1 九江大橋狀況
為確保橋梁的運營安全, 需要對舊橋進行必要的檢測,下面以九江大橋為例,介紹橋梁檢測的內(nèi)容及方法。
九江大橋位于325 國道廣東南海段,該橋全長1675.2m ,主跨為2×160m 獨塔雙索面斜拉橋。拉索呈豎琴形布設(shè),斜拉索采用設(shè)計強度為1600M Pa的非鍍鋅鋼絲,外包熱擠PE 層防護。該橋于1988 年6月建成通車,在運營期間, 隨著恒載增加、混凝土徐變等的綜合影響,主梁發(fā)生明顯下?lián)?,薄層PE 索套受損,拉索鋼絲發(fā)生銹蝕,下錨頭積水,對運營安全構(gòu)成威脅。1998 年10月~2000 年9月分別更換了98根銹蝕較嚴(yán)重的拉索,46根拉索未換。為掌握該橋換索后結(jié)構(gòu)整體狀況,2002 年6 月又對九江大橋進行了全面檢測,并對檢測發(fā)現(xiàn)的缺損進行評價,并提出處理建議。
2 檢測內(nèi)容及方法
2.1 檢測內(nèi)容及檢測方法
根據(jù)公路養(yǎng)護、施工、檢測技術(shù)規(guī)范的要求,對九江大橋以下項目進行了全面檢測。
(1) 斜拉索索力:索力測量是采用隨機振動測量方法進行測試的。拉索在風(fēng)載和大地脈動等作用下引起振動,通過安裝在拉索上的加速度傳感器拾取索的振動信號,振動信號經(jīng)電荷放大器放大后送到數(shù)據(jù)自動采集處理系統(tǒng)及計算機,并通過專用軟件進行頻譜分析后求得索的各階振動頻率,然后利用弦振動理論和索力與頻率之間實測的標(biāo)定系數(shù)進行索力計算,最終得到實測索力。本次對該橋144 根拉索全部進行了檢測。
(2) 斜拉索錨頭:斜拉索錨頭檢測主要利用橋梁檢測車,采用直接接觸式,對144 個下錨頭的防護、滲水、銹蝕等情況進行檢查,通過主跨爬梯,對144個上錨頭直接進行銹蝕防護等情況檢查。
(3) 橋面高程及主跨位移:橋面高程分兩部分,一是主跨斜拉索處橋面高程,每斷面一對索設(shè)一個點,二是全橋主要控制點高程, 主橋連續(xù)箱梁及主跨斜拉索部分以跨中控制,引橋以墩頂控制。在各控制點處橋面兩側(cè)設(shè)長期觀測點,埋置銅釘,采用N3精密水平儀配銦鋼尺進行測量,計算各測點高程,并與以前測量數(shù)據(jù)或設(shè)計值進行對比。主塔位移通過布設(shè)控制網(wǎng),在塔頂上安設(shè)棱鏡,在控制點上利用全站儀進行觀測,以后觀測數(shù)據(jù)與之進行對比。
(4) 主橋連續(xù)箱梁:主橋連續(xù)箱梁檢測分室內(nèi)、室外兩部分進行。箱梁外側(cè)檢查主要利用橋梁檢測車,對箱梁主要控制斷面的底板、腹板、翼板裂縫、混凝土破損等進行檢查,并利用刻度放大鏡測量裂縫寬度。箱梁室內(nèi)主要是派員進入箱內(nèi),對箱梁頂板、腹板裂縫及滲水等進行檢查,并利用刻度放大鏡測量裂縫寬度。
(5) 全橋橋面系:主要對鋪裝層裂縫、坑槽、伸縮縫、泄水孔、防撞欄等進行檢測, 通過鋼尺等測量各種缺陷情況,并拍照記錄存檔。
(6) 引橋板梁:用望遠鏡進行全面普查,對較嚴(yán)重或有懷疑部位采用橋梁檢測車再進行詳細(xì)檢測,記錄并測量裂縫位置、長度及寬度等。
(7) 墩臺:主要對墩臺裂縫、擋墻沉降、開裂、混凝土剝落等, 直接進行測量、記錄,并拍照存檔。
(8) 支座錯位與變形:對連續(xù)箱梁及主跨箱梁支座,利用橋梁檢測車進行直接檢查,引橋支座主要利用望遠鏡進行普查,對有懷疑或病害較嚴(yán)重的再用橋梁檢查車進行詳細(xì)檢查。
3 檢測結(jié)果
(1) 斜拉索索力
斜拉索實測主頻對照情況,大部分索在2002年6月(本次觀測) 實測值與2000 年9 月(調(diào)索并安裝減振器后觀測) 實測值接近,但JA 8 拉索主頻由1.484 Hz 增至1.855 4 Hz,JB 8 由1.468 Hz 增至1.791 3 Hz,JB9 由1.484 Hz 增至1.660 1 Hz,ZA 15 由0.896 6 Hz 增至1.027 6 Hz。相應(yīng)索力分別增加44.3 t,2817 t,58.5 t,75.1 t,實測總索力均較2000 年8 月實測值大,但與設(shè)計總索力值較接近,說明斜拉索內(nèi)力值尚較合理。
(2) 斜拉索錨頭
全橋共有斜拉索144 根,上、下錨頭共288 個,其中尚未更換的斜拉索有46 根,錨頭共92 個,但舊索錨頭也同新索一起,全部經(jīng)除銹防護。本次對上、下錨頭全部進行外觀檢查,檢查情況如下。
①21 根下錨頭有滲水現(xiàn)象,檢查時仍在滴水,其中有2 根為新更換的拉索。
②大部分下錨頭保護仍完好,但有5 個下錨頭已沒有保護蠟,錨頭開始生銹,一個下錨頭螺紋已銹蝕。
③大部分上錨頭均沒有保護蠟。
④全部錨墊板均有不同程度的銹蝕,均未經(jīng)處理。
⑤上錨頭套筒均有不同程度的銹蝕,均未經(jīng)處理,下錨頭套筒已全部除銹,并涂上防銹油漆。
(3) 橋面高程及主跨位移。
①主跨斜拉索處橋面高程: 由高程觀測結(jié)果看,本次實測值與2000 年8 月實測值基本一致, 基本穩(wěn)定。
②全橋控制點橋面高程。由實測的相對高程與原設(shè)計標(biāo)高對比可知,結(jié)構(gòu)變形最大的為22 跨跨中下游側(cè),變形為- 30.8 cm ,上游側(cè)變形為- 18.7 cm;21 跨跨中下游側(cè)變形為- 14.8 cm ,上游側(cè)變形為-15.1 cm;18 跨跨中上游側(cè)變形為- 9.0 cm; 4 號墩的上、下游側(cè)分別下沉14.6 cm、15.2 cm , 5 號、6號墩的下游側(cè)分別下沉8.2 cm、8.6 cm。
③主墩位移長期觀測:在主墩的兩側(cè)墩頂上埋設(shè)棱鏡,岸邊埋設(shè)固定點為基準(zhǔn)點,對主墩位移長期觀測監(jiān)控,這次是布設(shè)控制點及初讀數(shù)為今后的觀測提供原始數(shù)據(jù)。
(4) 主橋連續(xù)箱梁
在頂板中部及頂板倒角處有裂縫, 尤其是湛江方向連續(xù)箱梁,由22~ 26 號墩,左右兩幅箱梁頂板中間,均存在1~ 3 道縱向裂縫,縫寬為0.1~ 0.25 mm; 廣州方向兩幅箱梁頂板中間的縱向裂縫相對較少,主要出現(xiàn)在下游幅18~19 跨,上游幅14~16 跨;大部分橫隔墻門洞上有1~3 道已貫通全高的豎向裂縫,與頂板裂縫連通,縫寬0.1~ 0.25 mm。
主橋連續(xù)箱梁頂板有空洞,尤其是湛江方向,頂板倒角處,均存在直徑約為10 cm 的施工孔,施工孔用木塊或水泥紙堵塞,故造成該處漏水,上游幅有4跨漏水比較嚴(yán)重。
(5) 橋面系
該橋橋面凈寬15.5m ,原橋面鋪裝為8~12cm厚鋼筋水泥混凝土鋪裝,后加鋪3~5cm 厚的瀝青混凝土。橋面系檢查主要情況如下。
該橋在行車道輪跡帶處及人行帶邊緣普遍存在鋪裝層脫皮、露骨現(xiàn)象,湛江側(cè)主橋、引橋橋面鋪裝有坑槽、瀝青擁包等現(xiàn)象,部分橋面鋪裝在跨中出現(xiàn)縱向裂縫, 在墩頂處出現(xiàn)橫裂、龜裂等, 經(jīng)統(tǒng)計橋面系破損率為12.52%。
該橋大部分伸縮裝置被砂石堵塞,個別伸縮縫被瀝青堵塞或擠壓變形,起不到伸縮作用,特別是13 號墩及36 號墩墩頂伸縮裝置, 部分錨固筋已斷
裂或全部斷裂,造成嚴(yán)重的跳車或伸縮縫裝置上翹,影響行車安全。主跨伸縮裝置完好, 未有明顯破損。
個別泄水孔堵塞或損壞,欄桿除個別處有部分混凝土剝落、露筋外,其余均完好。
(6) 引橋板梁
本次檢查發(fā)現(xiàn)湛江方向有3 跨在橋底修建房屋,磚墻頂住板梁底板,沒留空隙,影響板梁變形。
(7) 墩臺
大部分立柱及蓋梁外觀完好, 處于正常工作狀態(tài), 但也發(fā)現(xiàn)以下問題。
36 號墩頂帽梁上堆積大量砂石、雜物,并長有一顆直徑> 5 cm 小樹,連續(xù)梁端與帽梁墊高塊頂死,影響伸縮。0 號墩左、右兩側(cè)擋墻均開裂,錐坡雜草較多。21 號墩主塔有2 道豎向裂縫,縫寬0115 mm。
(8) 支座
本次對全橋支座進行了普檢, 并對13 號墩、20號墩、22 號墩、36 號墩頂盆式支座進行詳細(xì)檢查, 13號墩頂支座完好, 36 號墩由于帽梁頂有大量砂石、雜物影響及橋面伸縮裝置破壞, 漏水嚴(yán)重, 砂石雜物積存大量雨水, 支座周圍鋼板、梁底鋼墊板均銹蝕嚴(yán)重,并影響支座工作。20、22 號墩頂主跨箱梁支座,由于斜拉橋箱梁長期伸縮作用,支座被磨削出橡膠皮,支座減薄> 1 cm ,其他墩頂支座較好,仍處正常工作狀態(tài)。
4 結(jié)論
綜上所述,九江大橋主要結(jié)構(gòu)目前未有嚴(yán)重缺陷,全橋整體狀況尚處正常工作狀態(tài),但局部存在缺損。根據(jù)以上檢測情況,提出以下建議。
(1) 沒有保護蠟的下錨頭應(yīng)立即進行除銹,并涂封油脂和工業(yè)石蠟混合物進行防銹和密封。
(2) 建議對滲水的21 根索梁端套筒內(nèi)灌注料、減振器、密封水硅膠等重新檢查,有欠飽滿的應(yīng)重新封閉。
(3) 對未進行防銹處理的下錨頭錨墊板及上錨頭套筒,應(yīng)進行除銹處理, 并涂上防銹油漆。
(4) 上錨頭大部分保護蠟已脫落,應(yīng)重新進行清除灰塵,涂封油脂和工業(yè)石蠟混合物。
(5) 由索力觀測結(jié)果可知,斜拉索內(nèi)力調(diào)整合理。但由于個別索變化稍大, 仍需對斜拉索進行定期觀測跟蹤。
(6) 主橋箱梁頂板裂縫、空洞多,原施工留下的施工孔,漏水嚴(yán)重,應(yīng)進行修補,頂板滲水裂縫,在橋面鋪裝處理完畢后,可用環(huán)氧清漆封閉,防止結(jié)構(gòu)鋼筋氧化銹蝕。
(7) 應(yīng)及時對橋面鋪裝進行修補。
(8) 伸縮裝置已破壞的,應(yīng)立即更換。
(9) 應(yīng)盡快清理36 號墩帽梁頂砂石、雜物等。
(10) 主跨箱梁支座有磨損現(xiàn)象,應(yīng)定期跟蹤檢查。
(11) 盡快拆除橋底所建部分房屋,以利板梁變形,防止底板壓裂。