项目团队紧密结合我国公路桥梁检测评定技术现状,通过大量实桥调研,以及总结国内外先进研究成果,以在役钢筋混凝土箱型拱桥为对象,从安全性评估、耐久性评估、检测技术与设备研发等方面开展研究,形成了“在役钢筋混凝土箱型拱桥可靠性评估技术及检测关键设备研发”成果,对于提升我国在役箱型拱桥检测和养护水平,降低该类桥梁的全生命周期成本,具有十分显著的意义。
我国在役箱型拱桥存在的主要问题
主拱拱轴线偏离、拱上建筑(包括立柱及其盖梁和系梁、桥道梁或板等)开裂、吊杆断裂及其引起的桥面局部坍塌、结构振动偏大、拱圈强度分布不均、拱脚混凝土开裂乃至压碎、洪水期拱脚被淹等病害。
这些病害导致箱型拱桥的可靠性有所下降,突出表现为承载能力不足、使用功能退化、抗灾能力下降、耐久性降低,甚至有些病害已经成为桥跨结构整体破坏的严重隐患。
材料耐久性试验模型及实测效果
混凝土缺陷测试试验模型及结果图
设备软件界面
该项目成果形成了一系列创新技术,其中包括建立了基于实测主拱轴线,在役钢筋混凝土箱型拱桥主拱圈永久作用效应计算方法及主拱圈可靠度指标,构建了在役钢筋混凝土箱型拱桥安全性评估模型与指标体系;提出了基于结构性能(位移、承载力、自振特性等)的桥道系整体稳固性评定指标及相应的检测标准;提出了基于可靠度的钢筋混凝土箱型拱桥主拱圈、拱上立柱、桥道系耐久性寿命评估方法;研发了基于激光测距与近景摄像测量的主拱圈几何线形测量设备;开发了拱圈线形测量软件;实现了快速准确地描述主跨跨径80米以内拱桥的主拱轴线,现场检测效率提高2倍以上,检测精度达到毫米级;提出了拱桥吊杆及拱圈连接部位病害检测方法及技术体系。
项目研发的在役箱型拱桥安全性评估技术、耐久性评估技术、检测技术及设备,可直接服务于在役箱型拱桥的养护业务——检测、安全性及耐久性评价、加固改造,形成在役箱型拱桥养护业务全链条服务能力,其成果已在多个工程项目应用。
其中,拱轴线测量设备已在北京昌平区昌赤路花海七孔桥推广应用;针对中承式拱桥的吊杆,项目团队利用磁致导波技术进行无损检测,桥梁吊杆长度10米至50米不等,项目团队还共对40根拱桥吊杆开展了无损检测工作,并对有异常测试信号的吊杆进行了分析。
拱轴线现场测量