城市快速路桥梁定期检测研究

摘要 城市快速路桥梁作为通行的重要组成部分之一，为了确保其安全运营，需对桥梁进行定期检测，以便及时发现并处理桥梁病害。文章以某桥梁为例，首先通过外观检查和索力测量的方法对桥面系、上部结构（梁式桥）、上部结构（拱式桥）、下部结构、支座、其他附属设施进行了检测，然后通过检查桥梁的缺陷和损伤判断其产生的原因，得出桥梁完好状态等级评定为合格级、全桥吊杆索力处于稳定状态的结论，最后根据桥梁的缺损情况对各类病害提出了针对性建议。

关键词 城市快速路；桥梁；定期检测；病害；建议

中图分类号 U455 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2024）22-0144-03

0 引言

城市快速路桥梁作为城市的主要纽带，其健康状况对于确保人民群众的安全出行至关重要[1]。然而，不可避免的老化问题及其他各类因素，使得桥梁可能存在各种未知的潜在危险，而这些危险的存在严重影响了桥梁及整个交通系统的安全运行[2-3]。因此，快速路桥梁的定期检测变得至关重要，其不仅能确保桥梁的结构完实，还能避免由于桥梁状况不良而导致的安全事故[4-5]。在这个背景下，该文通过外观检查和索力测量的方法进行桥梁结构的检测，判断缺陷及损伤产生的原因，综合评判检测结果并给出建议，以实现提高桥梁安全性的最终目标。

1 工程概况

1.1 桥梁概况

桥梁总长1 205 m，引道总长180 m，属于特大桥。桥梁横向布置为双向六车道的分离式双幅桥，桥梁孔跨布置：主桥为一联（70+135+160+135+70）m的V形刚构-连续组合梁，北引桥为10孔30 m的预应力混凝土简支T形梁，南引桥为4×40 m+5×35 m的预应力混凝土简支T形梁，北侧引道长93 m，南侧引道长87 m。下部构造：主桥的10号、15号墩为简支梁与组合梁边跨的过渡墩，均采用双柱式桥墩，墩顶设盖梁；11号、14号墩为连续梁桥墩采用钢筋混凝土板式墩，12号、13号墩为V形支撑，承台15号墩采用工字形，11号、12号、13号、14号均采用矩形；引桥的桥台采用一字式桥台，桥墩采用双柱式桥墩，上设盖梁，基础均为钻孔灌注桩基础。桥面铺装采用沥青混凝土，主桥采用GPZ系列盆式支座，引桥采用GJZ、GJZF4系列板式橡胶支座。桥面设人行道部分总宽为32 m，不设人行道部分总宽为28 m。桥梁结构型式信息如表1所示，桥梁结构型式信息一览表如表2所示。

1.2 历史检测及维修加固情况

（1）2020年，广州市市维检测有限公司对该桥进行了定期检测，根据《城市桥梁养护技术标准》（CJJ 99—2017）的评定方法，该桥主桥技术状况评定为合格级，处于合格状态；左幅引桥的技术等级评分为79.3分，评定等级为C级；右幅引桥的技术等级评分为79.7分，评定等级为C级。

（2）2021年，广州交投工程检测有限公司对该桥进行了定期检测，根据《城市桥梁养护技术标准》（CJJ 99—2017）的评定方法，该桥左幅主桥的技术等级评分为75.9分，评定等级为C级；左幅北引桥的技术等级评分为87.7分，评定等级为B级；右幅南引桥的技术等级评分为84.3分，评定等级为B级；右幅主桥的技术等级评分为77.7分，评定等级为C级；右幅北引桥的技术等级评分为86.7分，评定等级为B级；右幅南引桥的技术等级评分为85.3分，评定等级为B级。

（3）2022年，广州交投工程检测有限公司对该桥进行了定期检测，根据《城市桥梁养护技术标准》（CJJ 99—2017）的评定方法，该桥左幅主桥的技术等级评分为77.5分，评定等级为C级；左幅北引桥的技术等级评分为88.3分，评定等级为B级；右幅南引桥的技术等级评分为84.0分，评定等级为B级；右幅主桥的技术等级评分为77.7分，评定等级为C级；右幅北引桥的技术等级评分为88.17分，评定等级为B级；右幅南引桥的技术等级评分为87.8分，评定等级为B级。

（4）2023年，管养单位对北引桥上下部结构裂缝及混凝土缺损进行了修补，北引桥L0#、L1#、R5#～R7#、L10#、R10#墩顶支座已更换；主桥箱梁箱外裂缝和混凝土缺损部分已修补，箱内裂缝均已修补，L10#、R10#墩柱裂缝均已修补、涂装，L10#、R10#墩顶盆式支座已更换；南引桥L23#墩顶支座已更换，R24#跨T梁翼板裂缝均已修补。

1.3 检测目的

（1）通过对桥梁缺陷和损伤的检查，查明缺陷和损伤的部位、性质和严重程度，初步判断缺陷及损伤产生的原因。

（2）根据桥梁的缺损情况，对桥梁的技术状况等级进行评定，并针对各类病害提出处治建议。

2 桥梁检测内容与方法

2.1 桥梁检测内容

根据大桥现状情况，此次主要对桥面系、上部结构（梁式桥）、上部结构（拱式桥）、下部结构、支座、其他附属设施进行检测。

2.2 桥梁检测方法

外观检查方法以人工目测为主，以临时支架为平台，采用激光测距仪、裂缝观测仪、钢卷尺等仪器设备对各部位进行近距离检查，检查部位的缺陷，如混凝土构件的裂缝、碎裂、剥落、层离、蜂窝、空洞、环境侵蚀和钢筋锈蚀等病害，确定病害的位置和尺寸，并在病害处用粉笔或喷漆进行标记并做记录描述及拍照。

索力测量采用随机振动测量方法进行。吊杆及系杆在环境激励下引起振动，通过加速度传感器拾取索的振动信号，利用专用软件进行频谱分析后求得索的各阶振动频率，然后利用弦振动理论和索力与频率之间的关系进行索力计算，最终得到实测索力。

3 桥梁检测结果分析

3.1 主桥

（1）主跨拱肋箱外部分钢构件涂层劣化，箱内部分钢结构表面轻微锈蚀。新光大桥长期处在高温、高湿的自然环境，阳光暴晒、雨水侵蚀等均会造成涂层的劣化，出现涂层起皮、剥落等病害，进而造成钢构件锈蚀。

（2）主跨梁格体系共计84道横梁、309道纵梁、299个横纵梁节点等钢构件存在涂层起皮、剥落、锈蚀等病害。病害原因可能是新光大桥桥址处的气候湿润多雨，跨越珠江水道，大气相对湿度大，桥梁钢结构构件在长期的大气腐蚀作用下，使表面涂层出现不同程度的劣化、剥落、锈蚀等现象。

（3）下部结构主跨三角钢架拱座左右侧面涂层均存在竖向、斜向开裂现象，缝宽0.08～0.28 mm；斜腿左右侧面涂层仍存在竖向、斜向的开裂现象，缝宽0.10～0.24 mm，此类病害会影响结构耐久性；系梁左右侧面及底面均存在裂缝，裂缝长0.40～5.60 m，宽0.04～0.20 mm，呈断续状，部分裂缝从底面延伸至腹板，个别裂缝长度贯通系梁梁底。三角钢架系梁在车辆荷载长期作用下，可能对结构造成一定的预应力损失，导致混凝土材料产生拉应力，从而导致系梁底面产生横向裂缝，且部分裂缝向侧面发展。三角钢架是该桥的主要承重构件，直接承受着桥梁上部结构及交通车辆的重力。

3.2 引桥

（1）上部结构存在的主要病害如下：1-1#、1-2#、2-1#、2-2#、8-2#、9-2#等6片箱梁共存在33条裂缝，分别为腹板竖向裂缝（29条）、底板纵向裂缝（3条）及翼板横向裂缝（1条），其中部分腹板的竖向裂缝延伸至底板呈L形，裂缝长为0.50～3.00 m，宽为0.06～0.20 mm，根据《城市桥梁养护技术标准》（CJJ 99—2017）表5.3.2要求，预应力混凝土构件不允许出现结构裂缝；此类裂缝可能为混凝土构件受正弯矩或混凝土收缩作用，使构件受弯拉作用超过混凝土抗拉极限所致，建议及时进行封闭处理，图3为引桥8#墩泄水管缺损图。

（2）下部结构主要病害如下：9个桥墩盖梁大小里程面分别存在1～11条竖向裂缝，裂缝长0.25～2.50 m，宽0.06～1.00 mm。此类病害可能为混凝土构件受负弯矩或混凝土收缩作用，使构件受弯拉作用超过混凝土抗拉极限所致，建议及时进行封闭处理，图4为1-2#梁底板空洞图。

4 吊杆、系杆索力检测结果

（1）全桥114根吊杆中上下游两侧拱脚附近D1、D15、D16、D1’、D15’、D16’共12根吊杆由于长度极短，故无法准确测定其频率，因此未在报告中表明。其余102根吊杆索力与2022年结果相比偏差均在10%以内；下D6、上D17’、下D29吊杆索力与2009年相比变化较大，可能由于现场试验环境（如车辆荷载、试验温度等）与2009年存在差异所导致。其余吊杆索力与历年测试结果相比总体变化不大，基本处于稳定状态，建议加强对索力变化较大的这3根吊杆进行观测。

（2）各主拱肋吊杆组合力与历年测试索力的对比结果表明，与2023年检测结果相比，上、下游侧各孔跨吊杆合力变化率均小于5%，6片拱肋的受力均处于稳定状态；与2009年检测结果相比，上、下游侧各孔跨吊杆合力变化率均小于5%，6片拱肋的受力均处于稳定状态。

（3）此次系杆索力测试结果与历年测试结果相比变化不大，与2009年检测结果相比，单根系杆的索力变化率未超过10%，上、下游侧系杆索力合力变化率均未超过5%，说明中跨系杆索力基本处于稳定状态。

5 结论与建议

5.1 结论

根据《城市桥梁养护技术标准》（CJJ 99—2017），某大桥主桥为I等I类养护，其桥梁完好状态等级评定为合格级，该大桥引桥桥梁状况指数BCI为86.3分，评定等级为B级。

全桥吊杆索力与历年测试结果相比总体变化不大，除下D6、上D17’、下D29吊杆索力变化率超过10%，其余吊杆索力变化率均在10%以内，基本处于稳定状态。上、下游侧各孔跨吊杆合力变化率均小于5%，6片拱肋的受力均处于稳定状态。

5.2 建议

为保证该桥梁运营安全，建议尽快对新光大桥三角钢架裂缝、边跨横梁裂缝、吊杆渗油等问题进行处理；对横梁、纵裂等主要承重构件存在的裂缝进行及时处理；对混凝土表层缺陷、风化剥落的钢构件涂层、桥面系病害等进行定期维护。具体建议措施如下：

（1）对预应力混凝现浇箱梁腹板竖向裂缝、三角钢架裂缝、预应力盖梁竖向裂缝采用环氧砂浆进行封闭处理，并采取相应的加固措施。

（2）对主跨钢横纵梁节点和轨道梁个别缺失、松动螺栓进行复拧和安装。

（3）对于系杆涂层出现龟裂，以及个别系杆锥形锚存在密封橡胶条老化开裂、锈蚀等病害，建议及时对系杆锥形锚进行修复，重新进行密封处理。

（4）对拱脚箱内锈蚀构件进行除锈防锈处理。

（5）对主跨下D17～D18吊杆、北边跨上D2、下D10、下D12吊杆、南边跨上D13’～D14’吊杆等27根存在渗油的吊杆及锚头及时进行处理，更换防锈油及防水渗透装置，同时进行定期检查及养护。

（6）对主跨拱肋C31横撑、主跨H22-7#等钢构件涂层起皮、龟裂、剥落等病害进行及时处理，以防止病害进一步发展成锈蚀；对已经存在锈蚀的钢构件，应做专项除锈维修处理，然后重新涂刷防腐涂层；对主跨拱肋检修孔缺失松动的螺栓进行恢复和复拧；对拱肋锈断栏杆及时进行维修。

（7）对于钢筋混凝土构件的裂缝，宽度lt;0.15 mm的裂缝采用环氧砂浆进行表面封闭，而宽度≥0.15 mm的裂缝则采用压力灌浆法进行封闭。

（8）对盆式支座未切断的临时锚固进行切断，清除支座处垃圾，并对锈蚀支座定期进行除锈阻锈处理。

（9）针对左幅7#跨箱梁小里程梁端锚板外露，对锚垫板锈蚀进行除锈阻锈后，及时对未封锚混凝土进行封锚处理。

（10）对D6、上D17’、下D29吊杆的索力加强观测，及时了解其索力变化状况并判断其变化原因。

（11）加强日常养护及常见病害的处理，保证结构耐久性，对桥面、上部结构和下部结构的其他裂缝和缺陷进行修补。

（12）按照现行《城市桥梁养护技术标准》（CJJ 99—2017）中有关规定对桥梁进行养护管理，保持桥面平整性及行车舒适性，保证桥梁结构的安全性和耐久性，及时处治桥梁既有病害。

参考文献

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[5]张亚楠.城市桥梁定期检测技术研究[J].交通世界，2022（13）：38-40.