湖北武大珞珈工程结构检测咨询有限公司 湖北武汉 430223
摘要：大跨预应力混凝土连续刚构桥融连续梁和T型刚构于一体，利用主墩柔性参与结构整体受力，使结构有较大跨越能力，尤其符合我国中西部地形特点。随着运营年限增加，预应力混凝土连续刚构桥的病害和问题也逐渐体现出来，例如箱梁底板、顶板和腹板开裂，钢筋锈胀，薄壁墩身开裂，跨中下挠过大及基础冲刷等。为保证桥梁正常运营与通行安全，需定期进行桥梁养护维修，而针对桥梁病害的检查与结构技术状况科学评估则是制订桥梁管养方案的技术基础。
关键词：检测；深水大跨连续刚构桥；技术；状况评估
引言
为了解某深水大跨连续刚构桥工作状况，对桥梁主体结构及附属构件进行外观检查与材质状况专项检查，结合水下摄像及探摸对主桥水下墩柱及承台进行检查，通过分析各构件病害标度与部件权重后综合评定全桥技术状况等级，为桥梁养护管理提出技术建议。
1 工程概况
某深水大跨连续刚构桥是连接当地工业园与居民区的重要通道，桥梁原设计荷载为城－A 级、人群荷载 3．0 kN/m2，主桥为连续刚构，跨径布置为 90 m+150 m+90 m，两岸引桥均为 3×30 m 预应力混凝土连续弯梁桥。桥面横向布置为 1．5 m（人行道）+15 m（行车道）+1．5 m（人行道）。桥面采用沥青混凝土铺装，为及时了解桥梁既存缺陷和病害对结构运营的影响，本文根据行业有关规范与该桥资料进行桥梁外观和材质状况等专项检查，运用水下摄像及探摸等方式对桥梁水下构件进行了检查，可为其他同类型桥梁的检测提供参考。
2 深水大跨连续刚构桥检测内容
根据现有大跨连续刚构桥共性病害和特点，桥梁现状检测主要内容如下：1）外观检查：对全桥上、下部结构及桥面系，结合目测与专项仪器进行全面检查，包括箱梁内外有无裂缝、渗水、露筋等；墩台是否开裂、外鼓、沉降等；护坡有无冲刷、铺砌缺损；桥面铺装与排水情况，伸缩缝是否有破损、淤塞等，桥头有无跳车现象；支座老化与偏位情况。2）构件材质状况与状态参数：按规范抽取主桥和引桥的代表性截面进行回弹强度、氯离子含量、保护层厚度及碳化状况等检测；结构自振频率实测值与理论值比较。3）专项检查：对墩顶偏位和桥面高层进行测量；根据现场情况，利用人工水下摄像及探摸，对主桥水下墩身破损、锈蚀等及承台冲刷进行检查。
3 桥梁技术状况评估方法
目前我国公路桥梁技术状况评估主要有JTGH11—2004《公路桥涵养护规范》、JTG/TH21—2011《公路桥梁技术状况评定标准》，两种评估过程如下。
3.1 《养护规范》方法
该方法基于加权算术平均、加权几何平均及两者综合进行一般评定或适应性评定：前者以检测资料为依据，引入部件权重或直接根据重要构件最差缺损状况进行打分评定，并判断桥梁技术状况等级；后者对桥梁实际承载能力进行评价，通常以特殊检查资料为基础，并结合结构验算或荷载试验。一般评定的流程为：1）按部件缺损的程度、发展趋势及对结构使用的影响，对桥梁各部件的缺损状况进行评定分类；2）将桥梁构件划分为17个部分进行评分，并规定上部主要承重构件、桥墩及基础、支座这三部分的构件评定时按照最差状态评分；3）根据各构件评分情况，按部件权重和评定计算公式计算技术状况得分值；4）根据技术状况得分，桥梁划分为1～5类，其中3～5类对应桥梁处于较差、差、危险状态。
3.2 《评定标准》方法
根据《评定标准》，公路桥梁技术状况评定采用分层综合评定与单项指标控制相结合，分层综合评定根据桥梁评估指标体系，按‘基层先评’的原则逐级打分。对所检桥梁，按桥型划分检查部件及权重，根据《评定标准》，刚构桥上部结构部件及权重见表1。单项控制指标，其技术状况应评为5类，例如上部结构落梁，结构明显出现大于规范值的永久变形，桥墩严重倾斜、下沉等。
4 大跨连续刚构桥设计思路
4.1 结构耐久性设计
结构耐久性设计采用以下方法进行控制：１）桥梁上部构造宜控制在蓄水位以上并不受水位变动的影响；２）适当提高结构混凝±强度等级：对于普通钢筋混凝主强度等级不应低于Ｃ２５，预应力混凝±强度等级不应低于Ｃ４０；３）控制最小水泥用量：普通钢筋混凝止用量不应低于２75ｋｇ／ｍ３，预应力混凝±用量不应低于３５０ｋｇ／ｍ３；４）适当増大混凝主中钢筋的保护层：上部结构中钢筋的保护层应不小于４．０ｃｍ，墳台中钢筋的保护层应不小于６．０ｃｍ，并应准确定位；５）必要时可设置贴面钢筋网：在墙台身、承台及容易出现裂缝的结构表面设置整体式Ｔ５-Ｔ８冷乳带肋焊接钢筋网。
4.2 水下墩柱及承台检查
两河口跨库大桥基础的设计以可靠的地质勘察成果作为依据，基础采用粧基并嵌入基岩，使之形成固端约束，有利于壞身及上部构造的稳定。对于两河口跨库大桥来说，高壞是其重要特征之一。在初步设计中，桥增的高度普遍在１７０ｍ左右，高嶺往往柔性较大，所以应将壞的稳定性、刚度作为重要问题考虑。由于增身较高，长细比较大，在自重及上部恒载、活载及风荷载作用下，壞身形成一弹性压杆，而且存在较大偏也及冲击振动，易引起压杆失稳而导致桥梁结构破坏。所以，设计时应对高壞的稳定性进行验算。位于水面以下的墩柱及基础等隐蔽构件无法通过常规方法检查成桥后的病害。目前，桥梁水下检测尚处在摸索和经验积累阶段，鉴于该桥下水质好、能见度尚可，本次采用水下摄像结合探摸进行检查，前期就水下检查内容和注意事项与专业潜水员进行沟通，在岸边完成相关准备后，根据天气情况进行水下检查作业。在桥壞的布置与设计计算时应注意以下问题；１）粧基的粧径应尽量统一，以便于施工。同时激身、壞柱的形式及截面尺寸也应尽可能的统一，便于采用相同的模板施工，而且能保证桥梁建成后的美观与协调。巧结构在计算时应考虑库区变动水位对桥梁结构的影响，还应考虑基础以下岩±中水的渗透性对基础带来的影响。３）桥域的布置应尽可能地避开河道中也。
1.3 计算方面
在计算方面，要解决空间效应与长期变形的计算问题，减小混凝土的长期收缩徐变。在结构布置上，要加强对结构刚度的控制，特别要加强对预应力钢束合理布置的研究，有意识地设置对结构长期挠度有利的防下挠束。在材料方面，要明确车辆、温度等可变荷载对预应力束的有效预应力、混凝土弹模、混凝土徐变的长期影响规律，提出大跨径预应力混凝土连续刚构桥采用高强混凝土合适的收缩徐变模型，并考虑环境变化、箱梁尺寸效应等影响因素对长期收缩徐变的修正。
结束语
总而言之，评定最底层的各类构件及病害描述较具体明确，由于深水大跨刚构桥的构造相对复杂，在检测中应遵循全面和接近的原则，尽可能配合必要的措施以检查所有构件，以准确反映结构病害程度。
参考文献：
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［4］中华人民共和国交通运输部．公路桥涵养护规范JTGH11—2004［S］．北京：人民交通出版社，2004．
［5］中华人民共和国交通运输部．公路桥梁技术状况评定标准JTG/TH21—2011［S］．北京：人民交通出版社，2011．
论文作者:胡小虎
论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期
论文发表时间:2018/5/25
标签：桥梁论文; 结构论文; 状况论文; 构件论文; 水下论文; 预应力论文; 病害论文; 《基层建设》2018年第8期论文;