特大跨径连续箱梁桥检测
一、桥梁概况
大桥全长2172m，桥面设2.957%的双向纵坡，竖曲线顶点位于主桥中心，竖曲线半径为16000m，桥梁中心桩号为K14+745.986。
主桥上部为90m+3×165m+90m五跨变截面P.C.连续箱梁桥，由上、下行分离的两个单箱单室箱形断面组成，箱梁根部梁高8.8m，跨中梁高3.0m，从1号块至跨中按二次抛物线变化，采用三向预应力体系；主墩及主引桥过渡墩均采用矩形薄壁截面，主墩基础采用18φ2.5m的钻孔灌注桩，过渡墩基础半幅桥采用4φ2.5m的钻孔灌注桩。
图1－1主桥概貌
本桥于1997年10月开工建设，2001年3月建成通车，至今已通车6年多。在此期间进行定期测量，主要内容为桥面的挠度变化值。从2001年6月至今已测量了14次（测量报告的主要结论为：主要结构的高程值在变化（下挠）。其中绝大多数点的下挠值均在设计顶期值以内，但北汊主桥次边孔跨中下挠值达到99.9mm），设计预留“顶拱度”值为100mm，几乎用完设计预留值。
二、检测目的
通过对主桥宏观工作状况及细部健康状况的检测，主要可以达到以下目的：
(1) 通过对该桥表观病害的检测，了解桥梁结构的工作状态，为桥梁结构评估提供第一手资料。
(2) 通过对现有结构进行钢筋锈蚀电位、氯离子含量、裂缝长度和宽度测量、构件强度、混凝土碳化深度等专项检测可以为结构物的强度、刚度和耐久性评估提供数据支撑。
(3) 通过对桥梁结构进行全面检测，建立健全桥梁“指纹”档案，为今后本桥的养护管理提供量化依据。
三、检测内容
针对该桥目前的实际情况，结合业主的要求，主要就下述几个方面对该桥进行了全面检测，最后根据检测结果对桥梁结构的运营状况进行综合评估，并提出针对性的养护维修意见和建议。
(1) 桥梁结构表观病害检查；
(2) 桥梁几何形态参数测定；
(3) 桥梁结构恒载变异状况调查；
(4) 桥梁结构构件的材质强度检测与评述；
(5) 混凝土中钢筋锈蚀电位的检测；
(6) 混凝土中氯离子含量的测定；
(7) 混凝土碳化状况的检测；
(8) 混凝土结构钢筋分布状况的调查；
(9) 桥梁裂缝的检测；
(10) 支座伸缩缝的检查。
四、检测结果
五、检测结论
1、主要病害
通过对主桥详细检测，对全桥结构现状评价如下：
(1) 桥梁上部主要承重构件存在局部的风化、麻面、空洞、缺陷、渗水、露筋、裂缝等病害且个别裂缝宽超限，对结构的耐久性已造成一定的程度的影响。
箱梁底板底部存在纵向裂缝，主要分布在L/4跨附近，最大裂缝宽度为0.3mm，沿纵桥向最长达12m，个别裂缝伴有渗水和水渍钙化现象；箱梁腹板在L/4至主墩墩定范围存在水平裂缝和斜裂缝，斜裂缝走向为支点侧偏高，跨中侧方向偏低，其中最大裂缝长度2.1m，最大裂缝宽度0.2mm；底板底部存在大量修补痕迹，部分修补区域存在空鼓、空洞、混凝土劣化、混凝土内夹有杂物(麻絮等)、混凝土表面存在大量锈斑、钢筋外露和锈蚀等病害；箱梁合拢段顶板存在大量纵向裂缝，多数裂缝沿合拢段纵向贯通，部分裂缝存在渗水痕迹，并伴有水渍钙化现象，裂缝最长为300cm，裂缝最宽0.5mm；多数预应力齿板锚固面在预应力钢束锚固端和腹板之间的部位均存在竖向(部分裂缝呈斜向下方向)裂缝，裂缝最长为130cm，裂缝最宽为0.3mm。部分齿板顶面和腹板相接处存在裂缝，裂缝最长为280cm，裂缝最宽为0.3mm。少数齿板在侧面中部存在裂缝，裂缝最长为130，裂缝最宽为0.25mm。
(2) 墩台基础基本完好；支座基本完好；
(3) 桥面铺装未发现明显病害；护栏多处因内部钢筋锈蚀，导致表层混凝土胀裂、脱落；伸缩缝存在局部轻微锈蚀，伸缩缝内积有未能够及时清理的垃圾和杂物；部分泄水管失去应有的功能。
(4) 混凝土无损检测显示：箱梁内部的实测混凝土强度基本能满足设计强度要求；构件内部钢筋有可能存在局部锈蚀；混凝土碳化对钢筋锈蚀影响轻微；构件现存保护层厚度对结构钢筋耐久性有影响，构件局部钢筋易失去碱性保护，发生锈蚀；桥梁构件尺寸与原设计值比较变化微小；
(5)从理论计算分析可以看出，本桥在成桥阶段按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行作用效应组合，主桥上部结构各截面正应力及主拉应力(考虑全部竖向预应力作用)均能满足规范要求。
综上所述，根据本次检测的各项检测结果，通过对桥梁各部件技术状况的综合评定，认为本桥总体情况较好，基本可以满足现行交通的要求。全桥技术状况评分为78.8，确定该桥的技术状况等级为二类。
2、病害成因分析
根据对该桥的检测结果，结合对该桥的计算分析，认为导致该桥出现上述病害主要因素有下述几个方面：
(1) 该桥于1997年10月开工，并于2001年3月建成通车，受当时国内桥梁建设水平的限制，桥梁结构存在空洞、露筋、混凝土劣化、蜂窝麻面、梁段接缝错台等先天不足的病害。该类病害的存在和发展直接影响了桥梁结构的使用寿命，随着病害的发展，尤其是混凝土劣化速度和钢筋锈蚀速度的加剧，桥梁结构安全在一定程度上受到不利影响。
(2) 箱梁外部靠近中央分隔带一侧的底板边缘部位混凝土劣化及钢筋锈蚀病害较为严重，现场调查发现中央分隔带位置的污水直接冲蚀箱梁腹板，并在箱梁底板部位形成大量的汇水区域，导致梁体长期受到污水的侵蚀，另由于桥位处有一个大型的化工厂，污水内的侵蚀性物质含量高，进一步加剧了该部位混凝土的劣化和钢筋的锈蚀。
(3) 检测中发现的部分腹板斜裂缝，其走向与正常受力裂缝相反，该类裂缝总体数量较少，分布在腹板下弯束位置。经分析判断，该类裂缝主要是由于腹板束预应力管道安装时，波纹管表层混凝土过薄所导致的顺筋裂缝。该类裂缝由于数量较少，且目前相对稳定，故对结构安全影响轻微，但对桥梁结构的耐久性存在不利影响。
(4) 箱梁结构外表面检测时发现箱梁在L/4底板存在纵向裂缝，裂缝数量相对较少，主要集中在底板束的平弯位置附近。经分析判断，该类裂缝主要是由于混凝土在底板束的竖向和水平径向力作用下，波纹管的表层混凝土过薄或防崩钢筋布置位置不当所致。该类裂缝由于数量较少，且目前相对稳定，故对结构安全影响轻微，但对桥梁结构的耐久性存在不利影响。
(5) 检测中发现箱内腹板存在较多的斜裂缝，裂缝走向为支点侧偏低，跨中侧偏高，其中六合侧的腹板开裂更为严重。通过调查了解到，在该桥竖向预应力施工过程中，大部分的竖向预应力张拉均未达到设计要求，部分竖向预应力根本未张拉，六合侧的竖向预应力张拉效果相比更差。结合计算分析结果，在竖向预应力张拉不到位的情况下，主梁腹板的主拉应力将无法满足规范要求。因此，分析判断认为该类裂缝主要是由于主拉应力超限所导致的受力裂缝，对结构安全存在不利影响，同时，随着裂缝的继续发展，桥梁结构的整体刚度损失越来越大，势必加大桥跨主梁的下挠趋势。
(6) 箱梁合拢段顶板的纵向裂缝数量较多，且多数贯通整个合拢段。分析判断认为该类裂缝主要是由于合拢段混凝土与悬臂浇注的最后一个梁段混凝土的龄期差异较大，合拢段的混凝土横向收缩变形受到周边混凝土的约束所致，该类裂缝对结构的整体受力和安全没有影响，但对结构的耐久性有一定影响。
(7) 箱梁内部预应力齿板正面在锚固点和腹板之间存在竖向火邪向裂缝，齿板顶面在齿板与腹板交界处存在水平纵向裂缝。分析认为，该类裂缝主要是由于预应力吨位大，局部集中受力较大所致，属受力裂缝。此类裂缝对结构安全存在一定的不利影响。
六、养护维修建议
根据各种病害对桥梁结构的影响程度的不同，并结合该桥的实际管养计划，建议对该桥的养护维修分为紧急维修和近期维修两部分来安排相关的养护维修计划和时间：
1、紧急维修
(1) 为了防止箱梁中央分隔带侧底板边缘病害的继续加速恶化，在2008年雨季来临前应首先对桥梁中央分隔带的防水进行处理，避免梁体继续受到污水的直接冲蚀，同时对梁底现有缺陷进行修补，并对缺陷修补区域重新进行防腐处理。此处建议在中央分隔带设置防水板并在箱梁翼缘板底面端部设置截流槽，以从根源上截断污水；同时，为了防止外露钢筋除锈、混凝土缺陷修补后，修补区域周边钢筋发生电子反向迁移，进而导致周边钢筋的进一步锈蚀，应在修补区域周边2~3m范围内涂刷渗透性阻锈剂，以确保维修效果。
(2) 由于目前桥梁结构次边跨已经发生了不同程度的下挠，为了延缓桥梁的下挠趋势，建议对箱梁腹板宽度超过0.15mm的裂缝进行灌浆，并对宽度小于0.15mm的裂缝进行封闭，以提高桥梁结构的整体刚度。否则，结构裂缝在移动荷载的反复作用下，裂缝宽度及长度会有所增加，结构刚度降低，最终产生过大的不可逆转的主梁下挠。
(3) 为了确保桥梁结构的正常使用及安全运营，建议在最近两年内优先完成对桥梁结构齿板裂缝的维修及预应力封锚不严(或锚头外露)等主要受力部位病害的整治。
2、近期维修
考虑到该桥已经运营7年多的时间，马上将进行桥梁结构中修，下述养护维修方案可配合桥梁中修计划统一规划实施。
(1) 为了保证桥梁结构使用功能和使用寿命，建议对桥梁表观缺陷进行修补，并对桥梁结构的既有裂缝进行处理。
(2) 为了尽量减轻原结构恒载，间接地提高桥梁结构承受移动荷载的能力，建议对箱内垃圾及表面的松散浮浆进行清理。
(3)鉴于本桥上部结构混凝土保护层厚度较设计值偏小，结构内部钢筋存在局部锈蚀的可能，且目前桥梁结构外表面的防腐涂层已经使用多年，防腐性能已经有所降低，故为了提高本桥结构的耐久性，建议对全桥进行钢筋阻锈保护及外表面防腐涂装。
(4) 建议对全桥伸缩缝、防撞护栏等附属构造物进行整治，恢复其应具备的使用功能。
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