鋼管混凝土獨塔斜拉橋承載能力檢測及評估

黃光清

（招商局重慶公路工程檢測中心有限公司， 重慶 400060）

0 引言

鋼管混凝土是獨塔斜拉橋施工中應用頻率較高的一種專業技術，控制測量、外觀檢查、實體檢測、荷載試驗等項目的檢查與承載能力檢測評估在行業發展中占據著關鍵性作用[1]。高支模施工中需要從支撐設計、塔設和砼澆搗各個環節入手加強控制避免失誤，以減少安全隱患，保證工程安全性和質量，確保支架施工安全。下面我們結合工程實例對建筑高支模施工技術進行分析探究。

1 工程概況

XX 道路XX 段K13+910.5 同心存2 號大橋為97.0m+62.5m 獨塔鋼管混凝土斜拉橋，橋梁全長176m。主跨拉索采用單索面，邊跨拉索采用雙索面，主梁為鋼管混凝土、鋼-混凝土組合梁結構。主跨段采用1 根Φ1120×18mm 鋼管作為主縱梁，2 根Φ800×12mm 鋼管作為邊縱梁；邊跨采用2 根Φ1120×18mm 鋼管作為主縱梁，2 根Φ800×12mm 鋼管作為邊縱梁，鋼管內均灌注C55 自密實微膨脹混凝土。主塔采用鋼管混凝土結構，下塔柱采用花瓶式混凝土實心墩。本橋加固后橋面橫向布置為2.5m 人行道+2.0m 非機動車道+0.5m 護欄+7.5m 車行道+4.0m 中央分隔帶+7.5m 車行道+0.5m 護欄+2.0m 非機動車道+2.5m 人行道。

設計荷載：城-A 級，人群荷載3.5kN/m2；

設計車道（加固改造后）：雙向4 車道。

本次鋼管混凝土施工中，承載能力檢測評估主要涉及主梁應變靜載試驗結果、主塔應變靜載試驗結果、位移靜載試驗結果、索力靜載試驗結果、主梁外觀檢查結果；橋梁動載試驗結果等。

2 鋼管混凝土獨塔斜拉橋承載能力檢測及評估

2.1 實體檢測項目

鋼管混凝土獨塔斜拉橋承載能力檢測中，主檢測項目包括混凝土強度檢測、主要結構尺寸檢測、鋼筋保護層厚度檢測、橋臺與下塔柱垂直度檢測、鋪裝平整度檢測、橋面橫坡檢測、橋面抗滑檢測。

2.2 施工檢查評估

主要內容包括控制測量結果、橋梁外觀檢查結果、橋梁實體檢測結果、橋梁靜載試驗結果、橋梁動載試驗結果等內容。

2.3 可行性借鑒

某大橋不能滿足城-A 級，人群荷載3.5kN/m2 的正常使用要求。依據橋梁實體檢測結果中對混凝土強度、橋梁主要尺寸測點、鋼筋保護層厚度、橋臺與下塔柱垂直度共對3 個墩臺6 個方向、鋪裝平整度、橋面橫坡、橋面抗滑構造深度等進行綜合檢測。

由于施工過程中斜拉索內力配置的不合理性，改變了原有結構的受力狀態，是該橋病害產生的主要成因。基于此，在獨塔混合梁斜拉橋承載力檢測與評定中，外觀檢測、線形測量及索力測試配合靜力效應及動力性能結構測定。在橋梁結構有序工作狀態下，對橋面線形、索力差、結構剛度、強度等進行規范要求；橋梁整體動力特性良好，承載能力滿足設計及規范要求。

嚴格《公路橋梁荷載試驗規程》（JTG/T J21-01-2015）《公路橋梁承載能力檢測評定規程》（JTG/T J21-2011）、《公路橋梁荷載試驗規程》（JTG/T J21-01-2015）《公路橋梁承載能力檢測評定規程》（JTG/T J21-2011）等試驗標準，上塔柱垂直度測量中3 個上塔柱塔柱與橋塔設計中心線相比在縱、橫向均存在偏位；橋面縱向線形不平順，擬合的橋面縱坡為0.4%。試驗總的設計要求中，通過全面檢查橋梁，對工程數量進行核查、對主要構件尺寸、構件安裝位置、設計文件等進行復核，以確保鋼筋混凝土橋梁結構無遺漏。而實際的鋼管混凝土獨塔斜拉橋承載能力檢測及評估，對進一步判斷結構是否滿足設計荷載正常使用要求、荷載試驗中新的病害存在的可能性及其基本養護細則，并從直接程度上確保橋梁發揮最大效應。

運用過路車來測出既有鋼筋混凝土橋梁動態參數 ,利用所得振型評定橋梁承載能力。該方法可以實現在線評定 ,簡便易行且有很好的精度 ,利用該方法評定橋梁可以節約大量經費 ,為既有橋梁的加固提供可靠數據。

2.4 研究綜述

靜動載試驗測試環節，通過對主梁控制截面應變、橋面板局部應變、主梁撓度、塔頂縱向偏位及塔根應變等靜力參數進行數據計算和分析，從直接程度上控制橋梁沖擊系數、自振頻率和振型等動力響應參數，對同類橋梁承載能力分析借鑒意義較大[1]。以在建項目為例，鋼混凝土組合獨塔部分斜拉橋結構下獨塔部分斜拉橋，融合空間桿系與實體有限元分析方法，對結構體系、承載形式、鋼混結合形式、截面構造、拉索錨固等進行結構受力要求，直接程度上提升施工性能，確保施工經濟效益最大化[2]。基于既有拓寬工程斜拉橋與既有主橋組成"姊妹橋"的施工建設中，著重從地基條件、周邊環境、結構特點、工期等方面加以改進[3]。

就實測應力、撓度、動力特性與理論計算值校驗后，得出橋梁的剛度和承載能力滿足設計要求[4]。應用材料力學理論及Midas 有限元模型，就各受力部件的最大應力和最大變形進行穩定性強度驗算[5]。

3 結語

基于此，封閉橋梁交通；對橋梁進行特殊檢查，并采取相應的處治措施，對橋梁未來改造具有重要的意義。本研究基于鋼管混凝土獨塔斜拉橋承載能力檢測及評估，從實踐領域提升獨塔斜拉橋荷載承受力，具有重要的研究價值，在后續施工環節應重點予以關注。