一、引 言

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近年来，我国陆续修建了数十座钢管混凝土系杆拱桥。其中阅海大桥就是钢管混凝土系杆拱桥。作为一种新型桥梁，国内目前尚未出台关于该类桥梁完整的设计规范，更无成熟的使用和养护经验可供借鉴。如何对这些已建桥梁进行规范化管理、及时进行检查与养护维修工作，最大限度地延长桥梁的使用寿命已成为我们必须面临的新课题。为此有必要对钢管混凝土系杆拱桥养护技术进行研究，由于阅海大桥的重要地位和复杂的结构受力形式，根据环境条件和结构特点以及交通流量构成，研究建立专门的养护制度、健康检测体系和技术档案，以科学的应用管理方法准确把握桥梁的工作状态，对可能出现的隐患及时的预报和评估，及早采取适当的措施避免桥梁的严重损害，以便有计划地改善此类桥梁结构的技术状态，最大限度地延长桥梁的使用寿命，确保桥梁的安全运营。

二、基本概况

阅海大桥位于宁夏银川市环城高速公路西北段,是银川环城高速公路的重要组成部分,该桥完善了全国主骨架公路网和宁夏干线公路网,改善了城市交通环境,对促进银川市和宁夏区社会经济发展具有十分重要的作用。

1、设计行车技术标准

阅海大桥位于银川市环城高速k49+381处，全长1146.08m。道路等级:高速公路;设计荷载：公路—I级，设计行车速度：主线100km/h, 设计纵坡:1.229%;桥梁宽度:双向四车道，桥面总宽26.0m【0.5m（防护栏) +11.5m(行车道) +2.0m(分隔带) +11.5m(行车道)+0.5m(防护栏)】。主桥采用三肋五孔带悬臂中承式钢管混凝土系杆拱桥，采用刚架结构体系，为自平衡飞鸟拱。孔跨形式为（30+3*80+30）m；下部为钢筋混凝土实体墩；引桥为30m预应力混凝土箱型连续梁，采用先简支后连续体系。下部为钢筋混凝土双柱式桥墩；桥台为肋板式桥台，墩台基础均为灌注桩基础。

2.地理环境及气候条件

阅海大桥跨越阅海公园，与周围地形环境相协调,造型美观。她不但是银川绕城高速公路上主桥跨径最大的一座桥梁，而且是宁夏银川市一大景观。阅海公园是人工开挖的人工湖,是银川至沙湖水道上的一个水上公园,桥位处湖面宽约300m,水深2.0m。该项目位于贺兰山山体东翼的银川平原区,南北长、东西短,东陡西缓,南高北低,银川平原属典型的河流冲积平原。银川位于宁夏自治区北部,属大陆性中温带干旱气候, 历年平均气温8.7℃, 平均低气温- 7.9℃,平均高气温23.4℃,主要风向为西北风,最大风力为0.878kN/ m² ，最大冻土深度1.03m。

3.工程地质与水文地质

阅海大桥桥位处属二级阶地冲积平原区,地层岩性主要为第四纪全新世冲洪积砂土和粘性土。地层在地面下55.0m深度范围内,上层为软塑状的淤泥质亚粘土,工程性能差;下层为硬塑状的亚粘土、中密至密实的细砂土,工程性能较好,是良好的基础持力层。地下水埋深0.8～3.5m,主要为潜水和承压水。桥址区场地地震动峰值加速度为0.26g(相当于地震基本烈度8度区) ,地震动反应谱特征周期为0.40s,场地土类别为Ⅲ类。地表下20m深度内的土层不存在地震液化现象。

4、交通流量及构成

截止2011年底，阅海大桥日平均交通量为1350辆，具体车型构成为：小型货车、重型货车、大型货车；小型客车、大型客车；拖挂车等。

5、现有管理制度状况

阅海大桥是银川绕城高速公路上主桥跨径最大的一座桥梁,大桥于2008年建成投入使用。截至目前，阅海大桥由银川分局辖养，具体养护管理工作由银川分局四十里店中心运作，目前运行情况良好。自运行以来，该桥设点安装专门的检测设备，根据阅海大桥的结构特性，为了利于分析桥梁可能发生的病害原因，分局决定对该桥实施定期观测。

三、阅海大桥（钢管混凝土系杆拱桥）检查

根据《公路桥涵养护规范》JTG H11—2004总则要求，按照“预防为主，防治结合”的原则，以桥面养护为中心，以承重部件为重点，加强全面养护。针对阅海大桥的具体情况，分局制定了相应的对策措施。

（一）经常性的检查

阅海大桥是钢管混凝土系杆拱桥，应加大检查力度，主要针对桥面设施、上、下部结构及附属结构物的技术状况进行的检查。每月不少于1次。汛期应加强不定期检查。经常性检查采用目测方法，配以简单工具进行测量。并当场填写“桥梁经常检查记录表”，为大桥养护计划提供依据。其检查项目参照JTG H11—2004《公路桥涵养护规范》3.2经常性检查。详见附表一。

（二）定期性的检查

为评定大桥使用功能，制定其管理养护计划提供基本数据，对桥梁主体结构及其附属构造物的技术状况进行的全面检查，它为桥梁养护管理系统搜集结构技术状态的动态数据。一般每年不少于2次，定期检查以目测观察结合仪器观测进行。并现场填写“桥梁定期检查记录表”，其检查项目参照JTG H11—2004《公路桥涵养护规范》3.3定期检查。详见附表二。

鉴于阅海大桥是钢管混凝土系杆拱桥，在定期检查中，要增加以下的检查项目：钢管混凝土拱肋的检查；/vS7};n6j.Q}@P吊杆及锚具的检查；系杆及防护板的检查；P&uHlDfR混凝土结构的检查。

1、钢管混凝土拱肋的检查

构件是否扭曲变形、局部损伤、腐蚀生锈；

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；

涂层有无裂纹、起皮、脱落，构件是否腐蚀生锈。

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。

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、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。

(三)特殊检查

桥梁结构有损害的意外情况发生时或发生后应进行特殊检查。主要是查清桥梁的病害原因、破损程度、承载和抗灾能力，确定其技术状况的工作。分为专门检查和应急检查；特殊检查通常委托桥梁检测中心或具有这种能力的科研、设计单位和工程技术咨询单位承担。检测的项目主要有以下两方面：

结构材料缺损状况诊断，包括材料损坏程度检测、材料物理、化学性能测试及缺损原因的分析判断；

结构整体性能、功能状况鉴定，包括结构承载能力（强度、刚度和稳定性）鉴定，桥梁抗洪能力的鉴定。

四、阅海大桥（钢管混凝土系杆拱桥）的检测

根据阅海大桥（钢管混凝土系杆拱桥）特殊情况，为了利于分析桥梁可能发

生的病害原因，须对结构进行永久性控制检测。针对钢管混凝土拱桥结构复杂的特点和养护要求，应定期测定桥面几何线形、定期检测主拱肋、墩台有无异常的沉降、位移。开始时每月不少于4次。3个月后根据现场跟踪记录科学分析数据，若无变化可定为每月不少于2次。

1、 建立桥梁检测基准网，设立永久观测点

为确保各检测项目所获得的信息正确可靠必须建立桥梁检测基准，这些高程

基准点和平面基准点均应定期进行检测。在对不同周期观测资料进行分析的基础上，判定它们的稳定性，以便作为各项检测项目的依据。

鉴于阅海大桥是钢管混凝土系杆拱桥，由分局牵头和中心技术人员配合，统一实施水准点的设置工作，采用两种方法；其一，从建设方资料中得到原固定的水准点高程；其二，从国家水准点引来高程作为固定水准点高程；然后建立阅海大桥的高程基准网，观测时按国家水准测量规范的二等精度要求实施。采用单路线往返观测。每次观测均形成闭合检验条件。固定观测点应在每墩（台）处，主拱各吊杆处（上、下游）、拱座处设置。桥梁的固定检测点的设置要牢固可靠，应按永久性测量标志设定。当观测值出现异常时，应查明原因，按照桥梁养护工程师三级管理制度逐级上报，待方案确定后，采取规范措施进行处理。

2、观测的类型

根据阅海大桥（钢管混凝土系杆拱桥）实际情况，我们将进行桥面几何线形观测和墩台沉降及位移观测等类型；考虑到桥面行车的活荷载对观测精度的影响和不中断交通的条件下，每次观测的时间应选择在夜间至凌晨桥面车辆少的时间段。墩台沉降及位移观测、桥面几何线形观测点的高程测定均应闭合在已知高程的基准点上。若桥上出现裂缝应注意跟踪观测，并分析原因。桥面几何线形观测表、沉降观测记录表和垂直水平位移观测表分别详见附表三、附表四（含表1、2、3）和附表五。

2-1桥面几何线形观测

桥面几何线形观测是在桥面上选定上、下游主拱圈附近的八分点( 全桥共14个点) 作为健康监测的测量点。桥面线形观测测点布置见图1所示。进行健康观测时测量这些点位的标高, 在考虑温度场、系杆偏位等的影响后, 与设计理想状态做比较后得到偏差值。根据偏差值的大小确定桥面线形几何状态。并将测量值与先前测量值比较, 找出桥面线形的变化规律, 分析原因, 确定桥面线形变化规律是否合理。

桥面几何线形观测点布置图        图1

东                                                       西

东                                                       西

桥面几何线形标高分析( 与理论值偏差) m          附表三

2-2、墩台沉降及位移观测

沉降变形测量等级及精度要求                               表2

注意事项

(1)尽量选择在无风(或微风)、可视条件好、温度适宜的天气进行,桥上来车桥下过船(大型)时禁止观测;

(2)测量前全面校验仪器和2根水准尺及其差值,尽量减少由于仪器及附件的不完善而引起的误差;

(3)由于全站仪带有自动补偿系统,当仪器未出现“TILTOVER”信息时,则无需检校仪器的系统误差,反之则应重新调整倾斜传感器及脚螺旋;

(4)测量过程中保证觇板固定后无滑动,水准尺在前后、左右方向上均应保证垂直;

(5)同一测回不得更换观测者,必要时增加测回数,并宜在不同的时间、温度等条件下进行,以均衡这些因素带来的误差。

2-2-1、垂直位移监测网

（1）垂直位移监测网主要技术要求                    表3

（2）垂直位移监测网建网方式

阅海大桥垂直位移监测按沉降变形等级三等要求（国家二等水准测量）施测，垂直位移监测网布设方法分为三级：

1）基准点。建立在桥梁以外的稳定地区，基准点使用全线二等精密高程控制测量布设的基岩点、深埋水准点；

2）工作点。根据观测条件或项目多少决定，不做特殊要求。

3）沉降变形点。设立在沉降变形体上能反映沉降变形特征的位置。

监测网由于自然条件的变化，人为破坏等原因，不可避免的有个别点位会发生变化。为了验证监测网点的稳定性，应对其进行定期检测。

2-2-2、水平位移监测网

（1）水平位移监测网主要技术要求                       表4

（2）水平位移监测网建网方式

水平位移监测网一般按独立建网考虑，根据沉降变形测量等级及精度要求检测。桥墩台沉降、倾斜观测点的高程测定均应闭合在已知高程的基准点上。

五、桥梁技术状况的评定

根据《公路桥梁技术状况评定标准》JTG/T H21—2011的要求，对桥梁结构各部分的技术状况进行评定。因阅海大桥是钢管混凝土系杆拱桥，除严格按《标准》评定方法及等级分类评定外，还应依据《标准》6.3钢—混凝土组合拱桥进行评定。并及时填写“钢—混凝土组合拱桥技术状况记录表”表A—5。详见附表六。

六、吊杆与系杆系统的更换

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~#吊杆与系杆系统包括吊杆、系杆、锚板及连接件等。吊杆、系杆设计时都应

考虑若干年后更换吊杆的可能性。个别吊杆或系杆出现疲劳断丝，或意外损坏，或测试结果出现异常时，可根据实际损伤、腐蚀状况及断丝情况适时调整和更换。系杆可用前卡式千斤顶逐股松索后抽换；吊杆可从拱肋上垂下较强大的钢丝绳，将横梁一端兜底临时吊住，更换吊杆后拆除。调整或更换前需经专题研究、专家论证后，制定方案，编写施工工艺，按有关规范和工艺施工。吊杆（或系杆）及有关连接件或附件更换完毕后，应重新对它们作防腐处理，并应对吊杆（或系杆）拉力进行1次测量。

七、K#TO w@
o(_-a.R2钢管混凝土系杆拱桥的养护

（一）日常养护

严格按《公路桥涵养护规范》对钢管混凝土系杆拱桥进行日常养护，内容为桥梁上、下部结构及调制构造物的养护，具体参照钢筋混凝土桥和钢桥的有关部分。

(二)小修保养养护

每天保持桥涵外观整洁，桥面铺装坚实平整、桥头连接顺适，排水畅通，结构完好无损，标志、标线等附属设施及全完好；采用扫路车和人相结合的方法提高清扫力度，按“预防为主，防治结合” 的原则，以桥面养护为中心，以承重部件为重点，加强养护。

（三）特殊养护

2.1钢管混凝土拱肋的养护V6f'Th4po$t {#

对钢管混凝土拱肋（含腹杆及横向联结系）的养护工作主要包括下列内容：

保持焊接的正常状态。当焊缝承受与其方向垂直的交变荷载时，在焊接缺陷及局部应力集中处均易诱发疲劳裂纹。该裂纹一旦形成，在应力与腐蚀介质的共同作用下，裂纹迅速扩展。如不及时修复，会引起严重后果。因此，对拱肋的焊接部位应注意保持焊接的正常状态。若发现桥梁在使用过程中焊接处有异常情况，应注意分析裂缝发生原因，及时处理。

)^7Kke {`1当拱肋发现裂缝后，应由专业技术焊工及时用手电钻在裂纹端钻一直径2～3 mm的园孔，制止裂纹的扩展，然后用碳弧气刨清除裂纹部位。裂纹清除后，用砂轮打磨干净，预热后用CO2保护焊修复。修复完毕应进行无损检查，确认焊缝缺陷不复存在，否则应重新修补。焊缝修补次数一般不应超过2次。修复工作进行前，应制定相应修补方案及焊接修复工艺，焊接工艺应进行必要的测试与评定。对重要部位焊缝修复，应征得上级主管部门相关专家认可后方可实施。并且均应留有影像资料。

ZihB'tMe ~ A,日常检查过程中，若发现拱肋涂层有TB/T2486标准所列的涂膜劣化等级2

级以上的漆膜损坏，应及时处理。在确定钢管混凝土的管内有空洞或离析时可先钻孔注入环氧树脂、水泥砂浆后再封闭钻孔。Tg;z)S+QG%w主梁的挠度值出现异常时要及时限制交通，并应查明原因，委托设计部门计算，采取措施进行处理。

2.2拱座的养护|1Si3\ I)Sn

在拱座与裸露的钢管混凝土交界段以上露出的钢管表面，若涂层出现褶皱、龟裂，在排除涂层质量、气温、老化等原因外，宜再将包裹混凝土向上延长。}5w#B!@5若拱座的外包混凝土出现褶皱、龟裂、裂纹，当无明显变形时，可暂用水泥砂浆涂抹，加强观察，分析原因。待稳定后再根据情况进行修复（如压浆，封闭或凿除裂损部分进行修复）。对拱座处的积水要及时排除，保持清洁干燥。每年冬夏来临之前，对裸管段与有外包混凝土的管段交界处要涂厚油脂。T&C!d&L!P

2.3吊杆及锚具的养护

吊杆涉及桥梁的耐久性和承载能力。吊杆的养护是钢管混凝土拱桥养护工作

的重点。吊杆养护的重点部位是上、下锚头处。冷铸锚头和螺栓是暴露在大气中的，要注意防水防锈，丝扣部分应经常涂润滑油防腐。应定期对吊索系统涂漆防锈，补刷防锈漆。吊杆两端锚固处及锚头、吊杆出口密封处、防护套等部位，发现有损坏时，应及时处治。当锚头发现裂缝或破损，应更换该吊杆。

2.4系杆及防护板的养护维修

吊杆、系杆为钢管混凝土系杆拱桥的关键部件，为养护至重点。特别是系杆，是钢管混凝土系杆拱桥的“生命之索”，钢筋锈蚀已成为影响结构使用寿命和安全的主要因素之一。特别是目前设计中采用的高强度材料，桥梁设计时是在材料无缺陷前提下进行的设计，这些材料如果有0.02mm的压痕，即为材料缺口，局部缺口处应力将大大增加，0.05mm压痕为肉眼可见的腐蚀坑，就会大大影响结构的承载力。因此，系杆要避免横向冲击，注意防水、防锈。在钢管及防护罩内均应压注防锈油脂作防护。发现系杆及防护板损坏应及时处理。如发现油脂渗漏，应补注防锈油脂，并找出渗漏部位，加以堵塞。对系杆锚头、锚板防护罩、滚珠轴承等应使其保持在完好状态。混凝土防护板裂缝宽度超过0.2 mm者应压浆修补。

2.5钢筋混凝土及预应力混凝土梁的养护

在检查中若发现混凝土有开裂现象，应注意观察其发展情况。待稳定后，再根据开裂情况，进行修复。如裂缝发展严重时，应查明原因，咨询专家、委托设计或科研单位，采取加固处理措施。若发现混凝土有露筋、剥落等现象，应及时修补。

宁夏公路管理局银川分局

二O一八年二月初稿

二O一八年五月二稿

作者简介r+a"d2HS

姓名：张正宇 性别：男 民族:  汉 籍贯：兰州 出生年月：1964年7 月7日 毕业院校：长安大学 学历：本科 职称：正高级工程师 研究方向：对阅海大桥检测与养护管理的粗浅认识

 工作单位：宁夏公路管理中心银川分中心  邮编：750001

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