浅谈检测斜拉桥结构桥梁的主要内容及方法

王文军

（山西省朔州路桥建设有限责任公司，山西 朔州 036000）

1 检测意义

斜拉桥是组合受力结构，斜拉索是其主要受力结构之一，广义上其应为体外预应力体系，受力性质和连续梁有本质不同。矮塔斜拉桥介于斜拉桥和连续梁之间，其主要特点为：主塔较低、每根斜拉索分别通过主塔顶部索鞍锚固在主梁两端，施工过程中一般不进行调索。

随着斜拉桥设计理论、计算手段的提高，以及结构风动稳定验证、施工控制等的应用，近年来，斜拉桥这种结构形式在国内外得到迅速发展，在斜拉桥设计、施工、使用过程中，尽管设计、施工、使用者对斜拉索采取了各种防腐、减隔振方法，但由于方法、工艺、材料等不合理，使得斜拉索腐蚀退化和振动疲劳衰减已经成为制约斜拉桥使用寿命的关键因素，如著名的MaraCaibo桥和Kohlbrand Estuary桥，前者在使用16年时换索，耗资5 000万美元，换索工期达2年，后者在运营3年就更换全部拉索，耗资6 000万美元，为原造价的4倍，最近几年，国内由于斜拉索腐蚀等原因进行的斜拉桥换索事例也时有报道。

国内也有多座斜拉桥在施工时间不到设计年限而出现病害而不得不进行维修的，如济南黄河大桥、广州海印桥、云南三达地大桥等等，其主要病害是斜拉索端部腐蚀、出现断丝、斜拉索防护破损、出现鼓胀，主梁开裂超限、桥面破损严重。

2 检测内容及方法

矮塔斜拉桥结构形式、受力特点有其特殊性，对其进行检测应结合其自身特点进行。

2.1 桥面标高测量

桥面标高变化是其受力现状的总体反应，结合斜拉桥斜拉索布置情况及结构特点，可选择支点、跨中、1/4、1/8等截面，分别测试桥梁中线、上、下游对应点桥面高程，并和设计（竣工）资料对比。

桥面高程测量方法：①将控制点高程引致桥面；②采用水准仪、全站仪将边跨支点、边跨3/4、跨中、1/4跨、支点、1/4跨、中跨跨中、3/4跨两侧紧贴防撞护栏边缘高程、坐标测出；③根据测量结果，整理得到桥面的高程及线形，并和设计（竣工）图比较，得出上部结构空间位置变化；④高程测量利用一台NA2水准仪进行二等水准测量；坐标测量采用徕卡TOPOCON全站仪。

2.2 主塔倾斜度测量

主塔倾斜度检查方法：①在每个主塔周围搭设钢管支架，用于人员的上、下；搭设的支架不得妨碍行车安全；②在塔顶景观段以下50 cm、塔底，量取主塔顺桥、横桥向截面中心，在塔顶中心位置挂设垂球，量取塔底中心处垂球偏离位置，得到主塔横桥向、顺桥向倾斜程度；③在采用垂球检测主塔倾斜度的同时，在塔顶顺桥、横向中心，分别布置反射镜片，利用全站仪测得该点的坐标，并和设计对比。

2.3 斜拉索索力测量

在施工过程中，要求每根斜拉索两端拉力误差不得超过±3%，两根对应拉索索力误差也不能超限，由于矮塔斜拉桥构造的特殊性，在使用过程中，如果施工过程塔顶灌浆质量出现问题，可能会引起主塔的倾斜及两端拉索索力的变化，因此，应对每根斜拉索索力进行检查。

索力检测采用环境击振的索力动测仪。索力检测方法：①将梯子安放在两排斜拉索中间，以便测试人员安放动测仪探头；②将索力动测仪探头直接绑在索导管外套钢管以上及白色PVC管上；③在无车时利用环境随机击振测得每根斜拉索的索力；④探头布置位置；⑤索导管检查。

在施工过程中，由于索导管安装位置差异、后期张拉斜拉索、纵向预应力钢筋影响及后期混凝土收缩、徐变影响，都有可能引起索导管位置差异，使减震器受力不匀，斜拉索可能一侧紧贴索导管，引起斜拉索局部受剪，造成斜拉索两向受力，可能引起钢丝断裂，拉索索力变化。

考虑安装实际情况，索导管检查可采用抽查方式，每个主塔两端各选择4根进行检查。

索导管检查方法：①将麻绳绑在斜拉索钢套管以上及钢套管上，将倒链连接两端麻绳，将外套钢管向上提起，使其与套环脱离；②轻轻向上敲击卡环，使卡环与索导管脱离，检查减震器使用情况，同时肉眼检查索导管内油脂填充情况、存水情况；③检查完毕后，将卡环重新安放好，将外套钢管落回到原来位置。

2.4 锚头、端部钢束锈蚀情况索导管检查

锚头及钢绞线端部应用防护罩覆盖，并用油脂填充，以防其锈蚀。

锚头端部钢束锈蚀情况采用抽查方式，每个主塔两端各不少于6根。

检查方法：①从进人孔进入箱梁内部；②打开斜拉索锚具后面防护罩；③检查防护罩内油脂填充情况、钢丝是否锈蚀；④检查完毕后，将防护罩中心安装好。

2.5 检查拉索是否存在鼓胀现象锚头、端部钢束锈蚀情况索导管检查

在检查索导管时，检查拉索PE防护层是否存在鼓胀情况。

2.6 主梁裂缝检查

检查主梁跨中下部、支点上部是否存在裂缝，如存在裂缝，观测裂缝宽度及分布，裂缝宽度检测采用裂缝宽度测试仪。

2.7 纵向钢筋锚固区、斜拉索锚固区裂缝检查

检查主梁纵向锚固区、斜拉索锚固区是否存在裂缝。

2.8 支座检查

（1）由于斜拉桥采用塔梁固结、墩梁分离的结构形式，在桥墩处设置有支座，应检查支座组件是否完好、脱空、错位等现象。

（2）肉眼检查支撑垫石是否出现裂缝。

（3）肉眼检查橡胶支座是否老化、开裂。

（4）肉眼检查四氟乙烯板是否完好。

（5）检查盆式橡胶支座固定螺栓是否剪断、螺母是否松动、钢盆外露部分是否生锈、防尘罩是否完好等。

2.9 结构振动特性测试

结构损伤对结构振动性能有直接影响，在汾河桥检测中，可利用过车随机测试结构自振频率、冲击系数、结构阻尼特性，自振频率测试结果可和理论分析结果进行对比，从而对结构进行评价。

结构振动测试采用941拾振器，拾振器分别布置在主跨跨中、边跨跨中的桥面上，不需任何处理，在随机过车时进行数据的采集，对数据分析后得到自振频率、冲击系数及结构阻尼特性。

随着新技术、新材料的不断采用，传统的养护方法已经显得过于落后，采用新型的结构健康监测方法对保证大跨结构的使用安全显得越来越重要。

适时监控拉索索力变化，掌握拉索受力状态，对结构安全使用十分必要。目前，国内对大跨桥梁使用过程实时监测越来越重视，一些桥梁在建设的同时，即安装有索力测试压磁传感器，以实现大桥安全的远程集中实时监控，这种远程集中实时监控技术在大跨桥梁——尤其是大跨斜拉桥斜拉索的使用中应该得到国内桥梁界的重视。

限于条件没有安装远程集中实时监控仪器的桥梁结构，在结构使用过程中，也不应只进行外观检测，可采取定时观测桥面标高、拉索索力等简单易行的措施，适时监控结构受力性能，以确保结构的使用安全。

因此，在斜拉桥日常运营过程中，应采取可靠方法，加强检测、监测工作，建立健康档案，以保证安全运营，并为可能出现的病害及时掌握、处理。

3 结束语

随着新技术、新材料的不断采用，检测斜拉桥结构桥梁的传统方法已显得过于落后，采用新型的结构健康监测方法对保证大跨结构的使用安全显得越来越重要。