斜拉桥钢箱梁的检测与修复方法研究

史玉松

【摘 要】随着我国道路桥梁事业的发展，桥梁建设质量问题开始受到社会的广泛关注。斜拉桥钢箱梁作为当前桥梁施工中最为常见的部件，如果在施工中不能对其加以控制，保证桥梁建设质量，则会造成病害问题。一般来说，斜拉桥钢箱梁病害部位主要为桥面以及坑槽。对此，本文主要针对斜拉桥钢箱梁的检测以及修复方法进行了研究，仅供参考。

【关键词】桥梁工程;斜拉桥钢箱梁;检测;修复

引言

大跨径斜拉桥的建设数量不断增加，斜拉桥质量问题也已经成为社会所关注的重点。我国作为斜拉桥建设数量众多的国家，著名的大跨径斜拉桥包括：闽江大桥、苏通大桥等等。斜拉桥钢箱梁在施工过程中，拥有施工便利、操作简单等诸多优势。随着我国桥梁事业的发展，已呈现出结构轻型化、大跨越性的特点。而且，随着科技的发展，斜拉桥钢箱梁的建设技术也越来越成熟，结构更加稳固可靠。但由于斜拉桥钢箱梁施工过程中，受到一些外力因素的影响，致使其施工质量难以得到保证。对此，本文针对斜拉桥钢箱梁的检测以及修复方法进行了研究，希望可以为相关技术人员带来帮助。

1钢箱梁斜拉桥的结构特点

钢箱梁斜拉桥秉承了斜拉桥家族固有的品质—外形美观、梁矮而跨越能力大、良好的动力特性等，此外，它具有如下的特点：

1.1纵横向跨越能力大。大跨钢箱梁斜拉桥较混凝土斜拉桥而言，同等截面积的索便能跨越更大的跨度及更宽的桥面。另外，较轻的主梁自重，使得主梁的线形更易调整。

1.2建设周期短。钢箱梁因为采用工厂化生产，其制作精度高，与设计偏差较小，且可与下部结构及主塔平行作业，节省了工期。加之现均采取栓接或焊接连接方式，架梁周期也大为缩短，进而也节省了成本，社会经济效益显著。

1.3主梁无徐变。采用的钢箱主梁不存在徐变效应，进而也不会产生因徐变而引起的结构内力的二次重分布，分析中也省去了计算主梁徐变这一块。

1.4对温度变化敏感。因钢材的容热性差，故钢箱梁对温度变化异常敏感，实桥架设过程中，可明显地看到主梁悬臂端随温度的升降有规律地变化。故在架梁过程中，应对观测及架梁时机有机地进行选择;且在设计及控制计算时，对有温度荷载参与的各种荷载组合进行详细地分析计算。

1.5动力性能好。钢箱梁斜拉桥比之混凝土斜拉桥，其刚度相对要小，故动力性能更佳，更适宜于在震区修建。

1.6防腐性差。因大跨斜拉桥多用于跨越大江大河，其外界环境因风霜雨雪、盐碱湿气等而显恶劣。加之钢材若直接暴露在空气中，其防腐蚀能力是极差的。故，比之混凝土斜拉桥，必须加强防腐工作。

2 钢箱梁桥面板病害检测

2.1 钢箱梁桥面板常见病害

通过对我国著名的斜拉桥工程进行分析，能够看出，斜拉桥钢箱梁主要病害存在于桥面的位置以及桥面铺装坑槽。主要的常见病害包括：铺装裂缝、脱层与滑移、鼓包等等。造成斜拉桥钢箱梁出现病害问题主要的原因是由于施工技术人员未能够按照相应的技术标准展开工作。因此，在斜拉桥钢箱梁施工过程中，必须对其进行周期性的检测，才能够确保斜拉桥钢箱梁建设的整体质量。一般来说，在检测工作中，主要对斜拉桥钢箱梁的螺栓连接处、钢箱梁涂层、桥面板进行检测。

2.2 斜拉桥钢箱梁检测技术分析

由于当前我国斜拉桥钢箱梁的病害检测技术方法众多[2-3]。在实际应用中，应根据斜拉桥钢箱梁的实际情况，合理的对其进行选择。总的来说，斜拉桥钢箱梁的病害检测方法包括：目视检测法、涡流检测法、磁粉检测法、超声波检测法、射线检测法等等。

2.2.1目视检测法。这种方法在斜拉桥钢箱梁病害检测中的应用最为简单，主要是通过对斜拉桥钢箱梁进行肉眼观察，或者配合相应的检测仪器，对其进行检查。而且，目测法在斜拉桥钢箱梁病害检测中的应用效率最高。通过对其进行现场检查，就能够找出斜拉桥钢箱梁表面存在的问题。但是此种方法在实际应用过程中存在一定的局限性，由于斜拉桥钢箱梁内部的结构也可能出现病害问题，仅仅通过目测法无法对斜拉桥钢箱梁内部的结构病害问题进行检测。

2.2.2涡流检测方法。此种方法在斜拉桥钢箱梁病害检测中十分常见，此种方法在实际应用过程中，主要借助检测线圈产生交变磁场，通过对磁场的变化进行分析，对其感应电流进行处理检测。最终，能够对斜拉桥钢箱梁的病害部位进行确定。一般来说，此种检测技术主要适用于一些金属材质的桥梁施工中，具有良好的应用效果。

2.2.3磁粉检测法。此技术主要借助物理磁学，斜拉桥钢箱梁构件本身具有一定的磁性。借助这一特性，对其进行检测，能够判断构件内部的裂缝部位。具体来说，此种检测技术在应用过程中，具有操作简便、检测准确度高、成本较低、检测效率高的优势。但在实际应用中，只能够对斜拉桥钢箱梁结构表层进行检测，具有一定的局限性。渗透检测技术的应用，能够实现对斜拉桥钢箱梁结构内部、深部病害问题进行检测。通过将一些染料擦拭于构件的表面，对其进行变化观察，可以得到斜拉桥钢箱梁病害产生的部位以及病害情况。但此种检測技术在应用过程中容易受到人为因素的影响，存在一定的缺点。

2.2.4超声波检测法。当前，比较常用的检测技术为超声波检测技术，此种检测技术可信度高，并且检测更加安全、高效、深入，应用较为广泛。原理是用超声波的发射脉冲与接收探头的基础通道来形成检测结果，在检测过程中，利用超声波探测设备沿检测面方向逐一测定超声波发射脉冲在穿越结构横截面时所反馈的声波传播时间以及传播速率数据，结合各检测点的实际位置确定结构内导致超声波受阻的确切点位，从而对桥梁结构的问题缺陷的位置、大小以及范围做出准确判定与综合分析。

2.2.5射线检测法。射线检测在桥梁检测中的应用，主要检测铸造焊接、工艺缺陷、厚度等。放射线法也可以对拉索的内部损伤和缺陷进行检测，射线检验方式是以X射线、中子射线、γ射线为有效的检测方法，通过利用各种射线在材料中的透射水平，对不同的材料射线的衰减程度进行不同情况的特点，体现为底片黑度情况的不同，通过观察判断射线检测的实验产品中的气孔、铸造孔等立体缺陷的质量等级，判断裂纹方向和水平变化的检测技术。射线透照方法是依照射线检测标准，对试件中大小不同的相关缺陷，形状进行判断的，通过经验积累对缺陷性质的进行合理分析，明确射线底片的有效记录水平。射线检测对焊缝中存在的裂纹，以及一些超声波不易发现的缺陷有较好的检测效果，但在实际应用中，要注意防护，成本较高也是其缺陷之一。

2.3斜拉桥钢箱关键部位检测

钢结构桥梁结构复杂、紧凑，焊接条件受限制，焊接刚性拘束较大，焊接时容易产生多种焊接缺陷。为保证焊缝中各种缺陷能可靠、有效地检出，在检测工艺时，需根据每种缺陷类型，有针对性地合理选择相应检测方法进行检测，这是保证检测质量的关键。以下结构部位需要重点检测：索梁锚固结构，斜拉索在钢主梁上的锚固区是斜拉桥结构中一个极其重要的部位，巨大的索力由它传递给钢主梁，该区域受力集中、结构复杂，且直接承受车辆动荷载作用;箱梁结构，桥箱型梁的横隔板与顶板、斜底板、底板焊接头;主塔，分上塔、中塔、下塔。

3 斜拉桥钢箱梁的修复方法

3.1 UHPC铺装层修复方法

UHPC铺装层修复方法全称为超高性能混凝土铺装层修复方法。此种修复方法相较于在桥梁工程中较为常用的普通沥青混凝土，更具优势。一方面，能够满足桥梁结构的主体承重要求，有效的提升斜拉桥钢箱梁面板的整体刚度以及强度。保证斜拉桥钢箱梁的受力状态均匀良好。与此同时，还能够明显的改善斜拉桥钢箱梁的裂缝病害问题，具有良好的应用价值。而且，UHPC作为当前我国道路桥梁工程施工中的一项是较为新颖的建筑材料，具有体积稳定、耐久性好、防火防爆、耐高温、耐腐蚀的有点。能够满足斜拉桥钢箱梁修复的实际需求。特别适合应用于大跨度结构和腐蚀性较强的环境。除此之外，应用超高性能混凝土铺装层修复方法，在斜拉桥钢箱梁的修复工作中，还有利于降低桥梁结构的重量。相较于一些传统的沥青混凝土修复工作中存在的自重问题。超高性能混凝土铺装层修复方法的自重更轻，可以有效的缓解桥梁承重压力。与此同时，应用超高性能混凝土铺装层修复方法还可以有助改良桥面铺装层出现受力不足的问题。超高性能混凝土铺装层修复方法适用于当代的大跨度斜拉桥施工中，能够有效解决桥面板易开裂的问题。总的来说，针对斜拉桥钢箱梁的病害问题，包括应力问题、表面形变、裂纹、凹陷等问题都可以有效的解决。

3.2 UHPC铺装层修复技术要点

一般来说，在进行斜拉桥钢箱梁修复工作中，应用UHPC铺装层修复方法必须掌握其修复技术要点，才能够更好的展開施工。一般来说，UHPC铺装层修复方法主要包括施工准备工作、桥梁路面的清理工作、轨道铺筑以及栓钉焊接工作、钢筋网的敷设平整工作、后期的桥梁养护工作等等。在施工过程中，应对UHPC铺装层的整体质量进行控制。根据斜拉桥钢箱梁病害部位的特点以及病害实际情况，合理的展开修复施工。通过加固UHPC铺装层材料，能够有效的解决斜拉桥钢箱梁的病害问题，有利于增加桥梁建设的整体质量。注意，在修复施工完成后，还需对其进行一段时间的恢复，重新展开检测工作，确保钢箱梁不存在病害问题后才可以正式投入使用。

结论

斜拉桥钢箱梁桥施工过程中，容易在桥体结构的面板出现病害问题，对桥梁的整体质量造成不良影响。为了进一步保证施工质量，应采取斜拉桥钢箱梁的检测以及修复技术，保证桥梁结构符合实际要求。对此，本文主要针对斜拉桥钢箱梁桥的检测技术以及修复方法进行了论述，仅供参考。

参考文献：

[1]秦伟亮，孙宗光，曲翔雨，司琦，伦卓.基于多尺度模型的斜拉桥钢箱梁损伤分析与识别[J].大连海事大学学报，2019，45（04）：87-92.

[2]吴巨军，郑江敏，刘山林.钢管混凝土斜塔斜拉桥设计[J].世界桥梁，2020，48（02）：6-9.

[3]陶路，曾德礼.大跨度钢箱梁斜拉桥中跨合龙关键技术[J].铁道建筑，2020，60（01）：19-22.

（作者单位：江苏苏江工程技术研究院有限公司）