发布时间：2013-04-27所属分类：科技论文浏览：1次
摘 要： 早期兴建的钢管混凝土拱桥结构在设计理论、施工质量控制方面或多或少地存在一定局限。在交通流量不断增加、服役环境不断变化等外部因素的作用下，桥梁病害时有发生。本文以役钢管混凝土系杆拱桥为研究对象，介绍该类桥梁定期检测要点，供行业同仁参考。
摘要：早期兴建的钢管混凝土拱桥结构在设计理论、施工质量控制方面或多或少地存在一定局限。在交通流量不断增加、服役环境不断变化等外部因素的作用下，桥梁病害时有发生。本文以役钢管混凝土系杆拱桥为研究对象，介绍该类桥梁定期检测要点，供行业同仁参考。
关键词：钢管混凝土；系杆；拱桥；检测；评定
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;
中图分类号：U469.6+92 文献标识码：A 文章编号：
0 前言
据不完全统计，截止2010年，我国在役跨径大于50ｍ钢管混凝土拱桥达300余座，目前，钢管混凝土拱桥已经成为我国大跨径拱桥的主导桥型。在桥梁运营过程中，随着交通流量不断增加、服役环境不断变化等外部因素的作用下，我国已有10余座系杆拱桥进行了吊杆、系杆更换。鉴于此，本文笔者介绍钢管混凝土拱桥定期检测、评定要点，为同类桥梁检测、养管提供参考借鉴。
1 桥梁检测实施
检测工作实施前应查阅桥梁维修历史、历次检测报告等资料，然后按照委托要求制定技术方案，通过现场检查记录各部件缺损状况并进行桥梁技术状况等级评定，为桥梁日常养护、维修加固提供依据。钢管混凝土拱桥为特殊结构桥梁，为Ⅰ类养护的城市桥梁，定期检测周期为1年，检测内容包括以下两方面：
（1）桥梁常规定期检测，并且依此进行技术状况等级评定；
（2）桥梁结构定期检测，包括变形观测、索结构内力测试等。
2.1 桥梁常规定期检测
依据《城市桥梁养护技术规范（CJJ 99-2003）》相关条款要求，检测工作以目测观察结合仪器进行，检查过程中使用桥梁检测车等设备，接近桥梁各部件仔细检查，并根据桥梁检测结果，进行桥梁技术状况等级评定，重点内容如下。
（1）钢管混凝土拱肋及横向连接系检查
钢管混凝土是由钢管和管内的混凝土组成，尽管由于紧箍力的存在大大提高了结构的抗压强度，提高截面性能，但是由于拱轴线的曲线形状将会加大施工灌浆的难度，使得管内的混凝土很难达到绝对密实。再加上日照等因素影响，钢管与混凝土的膨胀系数有一定的差异，如此日积月累，钢管与混凝土之间的脱粘与脱空现象不可避免，这种现象在拱顶段尤其严重。简单有效的检查方法是用木锤或胶锤敲击拱肋四周，通过声音判断管里混凝土是否填充密实或粘附良好。此外，还要检查拼接及焊接部位情况，特别是对变截面部位的检查。
（2）吊杆检查
在钢管混凝土系杆拱桥中，吊杆是主要受力构件和易损构件，吊杆能否正常工作对大桥至关重要。因此，吊杆是检测的重点之一，检查项目如下。
1）吊杆锚固系统检查，包括上、下锚头的检查。上锚头检查重点为上锚头封闭钢板四周的焊接情况、有无锈蚀情况，上锚头减震器是否损坏；下锚头检查时应逐个打开防水帽，重点检查钢丝束与锚头组件是否有锈蚀、抽丝等病害；
2）索体检查，有条件的情况下，可抽取典型吊杆剥开PE护套，抽检索体钢丝是否出现腐蚀情况，如均匀腐蚀、点蚀、腐蚀疲劳与应力腐蚀等；
3）防护措施检查，重点检查PE管有无开裂、损坏、缺失等情况。
4）系杆检查
系杆是钢管混凝土系拱拱桥的“生命线”，它承受所有拱肋传给拱脚的水平力，它的耐久性直接关系桥梁的使用寿命。因此，系杆也是检查的重点之一。系杆的常见病害类型为均匀腐蚀、点蚀、应力腐蚀与钢绞线受力不均、PE护套开裂等，以及由此引起的索体断丝和断裂。系杆防护措施病害，包括凹形槽积水、PE护套开裂，也是造成系杆索体腐蚀的主要原因。
（4）桥面板检查
主要检查桥梁纵、横梁的损坏情况。应重点检查端横梁的损坏情况，以及吊杆锚头附近横梁情况。
（5）拱座检查
对拱座的检查与一般钢筋混凝土结构一样，主要检查混凝土有无裂缝、渗水、表面风化、剥落、露筋等。
（6）桥面系构造检查
参照养护规范对桥面系进行常规检查，应重点关注伸缩缝型钢间距，积累拱肋受温度影响的规律，综合分析吊杆、系杆受力情况。
2.2 桥梁结构定期检测
（1）变形观测
同其它拱桥一样，钢管混凝土系杆拱桥也应定期进行墩台与拱肋的变形观测，在拱肋、拱座、桥面铺装处设置固定观测点，且应保证观测点（沉降钉、棱镜）安装牢固。为确保检测项目所获得的信息正确可靠，必须建立桥梁检测高程基准和平面位移基准，对高程、平面基准点应每年进行复测。观测项目一般有：
1）桥面线形：桥面线形变位可间接反应桥梁的受力状况，考虑到桥面活载对观测精度的影响，每次观测的时间应选择在夜间车流量小的时段进行，且应与索力测量同步进行；
2）桥墩沉降：桥墩沉降测量应按国家水准测量规范的二等精度要求进行，观测点的高程测定应闭合在已知高程的基准点上。
3）拱肋线形：拱肋在温度和活载作用下，时刻处于变化状态，因此，拱肋线形测量应在尽量短的时间内连续观测。
4）拱脚相对变位：钢管混凝土拱桥鑫为超静定结构，拱脚的相对变位对其受力极其不利，拱脚变位分竖向、水平和转动变位，其中，拱脚水平变位较为常见，也最为不利，是观测的重点。
（2）索结构（吊杆、系杆）内力测试
吊杆的工作环境与斜拉索类似，要求索体具有较高的承载能力、稳定的高弹性模量，以及良好的耐疲劳与抗腐蚀性能。吊杆不仅承受桥面传递的车辆荷载的反复冲击，还将承受风荷载和温度变化等交变荷载，使得疲劳累积损伤成为吊杆不可避免的病害形式。与吊杆不同，系杆是承受恒载效应为主的总体受力构件，动力问题没有吊杆突出，其疲劳问题并不严重。
索类结构内力检测方法主要有：声发射法、振动频率法、磁通量法及光纤检测法。对于实际的拱桥吊杆，索的边界条件介于铰接与固结之间，当吊杆较长且横向刚度影响较小时可选择振动频率法进行测试，通过测量吊杆的振动频率计算每根吊杆的索力，对测试结果进行整理后，比对两侧索力分布情况、单跨总索力变化情况等，从而推断整体结构的安全状态。系杆内力测试一般采用光纤智能索或在钢绞线上安装裸光栅的检测方法。
2 桥梁技术状况评定
常规定期检测完成后，应进行技术状况等级评定。依据《城市桥梁养护技术规范（CJJ 99-2003）》，Ⅰ类养护的城市桥梁完好状态分为合格级、不合格级两个等级。笔者建议对钢管混凝土系杆拱桥技术状况评定时，亦可参考交通运输部2011年发布的《公路桥梁技术状况评定标准（JTG/T H21-2011）》，该标准对钢-混凝土组合拱桥各部件赋予明确的权重，以及评定方法。
3 关于钢管混凝土系杆拱桥养护管理的几点经验
（1）树立“以人为本，安全第一”的理念，以科学的态度、思维、方法，构建起桥梁精细化养管体系；
（2）加强桥梁检测工作。按照规范要求积极开展桥梁的经常性检测与定期检测工作，总结经验，为桥梁养护、维修提供依据；
（3）推动特殊结构桥梁健康监测系统建设工作。结合监测数据与人工巡检结果，研究桥梁结构受力性能及病害的衰变规律，保障桥梁安全运营；
（4）推广桥梁信息管理系统工作，提高桥梁信息化水平。
4 结语
本文以在役钢管混凝土系杆拱桥为研究对象，介绍该类桥梁结构检测要点，按照《城市桥梁养护技术规范（CJJ 99-2003）》对桥梁技术状况等级进行评定，并根据自身工作实际，提出关于钢管混凝土系杆拱桥养护管理的几点经验，供行业同仁参考。
参考文献：
[1] 荆秀芬 钢管混凝土系杆拱桥养护技术研究[J] 桥梁建设 2002（6）：1-5．
[2] 乔墩，刘思孟，等．大跨径钢管混凝土拱桥结构检查及病害成因分析[A]．第十车届全国桥梁学术会议论文集[C]．北京：人民交通出版社，2006：785-792．
[3] CJJ 99-2003，城市桥梁养护技术规范[S]．
SCISSCIAHCI
