钢管混凝土独塔斜拉桥承载能力检测及评估

黄光清

（招商局重庆公路工程检测中心有限公司， 重庆 400060）

0 引言

钢管混凝土是独塔斜拉桥施工中应用频率较高的一种专业技术，控制测量、外观检查、实体检测、荷载试验等项目的检查与承载能力检测评估在行业发展中占据着关键性作用[1]。高支模施工中需要从支撑设计、塔设和砼浇捣各个环节入手加强控制避免失误，以减少安全隐患，保证工程安全性和质量，确保支架施工安全。下面我们结合工程实例对建筑高支模施工技术进行分析探究。

1 工程概况

XX 道路XX 段K13+910.5 同心存2 号大桥为97.0m+62.5m 独塔钢管混凝土斜拉桥，桥梁全长176m。主跨拉索采用单索面，边跨拉索采用双索面，主梁为钢管混凝土、钢-混凝土组合梁结构。主跨段采用1 根Φ1120×18mm 钢管作为主纵梁，2 根Φ800×12mm 钢管作为边纵梁；边跨采用2 根Φ1120×18mm 钢管作为主纵梁，2 根Φ800×12mm 钢管作为边纵梁，钢管内均灌注C55 自密实微膨胀混凝土。主塔采用钢管混凝土结构，下塔柱采用花瓶式混凝土实心墩。本桥加固后桥面横向布置为2.5m 人行道+2.0m 非机动车道+0.5m 护栏+7.5m 车行道+4.0m 中央分隔带+7.5m 车行道+0.5m 护栏+2.0m 非机动车道+2.5m 人行道。

设计荷载：城-A 级，人群荷载3.5kN/m2；

设计车道（加固改造后）：双向4 车道。

本次钢管混凝土施工中，承载能力检测评估主要涉及主梁应变静载试验结果、主塔应变静载试验结果、位移静载试验结果、索力静载试验结果、主梁外观检查结果；桥梁动载试验结果等。

2 钢管混凝土独塔斜拉桥承载能力检测及评估

2.1 实体检测项目

钢管混凝土独塔斜拉桥承载能力检测中，主检测项目包括混凝土强度检测、主要结构尺寸检测、钢筋保护层厚度检测、桥台与下塔柱垂直度检测、铺装平整度检测、桥面横坡检测、桥面抗滑检测。

2.2 施工检查评估

主要内容包括控制测量结果、桥梁外观检查结果、桥梁实体检测结果、桥梁静载试验结果、桥梁动载试验结果等内容。

2.3 可行性借鉴

某大桥不能满足城-A 级，人群荷载3.5kN/m2 的正常使用要求。依据桥梁实体检测结果中对混凝土强度、桥梁主要尺寸测点、钢筋保护层厚度、桥台与下塔柱垂直度共对3 个墩台6 个方向、铺装平整度、桥面横坡、桥面抗滑构造深度等进行综合检测。

由于施工过程中斜拉索内力配置的不合理性，改变了原有结构的受力状态，是该桥病害产生的主要成因。基于此，在独塔混合梁斜拉桥承载力检测与评定中，外观检测、线形测量及索力测试配合静力效应及动力性能结构测定。在桥梁结构有序工作状态下，对桥面线形、索力差、结构刚度、强度等进行规范要求；桥梁整体动力特性良好，承载能力满足设计及规范要求。

严格《公路桥梁荷载试验规程》（JTG/T J21-01-2015）《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T J21-2011）、《公路桥梁荷载试验规程》（JTG/T J21-01-2015）《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T J21-2011）等试验标准，上塔柱垂直度测量中3 个上塔柱塔柱与桥塔设计中心线相比在纵、横向均存在偏位；桥面纵向线形不平顺，拟合的桥面纵坡为0.4%。试验总的设计要求中，通过全面检查桥梁，对工程数量进行核查、对主要构件尺寸、构件安装位置、设计文件等进行复核，以确保钢筋混凝土桥梁结构无遗漏。而实际的钢管混凝土独塔斜拉桥承载能力检测及评估，对进一步判断结构是否满足设计荷载正常使用要求、荷载试验中新的病害存在的可能性及其基本养护细则，并从直接程度上确保桥梁发挥最大效应。

运用过路车来测出既有钢筋混凝土桥梁动态参数 ,利用所得振型评定桥梁承载能力。该方法可以实现在线评定 ,简便易行且有很好的精度 ,利用该方法评定桥梁可以节约大量经费 ,为既有桥梁的加固提供可靠数据。

2.4 研究综述

静动载试验测试环节，通过对主梁控制截面应变、桥面板局部应变、主梁挠度、塔顶纵向偏位及塔根应变等静力参数进行数据计算和分析，从直接程度上控制桥梁冲击系数、自振频率和振型等动力响应参数，对同类桥梁承载能力分析借鉴意义较大[1]。以在建项目为例，钢混凝土组合独塔部分斜拉桥结构下独塔部分斜拉桥，融合空间杆系与实体有限元分析方法，对结构体系、承载形式、钢混结合形式、截面构造、拉索锚固等进行结构受力要求，直接程度上提升施工性能，确保施工经济效益最大化[2]。基于既有拓宽工程斜拉桥与既有主桥组成"姊妹桥"的施工建设中，着重从地基条件、周边环境、结构特点、工期等方面加以改进[3]。

就实测应力、挠度、动力特性与理论计算值校验后，得出桥梁的刚度和承载能力满足设计要求[4]。应用材料力学理论及Midas 有限元模型，就各受力部件的最大应力和最大变形进行稳定性强度验算[5]。

3 结语

基于此，封闭桥梁交通；对桥梁进行特殊检查，并采取相应的处治措施，对桥梁未来改造具有重要的意义。本研究基于钢管混凝土独塔斜拉桥承载能力检测及评估，从实践领域提升独塔斜拉桥荷载承受力，具有重要的研究价值，在后续施工环节应重点予以关注。