斜拉桥技术状况检测与评定

黄新明 许 亮 赖敏芝

（1.湖北交通职业技术学院，湖北武汉 430070；2.湖北省公路管理局，湖北武汉 430030；3.湖北交投科技发展有限公司，湖北武汉 430030）

根据公路桥涵养护规范（JTG／T H11-2004），为了保证即有桥梁的安全运营和尽可能延长其安全使用年限，应对即有桥梁进行定期检查，为了规范公路桥梁养护质量检测评价标准，交通部出台了《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG／T H21-2011）规范，主要是通过全面描述桥梁各部件的缺陷，评价桥梁技术状况，监理健全桥梁技术档案，提供进行桥梁养护、维修和加固的决策依据，使桥梁长期处于良好的工作状态。本文以某斜拉桥为背景，开展斜拉索系统的专项检查和全桥外观检查，采用《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG／T H21-2011）对桥梁的状况进行评价，以期达到全面了解该桥实际状况的目的。

1 工程概况

某斜拉桥全长598.2m，主跨为414m 的地锚式预应力混凝土，每塔25对斜拉索呈双斜面半扇形密索体系布置，有21对背索锚于平衡重锚固桥台上，索距布置主梁上为8.0m，索塔全高110.0m。倒Y 型索塔与主梁分离，主梁与锚固桥台刚接，在桥梁跨度中心设置一个可纵向滑移的接头，使其能抗剪、抗弯扭，在跨中设置伸缩缝。主梁采用三室单箱截面，两边室为三角形，箱梁中心处梁高2.0m。其总体布置见图1。

图1 某大桥总体布置图（单位：cm）

2 技术状况检测

2.1 斜拉索系统

对全桥200根斜拉索进行了索力、PE 护套、锚头的检查以及部分斜拉索开仓检查，采用缆索机器人与人工相结合的方法进行。

2.1.1 斜拉索PE护套检查

91%的斜拉索PE护套发现了损伤。其中可见钢丝、破损严重的有9 根。斜拉索PE 护套开仓检查发现开仓后有水流出，钢丝表面有浮绣，未见断丝，部分严重的表面敲击后有绣斑脱落。斜拉索开仓检查见图2、图3。

图2 斜拉索PE护套破损

图3 斜拉索锈蚀

2.1.2 锚具检查

锚头及其垫板的锈蚀检查一般按如下工艺进行：清洗锚头黄油后，对锚头的锈蚀状况进行检查及评定，检查中对垫板、垫板与螺母相交处、螺母、锚杯及镦头钢丝等进行重点检查。为了能定量地描述各锚头的锈蚀状况，也为了便于区分各锚头不同的锈蚀状况，一般对锚头锈蚀等级作如下划分：

Ⅰ级：完好。完全无锈蚀或仅垫板有少量锈蚀。

Ⅱ级：较好。已有锈蚀痕迹，但范围很小，多表现为只有垫板和螺母上有少量锈蚀痕迹。

Ⅲ级：一般。各部位均有锈蚀，但不严重。

Ⅳ级：较差。各部位均有锈蚀，部分构件锈蚀范围很大。

Ⅴ级：严重。各部位均有大范围的锈蚀。

根据现场检查结果，对200个锚具进行等级评定，其中Ⅰ级共9个，Ⅱ级共166个，Ⅲ级共23个，Ⅳ级共2个，全桥未出现Ⅴ级锚具。

2.1.3 减震装置检查

首先人工普查全桥200个将军帽封口状况，然后根据PE 护套及锚头检查结果，选择4根斜拉索的将军帽将其打开，检查减震装置的工作状况。检查发现大部分将军帽与斜拉索封口处出现开口，有的两片接缝亦出现开口，将军帽已失去防水效果。部分将军帽内侧均锈蚀严重，预埋管管口的防水橡胶垫与管口基本脱离，完全没有防水功能。

2.1.4 斜拉索专项检查

某斜拉索测试有限公司对更换下的S8号索进行了专项检测，检查发现S8斜拉索共有12处表观缺陷，缺陷损伤较轻，未露出钢丝。打开斜拉索PE护套检查发现，缠包带表面有水珠，同时内部有水汽存在，个别部位缠包带变色并断裂，缠包带断裂部位缠绕钢丝亦断裂。对锚头部位进行超声检测，检测结果表明无异常，未见超标缺陷。静载试验结果表明试验索满足GB／T18365—200l《斜拉桥热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术条件》静载试验中静载破断索力应不小于拉索公称破断索力95%的要求。钢丝锈蚀检查表明发生轻锈根数占钢丝总根数的12.8%，发生中锈根数占钢丝总根数的24.6%，发生重锈根数占钢丝总根数的62.6%。

S8斜拉索表面PE 的氧化诱导期比新鲜的国产天水高密度聚乙烯护套料的氧化诱导期分别下降了75%、48%、31%，抗老化性能较差。PE的残余抗拉强度和断裂伸长率按照GB／T18365-2001《斜拉索热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术条件》的要求判断抗拉强度合格率为0%，断裂伸长率合格率为0%。

2.2 主梁、索塔及支座外观检查

2.2.1 主梁

该桥主梁采用单箱三室截面，内箱室被加劲横梁分割成62 个节段，主梁箱室主要病害表现为：

（1）箱内顶板纵、横向裂缝：裂缝多位于顶板正中和中室顶板倒角处，裂缝长度多为施工节段内纵向通长，部分裂缝断断续续；横向裂缝多位于中间施工节段内，纵横向裂缝宽度较小，基本在0.04～0.12mm 间，个别裂缝宽度达0.20mm。

（2）边室内腋角纵向裂缝：左右边室顶板倒角处普遍出现纵向裂缝，该类裂缝在节段内每个施工节段均有分布，裂缝长度无规律，部分裂缝断断续续，部分节段内通长，缝宽较窄，基本在0.04～0.12mm 间，个别裂缝宽度达0.15mm。

（3）加劲横梁斜向、横向裂缝：部分边室横梁斜向裂缝在两对应面呈对称分布，缝宽约在.05～0.12mm，缝长约30～50cm，每个横梁上2～4 条不等；在横梁与顶板衔接处多处出现横向裂缝，该裂缝较窄，缝宽约0.04～0.06mm 左右。

（4）箱内混凝土缺陷主要表现在节段接缝处顶板多处出现砼剥落、空洞并造成钢筋外露且严重锈蚀，个别接缝处砂浆脱落露出连接钢板，部分接缝处出现白色流膏等碱集料反应。

2.2.2 索塔

索塔横梁内顶面已粘贴碳纤维布进行加固，现状基本正常；索塔内各施工接缝处已涂刷环氧树脂胶进行封闭处理。

2.2.3 支座

本桥在跨中无轴力接头处设置四氟滑板式支座，检查发现有4个支座底部局部出现脱空（未完全接触），1 个支座底部出现变形，其余正常。

2.3 下部结构及桥面系外观检查

经检查，下部结构无明显影响结构的病害；沥青铺装层局部出现拥包现象，累计面积约20m2；桥头处桥面铺装出现多条横向通长开裂。梳齿型伸缩缝多个锚固螺栓脱落、松动，造成车辆驶过时伸缩缝钢板撞击异响。

3 桥梁技术状况评定

《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG／T H21-2011）中规定公路桥梁技术状况评定包括桥梁构件、部件、桥面系、上部结构、下部结构和全桥评定。公路桥梁技术状况评定应采用分层综合评定与5类桥梁单项控制指标相结合的方法。桥梁技术状况评定指标见图4。桥梁总体技术状况评定等级标准见表1。根据上述检测结果，对该桥进行技术评定，其结果见表2，主要部件斜拉索系统因PE 护套破损、钢丝外露锈蚀、主梁锚具预埋管积水严重等病害评定为四类部件。

图4 桥梁技术状况评定指标

表1 桥梁技术状况分类界限表

表2 桥梁综合技术状况评定表

4 结 语

从以上的桥梁技术状况评定和荷载静动载试验中可以得出如下结论：

（1）对该斜拉桥的技术状况进行了检测，并应用《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG／T H21-2011）进行了技术状况评定，其全桥评定结果为三类。主要部件斜拉索系统因PE 护套破损、钢丝外露锈蚀、主梁锚具预埋管积水严重等病害评定为四类部件。

（2）鉴于全桥的短索预埋管内可能都是满筒积水，锚具完全浸泡在水中，该处钢丝发生锈蚀的可能性非常大。建议立即采取可靠措施，排干预埋管内积水，并重新做密封，彻底阻断从梁上将军帽以及预埋管管口向下漏水的可能。

1 宋一凡.公路桥梁荷载试验与结构评定（第一版）［M］.北京：人民交通出版社，2002

2 中华人民共和国交通部标准，JTG H11-2004，公路桥涵养护规范［S］，北京：人民交通出版社，2004

3 中华人民共和国交通部标准，JTG／T H21-2011，公路桥梁技术状况评定标准［S］.北京：人民交通出版社，2011

4 杨小森，闫维明，陈彦江等.面向养护策略的大跨度斜拉桥技术状态评估方法研究［J］，公路，2010（8）

5 黄卿维，余印根，韦建刚，陈宝春.钢管混凝土拱桥技术状况检测与评定［J］.建筑科学与工程学报.2011（3）：34-39