特大型桥梁结构常规养护检测方法

对于公路桥梁结构安全的常规检验，常用方法是以全桥为对象，针对其上部结构，下部结构和桥面系等各个主要部位存在的病害缺陷做记录评定，并结合《公路桥梁技术状况评定标准》，为全桥的做技术状况评定；同时，依据《公路桥梁承载能力检测评定规程》对全桥进行承载能力评级。 对于特大型桥梁的结构安全常规检测，目前没有规范对其进行规定，本节通过参考相关文献，配合施工现场调研的结果，总结斜拉桥和悬索桥的常规检定内容及检验方法如下。

斜拉桥常规检测内容及检测方法

1、全桥的线形和高程测量 由于斜拉桥全桥跨度很大，全桥的线形会受基础沉降，各部分混凝土结构的收缩以及拉索系统索力变化等的作用而变化，如果变化较大，会直接影响主梁的受力情况，对大桥的结构安全造成威胁。 因此，主要检测内容包括上部桥面、桥塔和下部承台、墩柱等的高程，斜拉桥主梁及索塔轴线的线形。若桥梁没有较大的高程和线形变化，表明此刻桥梁病害不大；若发生较大变化，则说明此桥可能出现下部结构沉降、上部结构变形等情况。 对于全桥线形和高程的常规检测仪器主要有全站仪、水准仪等。

2、基础墩柱、承台、索塔与锚固区混凝土结构监测 混凝土结构检测的主要内容是检查混凝土的裂缝及强度，其中，检测重点是主塔锚固区的混凝土结构。主要检测内容包括： （1） 混凝土构件外观和裂缝的检测，观察其表面风化剥落及破损情况； （2） 主塔锚固区混凝土结构监测，特别需要检查锚固区裂纹的分布、宽度、深度以及混凝土的强度； （3） 索塔与主主梁相连处的外观及裂纹检查。 根据大桥的运营情况和外观检测情况，必要时需进行索塔动力特性测试。主要采用无损检验技术检测，采用仪器有回弹仪、超声波探测器等。

3、支座的检测 对支座的检查内容一般包括：检查支座的位置及工作情况，连接螺栓是否松动或被剪断以及表面是否锈蚀等。 常规检测方法中对支座的检测主要是用放大镜对其外观的检测，判断支座位移可采用全站仪、水准仪等设备。

4、斜拉索系统检测

对于跨度较大的斜拉桥来说，拉索系统是关键结构，必须有很强的抗疲劳和抗腐蚀能力。斜拉索力分布情况是判断当前斜拉桥运营情况的关键。索力测量通常使用频谱分析仪测量索的基础频率，通过索力与基频的对应关系，得到索力。 除了对索力的测量，对斜拉索的检测还包括：斜拉索的锚固系统、防护系统的完整性，钢索有无锈蚀、损坏，斜拉索防护层有无损坏及锚头是否锈蚀等。 因此，除了对斜拉索及其附属构件的外观检查外，测量索力的仪器有频谱分析仪。

5、主梁结构检测

（1）钢筋混凝土构件检测 钢筋混凝土构件检测包括：裂缝检测、破损带检测、保护层脱落、露筋检查、混凝土碳化深度测量等。 常规检测的具体方法有：强度检验采用取芯法或回弹仪按照有关规程进行；测量碳化层深度的仪器有游标卡尺和 1%酚酞酒精溶液；裂缝宽度用放大镜测读；裂缝深度用便携式超声波测试仪检测。

（2）钢构件检测 钢构件检测内容包括：钢构件表面涂层检查、锈蚀情况检查、是否出现裂纹或其他疲劳纹、焊缝检查、杆件平直度检查、螺栓检查等。 除了使用放大镜对钢构件的外观进行检查外，其他检查可选用的仪器有回弹仪、游标卡尺、放大镜、便携式超声波测试仪等。

表 2-1 斜拉桥的检测项目及常用仪器

悬索桥常规检测内容及检测方法

大跨桥梁一般的结构形式有斜拉式和悬索式，他们都是缆索支承型桥梁，但是受力特点有所不同。悬索桥检测时，除了全桥线形检测、主梁混凝土结构检测、墩台和支座检测外，由于悬索结构与斜拉索结构的不同，还应包括对悬索系统的结构检测。具体检测内容如下：

1、主缆、主缆索股及其锚头检测

（1）主缆线形同设计是否相符；

（2）防护系统内缠丝情况；

（3）主缆振动特性的检测；

（4）索股内力以及分布状态检测；

（5）索股的腐蚀情况检测； 由上述具体内容可知，对于主缆、主缆索股及其锚头检测主要集中在线形、外观检查、断丝检验以及动力特性检查。线形可用全站仪、水准仪；外观一般选用放大镜观察；内部断丝检查一般选用断丝传感器做无损检验；对于主缆动力特性变化的检查一般使用加速度传感器，以环境振动为振源，用频谱分析仪分析加速度信号确定其动力特性变化。

2、吊索、索夹的检测

（1）吊索内力与分布状态的检测；

（2）吊索缠丝的腐蚀检测；

（3）索夹在主缆上是否滑移；

（4）吊索倾斜情况，螺栓或杆件松动情况。

测量吊索或主缆内拉力的方法主要是通过频谱分析仪测得自振频率，然后利用频率与索力的对应关系计算得到。测量索夹滑移距离的方法一般是用游标卡尺，定期检查事先在主缆和索夹上做的 2 个标记间的相对距离获得。

3、锚碇、主鞍座的检测

（1）检测锚碇滑移情况、混凝土结构开裂情况；

（2）检测锚室内是否有积水；

（3）检测主鞍座和位置是否正确、有无锈蚀。

由上述检测内容可知，对于锚碇、主鞍座的检测主要使用目测的方法。

表 2-2 悬索桥的检测项目及常用仪器

3. 技术状况评定

桥梁技术状况评价是基于桥梁各部分构件、桥面及上、下部分结构及整体评价实现的。具体的评定流程图见图 2-8。

图 2-8 技术状况评价流程图

根据大跨桥梁整体技术状态评定的结果，参考规范，可对大跨桥梁整体技术状态进行评级。具体评级依据参见相关规范。

3.4承载能力评定

若现役桥梁出现下述情形，须对其做承载能力评定： ① 该桥的技术状况评级为四类或五类； ② 需提高荷载等级的桥梁； ③ 允许重型车辆通行的桥梁； ④ 曾遇地震、洪山等重大自然灾害或遭受过船只、车辆撞击等意外事故的桥梁； 一般，桥梁的承载能力鉴定内容如下：

（1） 桥梁缺损状况检查评定； 桥梁缺损状况鉴定，重点鉴定审查桥梁结构构或构件损坏缺失的分类、位置和损伤状况，判断该结构或构件可能会出现的状况及产生的不良影响，根据具体情况评级并确定缺损标度。 具体检查鉴定及取值方法参考《公路桥涵养护规范》及《公路桥梁技术状况评定标准规范》。

（2） 桥梁材料质量与状态鉴定； 鉴定内容主要包括以下方面：几何形态参数评定；恒载变化评估；材料强度评估；钢筋锈蚀点位评估；保护层厚度检查；自振频率检测评定；索力检测评定等。具体检测评定标准及判定依据参见《公路桥梁承载能力检测评定规程》。

（3） 桥梁承载力检算评定； 桥梁承载力检算评定包括强度、刚度、抗裂性和稳定性等。 检算内容包括：结构检测算数确定；配筋桥梁持久状况承载能力极限状态评定；桥梁正常使用极限状态评定；钢结构承载能力评定；拉吊索承载能力评定；地基评定等。 对于配筋混凝土桥梁承载能力极限状态，应根据桥梁检测结果按式（2-2）进行计算评定。其他检算内容参考《公路桥梁承载能力检测评定规程》进行。

（4） 必要时进行荷载试验评定。

荷载试验是为了获得桥梁在荷载作用下的现时工作情况，以此来判断结构的承载能力和使用状况的试验方法。包括静力试验荷载效率计算与结构校验系数及相对残余变形计算。 静力荷载试验效率的计算如式（2-3）：

判断桥梁承载能力满足要求，应符合下述任意条件：

① 关键截面测量点的静力荷载试验校验系数小于 1。 ② 关键截面测量点的相对残余变位或应变计算值低于 20%。 ③ 加载下结构裂缝宽度不高于限值，且卸下荷载条件下裂缝闭合的深度应超过扩展深度的 2/3。 ④ 加载条件下，基础无沉降变位情况出现。