項目團隊緊密結合我國公路橋梁檢測評定技術現狀,通過大量實橋調研,以及總結國內外先進研究成果,以在役鋼筋混凝土箱型拱橋為對象,從安全性評估、耐久性評估、檢測技術與設備研發等方面開展研究,形成了“在役鋼筋混凝土箱型拱橋可靠性評估技術及檢測關鍵設備研發”成果,對于提升我國在役箱型拱橋檢測和養護水平,降低該類橋梁的全生命周期成本,具有十分顯著的意義。
我國在役箱型拱橋存在的主要問題
主拱拱軸線偏離、拱上建筑(包括立柱及其蓋梁和系梁、橋道梁或板等)開裂、吊桿斷裂及其引起的橋面局部坍塌、結構振動偏大、拱圈強度分布不均、拱腳混凝土開裂乃至壓碎、洪水期拱腳被淹等病害。
這些病害導致箱型拱橋的可靠性有所下降,突出表現為承載能力不足、使用功能退化、抗災能力下降、耐久性降低,甚至有些病害已經成為橋跨結構整體破壞的嚴重隱患。


材料耐久性試驗模型及實測效果

混凝土缺陷測試試驗模型及結果圖

設備軟件界面
該項目成果形成了一系列創新技術,其中包括建立了基于實測主拱軸線,在役鋼筋混凝土箱型拱橋主拱圈永久作用效應計算方法及主拱圈可靠度指標,構建了在役鋼筋混凝土箱型拱橋安全性評估模型與指標體系;提出了基于結構性能(位移、承載力、自振特性等)的橋道系整體穩固性評定指標及相應的檢測標準;提出了基于可靠度的鋼筋混凝土箱型拱橋主拱圈、拱上立柱、橋道系耐久性壽命評估方法;研發了基于激光測距與近景攝像測量的主拱圈幾何線形測量設備;開發了拱圈線形測量軟件;實現了快速準確地描述主跨跨徑80米以內拱橋的主拱軸線,現場檢測效率提高2倍以上,檢測精度達到毫米級;提出了拱橋吊桿及拱圈連接部位病害檢測方法及技術體系。
項目研發的在役箱型拱橋安全性評估技術、耐久性評估技術、檢測技術及設備,可直接服務于在役箱型拱橋的養護業務——檢測、安全性及耐久性評價、加固改造,形成在役箱型拱橋養護業務全鏈條服務能力,其成果已在多個工程項目應用。
其中,拱軸線測量設備已在北京昌平區昌赤路花海七孔橋推廣應用;針對中承式拱橋的吊桿,項目團隊利用磁致導波技術進行無損檢測,橋梁吊桿長度10米至50米不等,項目團隊還共對40根拱橋吊桿開展了無損檢測工作,并對有異常測試信號的吊桿進行了分析。


拱軸線現場測量