系杆拱桥为一种梁拱组合体系桥,以其造型美观、造价低廉备受人们喜爱,但这种体系桥最致命的弱点是其横梁直接吊挂在吊杆上,而吊杆多又采用预应力钢绞线,依靠钢绞线的预应力来抵抗荷载作用。一座桥中哪怕只有少数几根钢绞线断裂,甚至一根钢绞线断裂都会造成灾难性的后果。因此,有必要对钢管混凝土系杆拱桥日常养护检查方法进行研究,以便有计划地改善此类桥梁结构的技术状态,确保桥梁的安全运营,最大限度地延长桥梁的使用寿命。
1、钢管混凝土系杆拱桥的构造特点
钢管混凝土系杆拱桥的拱肋为钢管混凝土结构,管内灌注混凝土。为避免拱脚部位受到汽车意外撞击,在拱脚段多采用实心混凝土拱肋。拱桥吊杆采用高强镀锌平行钢丝,冷铸镦头锚具,热挤PE防护。吊杆上端固定于拱肋,下端固定于梁底。为避免人为因素对吊杆的损坏,吊杆下端应安装有钢护管,管下安装有减振圈。系杆为此类桥的关键部件,采用钢绞线体外索,由防锈油脂与热挤PE双层防护。两端采用专用体外索锚具,有夹片放松装置,外加防护罩,锚下有一段钢管。系杆束是主桥的“生命”之索,除防撞护墙可防止汽车翻入外,还沿系杆全长设有2层保护。第一层是钢筋混凝土π形保护板,第二层是钢箱。主桥纵、横梁采用预应力混凝土结构。
2、钢管混凝土系杆拱桥的经常性检查
2.1钢管混凝土拱肋的检查
对钢管混凝土拱肋(含横向联结系)应检查涂层有无损坏或剥落,拱肋及联结系的所有焊缝有无裂缝,尤其应注意检查拱座与拱肋交界的转折区及系杆锚固区混凝土有无裂缝、积水。如发现结构有裂缝,应对有损伤裂缝的杆件和螺栓、焊缝等标上颜色,经常观察其发展情况,并对裂缝起迄位置、缝宽等情况进行详细记录。
2.2吊杆及锚具的检查
由于桥梁长期处于微震状态,必须对吊杆进行经常检查。第一、二年内一般可每2个月检查1次,以后每半年检查1次。主要检查内容如下:
(1)检查吊杆两端的锚固部位,包括吊杆端部及冷铸锚头、横梁锚固构造、吊杆套管等是否有浸水、锈蚀和开裂、松动等。防护套管油漆是否完好,冷铸锚头有无松动、裂缝或破损;
(2)对吊杆的振动进行观察。观察吊杆振动是否明显(特别是在大风时),减振措施是否损坏失效,防护套是否破坏;当桥上发生6级以上大风后,应检查吊杆有无异常。为了分析吊杆的振动,应记录桥上风力、风速、风向和温度、湿度资料,并进行分析;
(3)检查吊杆的防护层有无裂纹、破损、老化和积水,重点检查吊杆端部出口处钢管护套以及钢管护套与PE护套连接处的外观情况。检查吊杆的钢管护套有无松动、油漆脱落、锈蚀,套管顶是否密封,连接处有无渗水、漏水等。若套管破裂,吊杆可能会因雨水的渗入而受到腐蚀。
根据外观检查情况,适时抽检吊杆端部及减振器的防水情况和橡胶老化变质情况。
2.3系杆及防护板的检查
系杆及防护板应注意检查系杆锚头、防护罩有无锈蚀,外部油漆有无损坏,连接是否松动,防锈油脂有否向外渗漏,钢箱有无锈蚀。
2.4混凝土结构的检查
对混凝土结构(含主桥纵、横梁,拱座处外包混凝土等)主要检查混凝土有无裂缝、渗水、表面风化、剥落、露筋和钢筋锈蚀等。在日常检查中尤以混凝土结构物的渗水、渗漏为最主要项目,并判断损坏情况。应重点检查吊杆锚头附近及横梁预应力束锚头附近有无裂缝,纵横梁固结部分是否开裂。
3、定期检查方法
在桥梁养护管理系统中,定期检查是采集结构技术状况动态数据的工作,为评定桥梁使用功能,制定养护计划提供基本数据。定期检查除目视观察外,需要采用专用的测量仪器以及望远镜、照相机、探查工具等设备,接近或进入各部件对钢管混凝土拱桥的主要部位和关键数据进行详细检查,检查其功能及其缺损状况。一般每隔1~2年进行1次。定期检查可以由养桥单位自检,也可委托具有一定资质和丰富经验的专业单位进行。在检查后要形成报告,对受检部位和关键数据要进行鉴定或作出评价。
3.1 钢管混凝土拱肋的检查
(1)构件是否扭曲变形、局部损伤、腐蚀生锈;
(2)钢管混凝土拱肋及横向联结系的全部焊缝边缘(热影响区)有无裂纹或脱开;
(3)涂层有无裂纹、起皮、脱落,构件是否腐蚀生锈。
在接养大桥以后要对裸露的钢管混凝土作一次全面的探测。以手锤敲击四周,依次延及全拱,以此方法来初测、判断管内混凝土是否填充密实或粘附良好。如出现异声,就可能有空洞存在,或有其他病变。应报请探测处治。
3.2吊杆部分的检查
吊杆检查的重点是:吊杆与主拱肋及横梁的锚固部位,即上下锚头处、吊杆出口密封处、减振器等部位。应注意检查横梁锚垫板下混凝土周围是否有微裂缝,吊杆的减振装置是否良好,防护套是否破坏,钢丝是否疲劳断丝,吊杆下锚端的防水渗透装置是否良好,吊杆不锈钢护套和缠包带是否损坏。
3.3系杆的检查
系杆应注意检查锚头防护套外部涂层有无损坏,连接是否松动,防护油脂有否向外渗漏,锚头、防护套是否破坏,钢丝是否疲劳断丝。应定期检查系杆预应力束的应力,如发现应力损失超过设计容许值或各束松紧不均匀,应予补拉或调整。