楊秋娥， 丁念明

(湖南省高速公路集團有限公司， 湖南 長沙 410022)

懸索橋在運營過程中因“剛度小”的特點，在車輛荷載作用下會產生較大變形和振動。加上懸索橋常處于潮濕、復雜和惡劣的山區(qū)環(huán)境，這種環(huán)境會不可避免地對橋梁各部件特別是纜索造成不同程度的損傷，而對于懸索橋這種特殊橋型，輕微的損傷都會造成其永久危害。因此，對懸索橋進行定期檢查和技術狀況評定極其重要。針對某運營25年的鋼結構懸索橋，楊健等通過外觀檢查、主纜線形和鋼桁架變形測量等，分析、評估其性能狀態(tài)，并提出建設性的養(yǎng)護管理措施；肖輝等對四川印把子溝跨線懸索橋進行定期檢測，為橋梁養(yǎng)護管理提供參考。該文對湖南高速公路某懸索橋進行客觀、詳實的檢查，了解其總體技術狀況，提出有針對性的養(yǎng)護、維修或加固處治建議，為下一步的養(yǎng)護施工提供工作范圍及技術支持，確保橋梁的安全運營。

1 工程概況

某懸索橋橫跨峽谷，谷頂寬約420 m，谷頂與谷底高差達280 m左右，是湖南省內高速公路上的一座特大型橋梁。橋梁全長1 194.20 m，兩座主塔高度分別為137.488、123.192 m，跨徑布置為(200+856+190) m。鋼桁梁全長854 m，桁高6.5 m，桁寬28 m，節(jié)間長度6 m(見圖1)。橋塔下橫梁處設豎向支座及橫向抗風支座，跨中設柔性中央扣。全橋共69對吊索，吊索標準間距為12 m，端吊索至索塔的距離為20 m。索塔采用門式框架結構，兩岸錨碇均采用重力式錨碇。其標準橫斷面見圖2。

2 橋梁定期檢查

為全面掌握該橋使用狀況，評估其結構性能，從而校核橋梁基本數據信息、完善和更新橋梁管理系統數據庫，并為橋梁管養(yǎng)提供基礎數據和安全養(yǎng)護運營措施，于2017年12月—2018年3月對該橋進行細致檢查及變位測量，評定其技術狀況。

2.1 檢查內容

對橋梁主體結構及其附屬構造物的技術狀況進行全面檢查，其中目測對象主要為主纜、吊索、索塔、鋼桁加勁梁、錨碇、支座、橋面系及伸縮縫等。此外，根據該橋結構特點，進行橋面線形、主纜線形及索塔傾斜度測量，檢查砼材質狀況(包括砼強度、碳化深度、鋼筋保護層厚度和鋼筋銹蝕等)。

2.2 橋梁外觀檢查

分別對該橋上部、下部結構和橋面系進行外觀檢查。上部結構檢查結果見表1。

下部結構檢查如下：1) 兩側錨碇存在的問題。前、后錨室錨坑內存在較深積水；前錨室洞門內的地面有積水、雜物堆積；通風除濕系統未正常運轉；錨碇室內砼表面有大面積水蝕痕跡，局部存在縱橫泛白、鐘乳現象；錨室內鋼模板未拆除，存在銹蝕情況[見圖4(a)]。前錨面部分錨頭防護帽出油孔處油杯或蓋子缺失[見圖4(b)]，個別錨頭防護帽內防腐油脂溢出。后錨面?zhèn)€別錨頭經常被積水淹沒，錨頭防護帽銹蝕。2) 其他構件如索塔基礎、散索鞍及河床等狀況良好，未發(fā)現明顯異常。

圖1 某懸索橋橋型布置示意圖(單位：cm)

圖2 某懸索橋標準橫斷面示意圖(單位：cm)

表1 橋梁上部結構檢查結果

圖3 橋梁上部結構典型圖片

橋面系檢查結果見表2。

圖4 橋梁下部結構典型圖片

檢查構件檢查狀態(tài)描述橋面鋪裝全橋鋪裝基本完好,右幅橋面存在一處沉陷[見圖5(a)]伸縮縫全橋伸縮縫型鋼主體及橡膠條均完好,伸縮縫錨固區(qū)砼出現較多縱橋向裂縫護欄護欄撞擊、刮蹭、變形、錯位、基座開裂破損排水系統3處PVC管接頭松動或開裂,21處PVC管與鑄鐵泄水管脫開[見圖5(b)]照明、標志狀況良好,未發(fā)現明顯病害附屬設施狀況良好,未發(fā)現明顯病害

圖5 橋面系典型圖片

2.3 橋梁線形及主塔偏位檢查

依據JTG H11-2004《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》，大跨徑或特殊結構橋梁需進行橋面線形、主纜線形及主塔偏位測量。

(1) 橋面線形。此次測量為該橋的第二次測量，由于沒有竣工線形測量數據，將線形測量結果與2016年首次測量結果進行對比，兩次測量結果的誤差見圖6。由圖6可知：兩次橋面線形誤差在6 mm以內，線形基本一致，說明橋梁線形從2016年4月至今未發(fā)生明顯變化，橋梁線形狀態(tài)良好。

圖6 主橋線形誤差

(2) 主纜線形。主纜線形兩次測量結果的誤差見圖7。由圖7可知：上、下游側主纜線形誤差在3 cm以內，測量結果與2016年首次測量結果基本一致，說明主纜線形從2016年4月至今未發(fā)生明顯變化，主纜線形較平順。

圖7 主纜線形誤差

(3) 主塔偏位。主塔縱橫向偏位測量結果見表3。由表3可知：橋塔縱橫向偏位量均在規(guī)范允許范圍的0.3H%以內；測量結果與2016年首次測量數據基本一致，橋塔未出現明顯變位。

表3 主塔橫、縱向測量結果

2.4 砼材質狀況檢查

(1) 砼強度。依據JTG/T J21-2011《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》中砼強度檢測評定標準，該橋上、下部結構的砼強度評定標度值基本為1，個別測區(qū)為2，說明所選測區(qū)砼強度均處于良好或較好的狀態(tài)。

(2) 砼碳化深度。該橋砼碳化深度與保護層厚度的比值Kc均小于0.5，砼碳化深度對保護層保護鋼筋的效能無影響或影響輕微。

(3) 鋼筋保護層厚度。該橋鋼筋保護層厚度評定標度值基本為1，根據JTG/T J21-2011，所選測區(qū)砼保護層對結構耐久性影響不顯著；個別T梁底板或腹板所選測區(qū)的鋼筋保護層厚度評定標度值為2，對結構耐久性有輕度影響。

(4) 鋼筋銹蝕電位。該橋測區(qū)測點的電位值均大于-200 mV，根據JTG/T J21-2011，測區(qū)的鋼筋銹蝕狀態(tài)屬于無銹蝕活動性或銹蝕活動性不確定，評定標度值為1，滿足要求。

2.5 吊索恒載索力檢查

采用索力儀對主橋吊索索力進行測試，方法如下：在恒載狀態(tài)下，采用弦振法通過無線索力測試分析系統測試吊索的自振頻率，由測得的基頻及吊索長度、線容重等參數計算吊索索力。共對全橋138根吊索的恒載索力進行測試，測試結果與計算值的誤差見圖8。由圖8可知：上、下游側吊索索力與計算值的誤差在0.1%左右，在恒載作用下吊索的實測索力與計算值基本吻合，沒有出現明顯偏差，吊索受力基本正常。

圖8 吊索索力與計算值的誤差

3 橋梁技術狀況評定

3.1 橋梁技術狀況評價分析依據及方法

采用JTG/T H21-2011《公路橋梁技術狀況評定標準》推薦的分層綜合評定與五類橋梁單項控制指標相結合的方法進行全橋技術狀況評定，評定流程為評定橋梁各構件→評定橋梁各部件→分別評定橋面系、上部結構和下部結構→根據式(1)計算全橋總體技術狀況評分Dr，評定橋梁的總體技術狀況。

Dr=IDWD+ISPWSP+ISDWSD

(1)

式中：ID、ISP和ISD分別為橋面系、上部結構和下部結構的技術狀況評分；WD、WSP和WSD分別為橋面系、上部結構和下部結構的權重。

根據全橋總體技術狀況評分確定橋梁狀況等級，共分為五類，分別為全新狀態(tài)和功能完好的一類等級(Dr=95～100)、具有輕微缺損且對橋梁使用功能無影響的二類等級(Dr=80～94)、具有中等缺損但還能維持正常使用功能的三類等級(Dr=60～79)、主要構件有較大缺損且嚴重影響橋梁使用功能的四類等級(Dr=40～59)、主要構件存在嚴重缺損且不能正常使用的五類等級(Dr=0～39)。

3.2 橋梁總體技術狀況評定

采用以上評價方法，根據橋梁定期檢查結果分別對橋面系、上部結構和下部結構進行部件評分，進而對全橋進行總體技術狀況評分，結果見表4。

表4 橋梁技術狀況評定結果

由表4可知：該橋的總體狀況評分為82.67，綜合評定為二類，處于“有輕微缺損，對橋梁使用功能無影響”的狀態(tài)，能滿足橋梁使用功能，但需進行必要的維修。

4 處治建議

(1) 對于主橋預制橋面板盆式支座的鋼構件銹蝕，建議整體頂升鋼縱梁及橋面板，更換銹蝕嚴重的支座，對局部銹蝕的支座除銹后進行防腐涂裝。

(2) 及時抽干4個錨碇前、后錨室內的積水，恢復錨室內通風和抽濕設備的運轉，保持錨室內干燥無積水；針對錨碇滲漏水問題進行專題研究，確定永久處治措施。