湖北楚天联发路桥养护有限公司

为了确保斜拉索的安全, 斜拉索的定期检查主要包括外观检查、索力测试、无损探伤等。

斜拉索外观检查主要是通过观察斜拉索的保护层, 进而判断斜拉索是否受到水分及其他有害物质侵蚀, 防护套及锚头防护装置有无破损。对于斜拉索的观察方式, 没有规定具体的方法。作为定期检查, 规范要求必须接近检查部位进行详细检查, 而不是在远处进行观察。虽然望远镜是比较有效的辅助检查工具, 但它并不能完全胜任斜拉索的定期检查, 还必须借助其他工具来帮助检查人员到达斜拉索的高空部位。吊篮是帮助检查人员靠近斜拉索的可行设备, 亦可以采用机器人来自动携带高清晰度光学设备进行检查。

从检查频率的比较来看, 《公路桥涵养护规范》、《公路桥梁养护管理工作制度》、《城市桥梁养护技术规范》均没有专门提及斜拉索的外观检查频率, 但作为特殊结构桥梁的定期检查, 应每年不少于1次。实践已经证明, 斜拉索的锈蚀断丝现象比较严峻, 必须加强斜拉索的外观检查, 每年检查1次是必要的。需要强调的是, 对斜拉索的定期检查不是简单的用望远镜来观察一下, 而是要接近检查部位进行检查, 如果对每根斜拉索都借助吊篮进行检查的话, 工作量将非常大, 对交通干扰也较为明显。我公司推荐使用斜拉索爬索机器人进行检测，节省人力、物力且不影响交通。

斜拉索锚固区包括钢护筒出口部位至锚头端部的区域, 是斜拉索的易损区域, 也是检查难度较大的部位，根据《公路桥涵养护规范》所规定的检查项目涉及到锚头防锈保护、锈蚀、裂缝, 防渗水情况、拉索与钢护筒之间的密封连接、拉索护套与锚头之间的连接情况、锚头后盖内部情况。平行钢丝斜拉索在安装过程中, 由于种种原因, 会造成斜拉索的扭转, 若其扭矩不能得到释放, 就有可能在松动的情况下发生旋转, 导致螺母位置发生变化。因此, 在检查平行钢丝斜拉索锚头的过程中, 需要关注一下螺母是否松动, 建议将螺母位置作为检查项目。

从理论角度看, 在斜拉桥建成以后, 斜拉索的索力不应该出现较大变化。但实际上由于可能存在交通荷载变化、塔或梁体变形、斜拉索损伤等不利因素, 斜拉索的索力确实可能发生改变。在问卷调查过程中, 很多业主认为1年检查1次索力比较合理, 此外, 无论从检测难度还是从检测成本方面考虑, 每年检查1次是可行的。因此, 对于特别重要的大跨径斜拉桥, 建议斜拉索的索力每年检查1次。

从实际工程来看, 斜拉索索力的常用检测方法包括振动法、千斤顶法、锚索计法, 其中锚索计法对在役桥梁的索力检测难度很大, 对运营期桥梁是不适合的。千斤顶法的检测比较直接, 精度也比较高, 但缺点是其检测成本相当高, 不适合对每根斜拉索都用千斤顶法检测。振动法检测比较快速, 成本最低, 精度也有一定的保障, 因此建议采用振动法进行索力检测, 并对由振动法检测产生怀疑的拉索采用千斤顶法进行校核。

无损检测的目的是探测钢丝是否锈蚀或断丝等, 现行规范和几本手册中均没有明确提及具体的测试方法。当斜拉索护套出现破损时, 直接检测破损位置处内部钢丝的锈蚀或断丝是可行的, 但当斜拉索护套没有明显损伤时, 则无法用目视方法检查斜拉索内部钢丝情况, 必须借助无损检测方法进行检查。目前, 能使用的方法有磁通量法和声发射法等, 这些检测方法在国内斜拉桥缆索检测中还没有得到广泛应用。基于磁滞伸缩的缆索无损检测技术可能是当前解决斜拉索腐蚀和断丝探测的较好解决方案, 近几年来取得了一定的进展, 并在国内有了初步应用。

特殊检查包括专门检查和应急检查。根据《公路桥梁养护管理工作制度》的要求, 特殊结构桥梁每5年至少进行1次特殊检查。特殊检查的要求不仅包括现场的检测, 而且更重要的是根据检测进行分析与评估, 尤其是斜拉索的承载能力评估。因此, 在斜拉桥的特殊检查过程中, 由养护工程师根据斜拉索的实际状况, 判断需要检测哪些项目, 进而检算、分析、评估斜拉索的承载能力, 提出相应的养护建议。

(1) 材料自然老化。单根斜拉索的PE护套开裂破损较多, 且分布均匀, 说明其材料性能已严重老化。该桥已经运营将近19年, 在高空长期经受日光、雨淋、风吹等自然条件下, 斜拉索PE护套逐渐老化、韧性降低。目前我国早期建设的大部分桥梁的缆索系统使用寿命在20年以下。

(2) 环境荷载作用。高应力状态的PE护套反复热胀冷缩, 出现老化细微裂纹, 在车辆荷载、环境温度、风雨振动等荷载的长期作用下, PE护套沿索长方向伸缩变形约束不均匀, 导致老化裂纹或初始缺陷裂纹逐步扩大, 最终形成环状断裂。

(3) PE护套原材料批次不同或施工工艺原因。根据该桥单根斜拉索开裂或断裂数量沿索号总体分布规律, 开裂或断裂数量较多的斜拉索索号主要集中在6号~18号, 导致这种情况的原因可能有:该批次拉索的PE护套制造原材料与其它批次索号不同, 或者盘索和挂索等施工工艺不同。