系桿拱橋為一種梁拱組合體系橋,以其造型美觀、造價低廉備受人們喜愛,但這種體系橋最致命的弱點是其橫梁直接吊掛在吊桿上,而吊桿多又采用預應力鋼絞線,依靠鋼絞線的預應力來抵抗荷載作用。一座橋中哪怕只有少數幾根鋼絞線斷裂,甚至一根鋼絞線斷裂都會造成災難性的后果。因此,有必要對鋼管混凝土系桿拱橋日常養護檢查方法進行研究,以便有計劃地改善此類橋梁結構的技術狀態,確保橋梁的安全運營,最大限度地延長橋梁的使用壽命。
1、鋼管混凝土系桿拱橋的構造特點
鋼管混凝土系桿拱橋的拱肋為鋼管混凝土結構,管內灌注混凝土。為避免拱腳部位受到汽車意外撞擊,在拱腳段多采用實心混凝土拱肋。拱橋吊桿采用高強鍍鋅平行鋼絲,冷鑄鐓頭錨具,熱擠PE防護。吊桿上端固定于拱肋,下端固定于梁底。為避免人為因素對吊桿的損壞,吊桿下端應安裝有鋼護管,管下安裝有減振圈。系桿為此類橋的關鍵部件,采用鋼絞線體外索,由防銹油脂與熱擠PE雙層防護。兩端采用專用體外索錨具,有夾片放松裝置,外加防護罩,錨下有一段鋼管。系桿束是主橋的“生命”之索,除防撞護墻可防止汽車翻入外,還沿系桿全長設有2層保護。第一層是鋼筋混凝土π形保護板,第二層是鋼箱。主橋縱、橫梁采用預應力混凝土結構。
2、鋼管混凝土系桿拱橋的經常性檢查
2.1鋼管混凝土拱肋的檢查
對鋼管混凝土拱肋(含橫向聯結系)應檢查涂層有無損壞或剝落,拱肋及聯結系的所有焊縫有無裂縫,尤其應注意檢查拱座與拱肋交界的轉折區及系桿錨固區混凝土有無裂縫、積水。如發現結構有裂縫,應對有損傷裂縫的桿件和螺栓、焊縫等標上顏色,經常觀察其發展情況,并對裂縫起迄位置、縫寬等情況進行詳細記錄。
2.2吊桿及錨具的檢查
由于橋梁長期處于微震狀態,必須對吊桿進行經常檢查。第一、二年內一般可每2個月檢查1次,以后每半年檢查1次。主要檢查內容如下:
(1)檢查吊桿兩端的錨固部位,包括吊桿端部及冷鑄錨頭、橫梁錨固構造、吊桿套管等是否有浸水、銹蝕和開裂、松動等。防護套管油漆是否完好,冷鑄錨頭有無松動、裂縫或破損;
(2)對吊桿的振動進行觀察。觀察吊桿振動是否明顯(特別是在大風時),減振措施是否損壞失效,防護套是否破壞;當橋上發生6級以上大風后,應檢查吊桿有無異常。為了分析吊桿的振動,應記錄橋上風力、風速、風向和溫度、濕度資料,并進行分析;
(3)檢查吊桿的防護層有無裂紋、破損、老化和積水,重點檢查吊桿端部出口處鋼管護套以及鋼管護套與PE護套連接處的外觀情況。檢查吊桿的鋼管護套有無松動、油漆脫落、銹蝕,套管頂是否密封,連接處有無滲水、漏水等。若套管破裂,吊桿可能會因雨水的滲入而受到腐蝕。
根據外觀檢查情況,適時抽檢吊桿端部及減振器的防水情況和橡膠老化變質情況。
2.3系桿及防護板的檢查
系桿及防護板應注意檢查系桿錨頭、防護罩有無銹蝕,外部油漆有無損壞,連接是否松動,防銹油脂有否向外滲漏,鋼箱有無銹蝕。
2.4混凝土結構的檢查
對混凝土結構(含主橋縱、橫梁,拱座處外包混凝土等)主要檢查混凝土有無裂縫、滲水、表面風化、剝落、露筋和鋼筋銹蝕等。在日常檢查中尤以混凝土結構物的滲水、滲漏為最主要項目,并判斷損壞情況。應重點檢查吊桿錨頭附近及橫梁預應力束錨頭附近有無裂縫,縱橫梁固結部分是否開裂。
3、定期檢查方法
在橋梁養護管理系統中,定期檢查是采集結構技術狀況動態數據的工作,為評定橋梁使用功能,制定養護計劃提供基本數據。定期檢查除目視觀察外,需要采用專用的測量儀器以及望遠鏡、照相機、探查工具等設備,接近或進入各部件對鋼管混凝土拱橋的主要部位和關鍵數據進行詳細檢查,檢查其功能及其缺損狀況。一般每隔1~2年進行1次。定期檢查可以由養橋單位自檢,也可委托具有一定資質和豐富經驗的專業單位進行。在檢查后要形成報告,對受檢部位和關鍵數據要進行鑒定或作出評價。
3.1 鋼管混凝土拱肋的檢查
(1)構件是否扭曲變形、局部損傷、腐蝕生銹;
(2)鋼管混凝土拱肋及橫向聯結系的全部焊縫邊緣(熱影響區)有無裂紋或脫開;
(3)涂層有無裂紋、起皮、脫落,構件是否腐蝕生銹。
在接養大橋以后要對裸露的鋼管混凝土作一次全面的探測。以手錘敲擊四周,依次延及全拱,以此方法來初測、判斷管內混凝土是否填充密實或粘附良好。如出現異聲,就可能有空洞存在,或有其他病變。應報請探測處治。
3.2吊桿部分的檢查
吊桿檢查的重點是:吊桿與主拱肋及橫梁的錨固部位,即上下錨頭處、吊桿出口密封處、減振器等部位。應注意檢查橫梁錨墊板下混凝土周圍是否有微裂縫,吊桿的減振裝置是否良好,防護套是否破壞,鋼絲是否疲勞斷絲,吊桿下錨端的防水滲透裝置是否良好,吊桿不銹鋼護套和纏包帶是否損壞。
3.3系桿的檢查
系桿應注意檢查錨頭防護套外部涂層有無損壞,連接是否松動,防護油脂有否向外滲漏,錨頭、防護套是否破壞,鋼絲是否疲勞斷絲。應定期檢查系桿預應力束的應力,如發現應力損失超過設計容許值或各束松緊不均勻,應予補拉或調整。