鑒。
1 橋梁檢測實施
檢測工作實施前應查閱橋梁維修歷史、歷次檢測報告等資料，然后按照委托要求制定技術方案，通過現場檢查記錄各部件缺損狀況并進行橋梁技術狀況等級評定，為橋梁日常養護、維修加固提供依據。鋼管混凝土拱橋為特殊結構橋梁，為Ⅰ類養護的城市橋梁，定期檢測周期為1年，檢測內容包括以下兩方面：
�。�1）橋梁常規定期檢測，并且依此進行技術狀況等級評定；
�。�2）橋梁結構定期檢測，包括變形觀測、索結構內力測試等。
2.1 橋梁常規定期檢測
依據《城市橋梁養護技術規范（CJJ 99-2003）》相關條款要求，檢測工作以目測觀察結合儀器進行，檢查過程中使用橋梁檢測車等設備，接近橋梁各部件仔細檢查，并根據橋梁檢測結果，進行橋梁技術狀況等級評定，重點內容如下。
�。�1）鋼管混凝土拱肋及橫向連接系檢查
鋼管混凝土是由鋼管和管內的混凝土組成，盡管由于緊箍力的存在大大提高了結構的抗壓強度，提高截面性能，但是由于拱軸線的曲線形狀將會加大施工灌漿的難度，使得管內的混凝土很難達到絕對密實。再加上日照等因素影響，鋼管與混凝土的膨脹系數有一定的差異，如此日積月累，鋼管與混凝土之間的脫粘與脫空現象不可避免，這種現象在拱頂段尤其嚴重。簡單有效的檢查方法是用木錘或膠錘敲擊拱肋四周，通過聲音判斷管里混凝土是否填充密實或粘附良好。此外，還要檢查拼接及焊接部位情況，特別是對變截面部位的檢查。
�。�2）吊桿檢查
在鋼管混凝土系桿拱橋中，吊桿是主要受力構件和易損構件，吊桿能否正常工作對大橋至關重要。因此，吊桿是檢測的重點之一，檢查項目如下。
1）吊桿錨固系統檢查，包括上、下錨頭的檢查。上錨頭檢查重點為上錨頭封閉鋼板四周的焊接情況、有無銹蝕情況，上錨頭減震器是否損壞；下錨頭檢查時應逐個打開防水帽，重點檢查鋼絲束與錨頭組件是否有銹蝕、抽絲等病害；
2）索體檢查，有條件的情況下，可抽取典型吊桿剝開PE護套，抽檢索體鋼絲是否出現腐蝕情況，如均勻腐蝕、點蝕、腐蝕疲勞與應力腐蝕等；
3）防護措施檢查，重點檢查PE管有無開裂、損壞、缺失等情況。
4）系桿檢查
系桿是鋼管混凝土系拱拱橋的“生命線”，它承受所有拱肋傳給拱腳的水平力，它的耐久性直接關系橋梁的使用壽命。因此，系桿也是檢查的重點之一。系桿的常見病害類型為均勻腐蝕、點蝕、應力腐蝕與鋼絞線受力不均、PE護套開裂等，以及由此引起的索體斷絲和斷裂。系桿防護措施病害，包括凹形槽積水、PE護套開裂，也是造成系桿索體腐蝕的主要原因。
�。�4）橋面板檢查
主要檢查橋梁縱、橫梁的損壞情況。應重點檢查端橫梁的損壞情況，以及吊桿錨頭附近橫梁情況。
�。�5）拱座檢查
對拱座的檢查與一般鋼筋混凝土結構一樣，主要檢查混凝土有無裂縫、滲水、表面風化、剝落、露筋等。
�。�6）橋面系構造檢查
參照養護規范對橋面系進行常規檢查，應重點關注伸縮縫型鋼間距，積累拱肋受溫度影響的規律，綜合分析吊桿、系桿受力情況。
2.2 橋梁結構定期檢測
�。�1）變形觀測
同其它拱橋一樣，鋼管混凝土系桿拱橋也應定期進行墩臺與拱肋的變形觀測，在拱肋、拱座、橋面鋪裝處設置固定觀測點，且應保證觀測點（沉降釘、棱鏡）安裝牢固。為確保檢測項目所獲得的信息正確可靠，必須建立橋梁檢測高程基準和平面位移基準，對高程、平面基準點應每年進行復測。觀測項目一般有：
1）橋面線形：橋面線形變位可間接反應橋梁的受力狀況，考慮到橋面活載對觀測精度的影響，每次觀測的時間應選擇在夜間車流量小的時段進行，且應與索力測量同步進行；
2）橋墩沉降：橋墩沉降測量應按國家水準測量規范的二等精度要求進行，觀測點的高程測定應閉合在已知高程的基準點上。
3）拱肋線形：拱肋在溫度和活載作用下，時刻處于變化狀態，因此，拱肋線形測量應在盡量短的時間內連續觀測。
4）拱腳相對變位：鋼管混凝土拱橋鑫為超靜定結構，拱腳的相對變位對其受力極其不利，拱腳變位分豎向、水平和轉動變位，其中，拱腳水平變位較為常見，也最為不利，是觀測的重點。
�。�2）索結構（吊桿、系桿）內力測試
吊桿的工作環境與斜拉索類似，要求索體具有較高的承載能力、穩定的高彈性模量，以及良好的耐疲勞與抗腐蝕性能。吊桿不僅承受橋面傳遞的車輛荷載的反復沖擊，還將承受風荷載和溫度變化等交變荷載，使得疲勞累積損傷成為吊桿不可避免的病害形式。與吊桿不同，系桿是承受恒載效應為主的總體受力構件，動力問題沒有吊桿突出，其疲勞問題并不嚴重。
索類結構內力檢測方法主要有：聲發射法、振動頻率法、磁通量法及光纖檢測法。對于實際的拱橋吊桿，索的邊界條件介于鉸接與固結之間，當吊桿較長且橫向剛度影響較小時可選擇振動頻率法進行測試，通過測量吊桿的振動頻率計算每根吊桿的索力，對測試結果進行整理后，比對兩側索力分布情況、單跨總索力變化情況等，從而推斷整體結構的安全狀態。系桿內力測試一般采用光纖智能索或在鋼絞線上安裝裸光柵的檢測方法。
2 橋梁技術狀況評定
常規定期檢測完成后，應進行技術狀況等級評定。依據《城市橋梁養護技術規范（CJJ 99-2003）》，Ⅰ類養護的城市橋梁完好狀態分為合格級、不合格級兩個等級。筆者建議對鋼管混凝土系桿拱橋技術狀況評定時，亦可參考交通運輸部2011年發布的《公路橋梁技術狀況評定標準（JTG/T H21-2011）》，該標準對鋼-混凝土組合拱橋各部件賦予明確的權重，以及評定方法。
3 關于鋼管混凝土系桿拱橋養護管理的幾點經驗
�。�1）樹立“以人為本，安全第一”的理念，以科學的態度、思維、方法，構建起橋梁精細化養管體系；
�。�2）加強橋梁檢測工作。按照規范要求積極開展橋梁的經常性檢測與定期檢測工作，總結經驗，為橋梁養護、維修提供依據；
�。�3）推動特殊結構橋梁健康監測系統建設工作。結合監測數據與人工巡檢結果，研究橋梁結構受力性能及病害的衰變規律，保障橋梁安全運營；
�。�4）推廣橋梁信息管理系統工作，提高橋梁信息化水平。
4 結語
本文以在役鋼管混凝土系桿拱橋為研究對象，介紹該類橋梁結構檢測要點，按照《城市橋梁養護技術規范（CJJ 99-2003）》對橋梁技術狀況等級進行評定，并根據自身工作實際，提出關于鋼管混凝土系桿拱橋養護管理的幾點經驗，供行業同仁參考。
參考文獻：
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[2] 喬墩，劉思孟，等．大跨徑鋼管混凝土拱橋結構檢查及病害成因分析[A]．第十車屆全國橋梁學術會議論文集[C]．北京：人民交通出版社，2006：785-792．
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SCISSCIAHCI
