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钢管混凝土系杆拱桥的结构检测与评估简介钢管混凝土系杆拱桥是一种新型桥梁结构，它具有较小的施工量、较小的建筑档期、较小的自重、较小的工序数、较小的支座尺寸、减小了建筑物在背景下的视觉干扰等优点。
由于其结构特殊，因此对其进行定期的检测与评估是非常重要的。
检测方法外观检测钢管混凝土系杆拱桥在受力的情况下，容易产生各种裂缝，外观检测能反映出裂缝的数量、分布和大小情况。
此外，应对表面锈蚀、变形、严重震动等进行观察。
结构检测结构检测是对支座、拱墩和桥面进行检测，包括测量梁和拱墩的变形、裂缝、温度和湿度。
可以使用非接触性竖向振动加速度计来监测结构共振特性，以识别结构的频率和模态。
无损检测无损检测是检测桥梁结构缺陷和单元质量重要手段之一。
常见技术包括：超声波探伤超声波探伤能够检测桥梁的深度和长度，以识别混凝土的裂缝、空位和钢管内直流端的异常以及混凝土厚度。
电磁动力学检测电磁动力学检测通过捕获线圈感应信号来监测和分析杆内的潜在损坏。
可以确定杆心位置和检测长度，并检测杆内存在的隐蔽损伤。
核磁共振检测核磁共振检测通过射频感应并测量样品内的自由成分的弛豫时间来识别材料的振动状态和破坏程度。
短期加载试验短期加载试验是一种有效的评估桥梁结构损伤程度的方法。
短期加载试验可以测定桥梁结构的刚度或弯曲变形和沉降变形等性能参数。
其结果可以用于确定加固方案和评估桥梁的抗震能力。
评估方法极限状态评估极限状态评估是一种基于一次灾后，评估结构经受惯性荷载、静态荷载和其它负荷的情况下，结构是否继续正常使用或满足要求。
极限状态评估可以根据评估的期限和灾害信息等，确定结构在灾害前和灾害后的可靠性区间。
损伤评估损伤评估是基于结构的损伤程度，评估结构在经受荷载下能否满足服务性能的方法。
可以通过比较存在的裂缝、位移、振动等来评估结构的损伤程度。
残余强度评估残余强度评估是一种评估结构在经受损伤后，还能够承受的荷载能力的方法。
可以通过对桥梁截面的破坏模式进行分析，估计桥梁的损伤程度，以及评估结构未来承载能力的可靠性。
系杆拱桥旧吊杆检测分析与评定文摘：系杆拱桥作为拱桥家族中的一员，具有拱桥结构的一般特点和自身的独特性。
根据桥面结构在桥梁上部结构标高中的位置，一般采用中承式或下承式，由拱肋、纵梁、横梁、吊杆等部分组成。
吊杆是桥面结构与拱肋之间的传力构件。
关键字：系杆拱桥；吊杆；检测1.引言吊杆是系杆拱桥桥面结构和拱肋之间的传力构件，有三种构造：刚性、半刚性和柔性。
刚性吊杆一般采用预应力混凝土矩形截面，早期也采用钢筋混凝土，由于其耐久性等问题，目前已很少使用；半刚性吊杆是采用高强碳素钢丝、精轧螺纹钢筋和高强低松弛钢绞线的钢管混凝土圆型截面。
柔性吊杆采用高强钢丝束组成，其外通常采用热挤高密度聚乙烯工艺形成的PE护套作为防护措施，两端用墩头锚具。
桥梁的吊杆的使用寿命与桥梁的安全运营密切相关，根据相关资料的统计，吊杆的寿命一般为3年~16年，很少超过规范规定的索吊杆设计使用年限20年。
吊杆的损伤主要是由于环境腐蚀或疲劳所致，基于“破损安全”的原则，鉴于单吊杆体系存在的安全隐患，一根失效可能会殃及全桥，而吊杆拆换又极为不易，且费用高。
因此，日常的检测检查、养护对吊杆的安全使用显得尤为重要。
1.工程概况河南省安阳市某桥主跨为下承式钢管混凝土系杆拱结构，跨径为138.0m，上跨京广铁路，桥面总宽31.0m。
桥梁修建于1993年，机动车道的设计荷载等级为汽车--20级、挂车-100，非机动车道的设计荷载等级为3.5KN/m2，验算荷载为汽车--10级，人行道的设计荷载等级为3.5kN/m2。
主跨两榀拱肋采用钢管混凝土桁架结构，拱肋中心距为16m，每榀拱肋弧长150米，弦长123米，矢跨比1/5，上下弦杆（上下各两根）由4根A720mm×12mm的钢管组成，腹杆及下联杆由A300mm×10mm的钢管组成，上下弦杆之间由钢板联焊共同组成略呈梯形的拱肋断面，上下弦杆钢管内为泵送40号混凝土，上弦杆间平联内由人工灌注40号混凝土。
总756期第二十二期2021年8月河南科技Journal of Henan Science and Technology钢管混凝土系杆拱桥吊杆索力检测肖文杰程骞（安阳工学院土木与建筑工程学院，河南安阳455000）摘要：通过对某运营中钢管混凝土系杆拱桥进行建模分析，并在恒载情况下对该桥梁吊杆索力进行测试，测试方法选用振动频率法，对该方法的原理及应用进行进一步讨论。
计算出本桥测试索力与成桥索力并进行比对，得出结论，为该桥梁吊杆的维修加固提供依据。
关键词：系杆拱桥；索力；建模分析中图分类号：U446文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）22-0095-03Detection of Suspender Cable Force of a Concrete Filled Steel Tubular TiedArch BridgeXIAO Wenjie CHENG Qian（School of Civil and Architectural Engineering,Anyang Institute of Technology，Anyang Henan455000）Abstract:By modeling and analyzing a concrete-filled steel tubular tied arch in operation,and testing the suspender cable force of the bridge under dead load,the vibration frequency method is selected as the test method,and the prin⁃ciple and application of this method are further discussed.The test cable force of the bridge is calculated and com⁃pared with the completed cable force,and a conclusion is drawn,which provides a basis for the maintenance and rein⁃forcement of the suspender of the bridge.Keywords:bowstring arch bridge；cable force；modeling analysis随着我国公路的大量修建，各式桥梁结构逐年增加，一些新型大跨度桥梁结构工程越来越常见，同时这些桥梁结构的安全性能也得到广泛关注。
钢管混凝土系杆拱桥检测与评估
佘长辉
【期刊名称】《福建建材》
【年(卷),期】2016(000)006
【摘要】以一座主桥跨径为40m+150m+40m的飞燕式钢管混凝土系杆拱桥为研究对象,通过对该钢管混凝土系杆拱桥进行检测以了解桥梁结构现状已存在的一些病害或缺陷,并对现状桥梁进行评估介绍和结果分析以了解该桥梁技术状况,得到的结论能够对相关管养部门有针对性的养护、维护与加固改造提供科学依据,并能够对类似的桥梁工程起到积极的借鉴意义.
【总页数】3页(P21-22,90)
【作者】佘长辉
【作者单位】福建省建筑科学研究院,福建省绿色建筑技术重点实验室,福建福州350025
【正文语种】中文
【相关文献】
1.在役钢管混凝土系杆拱桥结构检测与安全评估 [J], 卢炳灿;周洪刚;何顶顶;毛东建
2.钢管混凝土系杆拱桥的结构检测与评估 [J], 金国俊;高振
3.钢管混凝土系杆拱桥的结构检测与评估 [J], 金国俊;高振
4.下承式钢管混凝土系杆拱桥特殊检测试验方法研究 [J], 邓玉华
5.钢管混凝土系杆拱桥吊杆索力检测 [J], 肖文杰;程骞
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钢管混凝土系杆拱桥质量问题和处治措施摘要：钢管混凝土系杆拱桥是一种美观、经济的桥型，近年来得到了广泛的应用。
但国内尚无此桥型的设计、养护规范，其结构设计、计算理论也不成熟，更无成熟的养护经验可借鉴。
探索该桥型的常见质量问题和处治方法，对延长桥梁的使用寿命，保障桥梁安全是必要的、紧迫的。
关键词：钢管混凝土系杆拱桥；质量；处治方法Abstract: CFST tied arch bridge is a beautiful bridge type of economy in recent years has been widely used. However, there is no bridge design, conservation norms, its structural design, and computing theory is not mature, more mature conservation experience to draw on. Explore the bridge common quality problems and Treatment Methods for the right to extend the life of the bridge to ensure bridge safety is necessary and urgent.Keywords: CFST tied arch bridge; quality; Treatment Methods1 前言随着公路建设的发展，养护的桥梁不再局限于传统的简支梁桥、连续梁桥，越来越多的新型结构的桥梁被移交养护。
特别是钢管混凝土系杆拱桥，国内尚无此桥型的设计、养护规范，其结构设计、计算理论也不成熟，更无成熟的养护经验可借鉴。
此类桥梁由于系梁均支撑在横梁上，而每根横梁是靠两根吊杆吊着，一旦一根吊杆断裂或锚具松脱那么横梁和支撑在其上的系梁以及桥面就会在瞬间一同掉落。
浅谈在役钢管混凝土系杆拱桥检测与评定摘要：早期兴建的钢管混凝土拱桥结构在设计理论、施工质量控制方面或多或少地存在一定局限。
在交通流量不断增加、服役环境不断变化等外部因素的作用下，桥梁病害时有发生。
本文以役钢管混凝土系杆拱桥为研究对象，介绍该类桥梁定期检测要点，供行业同仁参考。
关键词：钢管混凝土；系杆；拱桥；检测；评定Abstract: The early construction of arch bridge of concrete filled steel tube structure in design theory, construction quality control more or less limitation. In the increasing flow of traffic, service environment constantly changing external environment, bridge disease occurs. Taking the Steel-Pipe Concrete Bowstring Arch Bridge as research object, introduces the detecting points for bridge regularly, offer industry colleague reference.Key words: concrete filled steel tube arch bridge; tied; detection; evaluation;0 前言据不完全统计，截止2010年，我国在役跨径大于50ｍ钢管混凝土拱桥达300余座，目前，钢管混凝土拱桥已经成为我国大跨径拱桥的主导桥型。
在桥梁运营过程中，随着交通流量不断增加、服役环境不断变化等外部因素的作用下，我国已有10余座系杆拱桥进行了吊杆、系杆更换。
钢筋混凝土拱桥承载能力评定发布时间：2022-06-30T08:31:03.222Z 来源：《新型城镇化》2022年13期作者：郭如意[导读] 桥涵结构往往是道路的咽喉，影响着整条道路的顺利运行和人民群众的生命财产安全，需要引起养护管理部门的重视。
山东省公路设计咨询有限公司山东济南 250000摘要：拱桥以其良好的跨越能力和承载能力，在我国桥梁类型中占有一定的比例，尤其是在农村公路桥涵中，拱桥或是拱涵占有比例更大。
这其中，钢筋混凝土拱桥是比例比较大的一种。
本文以某座具体拱桥为例，通过对其进行技术状况评定与结构检算，确定了其承载能力，为养护管理部门制定相应的措施提供了可靠依据。
关键词：钢筋混凝土；拱桥；技术状况评定；结构检算ABSTRACT： Arch Bridge has a certain proportion in bridge type in our country, especially in rural highway bridges and culverts, the proportion of arch bridge or arch culvert is larger. Among them, reinforced concrete arch bridge is a larger proportion of one. In this paper, a concrete arch bridge is taken as an example, and its bearing capacity is determined through the evaluation of its technical condition and structural calculation, which provides a reliable basis for the maintenance and management departments to formulate corresponding measures.Key Words： reinforced concrete; Arch Bridge; technical evaluation; structural calculation桥涵结构往往是道路的咽喉，影响着整条道路的顺利运行和人民群众的生命财产安全，需要引起养护管理部门的重视。
第6期（总第156期）No ．6（Serial No ．156）2011年12月CHINA MUNICIPAL ENGINEERINGDec ．2011DOI ：10．3969/j．issn．1004－4655．2011．06．025钢管混凝土系杆拱桥的结构检测与评估金国俊，高振（镇江市市政设施管理处，江苏镇江212000）摘要：对钢管混凝土系杆拱桥实施了常规检测和动、静载试验，并结合有限元建模与分析；最终对桥梁进行了安全评估，为桥梁的日常养护维修提供了依据。
从荷载试验结果看，桥梁的各项检测指标符合试验规程要求，即当前尚满足设计荷载等级；但由于该桥的结构特点，针对现存的安全隐患，应立即组织维修。
关键词：钢管混凝土；系杆拱桥；检测；有限元；评估中图分类号：U448．225．6文献标识码：A文章编号：1004－4655（2011）06－0066－02收稿日期：2011－06－21针对1座下承式钢管混凝土斜靠式系杆拱桥开展结构检测与评估，对该桥实施了包括外观观测、混凝土强度检测和斜吊杆索内力、钢筋锈蚀程度、保护层厚度等结构检测。
为了更准确地判明结构安全性及承载能力，又对其实施了动、静载试验，并进行有限元建模与分析。
最终通过综合检测、试验与分析结果，判明了其安全技术状况，为该桥的日常养护维修提供了科学依据。
1桥梁概况桥梁为1座下承式钢管混凝土斜靠式系杆拱桥，建于2002年，单跨过河，全桥总长81m ，主拱计算跨径70m ，桥面全宽在桥台处为40m ，跨中加宽到52m ，人行道外侧呈圆弧状。
桥梁纵向由直拱、系杆并缀以直吊杆构成主要纵向受力体系。
由直接支承于承台的斜拱及斜吊杆构成辅助纵向受力体系。
横向通过风撑将直拱肋与斜拱肋连成整体，并最终通过横梁将桥面连成整体，形成一个空间协同受力体系。
搁置在横梁上的行车道板及现浇层等构成桥面行车系，搁置在横梁上的人行道梁、板等构成人行道系（见图1）。
图1钢管混凝土系杆拱桥整体图2桥梁检测1）桥梁外观检测。
桥梁外观检测分为总体外观检测和细部构件外观检测。
经检测，桥面线形与设计基本吻合，直拱肋与斜拱肋部分区域渗水，油漆剥落与局部锈蚀明显，并有进一步发展趋势。
斜吊杆PE 护套局部断裂，上下锚固端漏油，个别锚头漏油严重；横梁及系杆局部渗水并伴有白色结晶物，出现水蚀现象，部分区域预应力波纹管及钢筋外露锈蚀。
桥梁支座钢构件锈蚀严重，伸缝装置被杂物堵塞，个别泄水管堵塞、锈蚀。
2）混凝土强度检测。
混凝土强度以超声回弹综合法为主进行混凝土强度检测。
由于混凝土结构不可避免地存在碳化现象，对结构强度有一定的影响。
经检测，混凝土碳化平均深度横梁为0．93mm 、系杆为0．83mm 、纵梁为0．86mm 。
由于在碳化均值修正后混凝土强度≥60MPa ，故此次采用超声回弹综合法推定横梁混凝土强度值为56MPa ，系杆混凝土强度为55．8MPa ，纵梁混凝土强度为49MPa ，实测强度值均大于设计值，即混凝土强度仍满足原设计要求。
3）钢筋保护层厚度检测。
采用钢筋探测仪检验第1层钢筋排列位置及钢筋保护层厚度。
经检测，横梁横桥向（内层）钢筋净保护层厚度均大于设计值（35mm ），而竖向（外层）钢筋净保护层除1处（25．1mm ）符合原设计值，其余均偏薄，小于设计值。
系杆顺桥向与竖向钢筋净保护层厚度均大于设计值。
4）钢筋锈蚀程度检测。
钢筋的锈蚀严重影响着结构的承载能力，并加速结构的损坏。
本次检测采用电化学反应半电池电势原理对钢筋锈蚀进行定性测量。
经检测，全桥共计56个测点，除2个测点的电位值＜－200mV 外，其余测点电位值均＞－200mV ，表66金国俊，高振：钢管混凝土系杆拱桥的结构检测与评估2011年第6期明测区内钢筋主要处于无锈蚀活动性或锈蚀活动性不确定状态，个别区域内局部钢筋有锈蚀活动性，但锈蚀状态不确定，可能出现坑蚀。
5）斜吊杆内力测试。
采用频谱法测量了全桥南北两侧共计30根斜吊杆的内力值。
测试结果显示，南北侧实测索力在最终张拉力上下浮动（北侧最终张拉力为360kN ，南侧最终张拉力为380kN ），除去两端短索由于测试误差等因素不予采用外，北侧索力差值变化范围为－26kN 47kN ，南侧索力差值变化范围为－26kN 16kN ，与最终张拉力基本吻合。
3动、静载试验3．1静载试验采用30t 加载车进行等效加载，试验荷载均逐级递加，达到最大荷载后一次卸载。
分别采用振弦应变计和光纤应变计测量应变，采用精密水准仪测量桥面的竖向变形，采用光电挠度仪测量系杆及横梁下缘变形，采用全站仪测量拱肋变形。
静载试验各工况下所需加载车辆的数量及重量，根据设计标准活荷载产生的某工况下的最不利效应值按下式所定原则等效换算而得：0．8≤η=S staticS design （1+μ）≤1．0（1）式中：η为静力试验荷载效率；S static 为试验荷载作用下，某工况最大计算效应值；S design 为设计标准活荷载不计冲击作用时产生的某试验工况的最不利计算效应；（1+μ）为设计计算取用的冲击系数。
本桥跨的试验加载控制工况与控制截面关系见图2。
注：截面A ，系杆梁跨中截面的最大正弯矩和变形工况，对称与偏载。
截面B ，系杆梁1/4跨截面的最大正弯矩和变形工况，对称与偏载。
截面B ，系杆梁1/4跨截面的最大负弯矩工况，对称与偏载。
截面C ，直拱肋拱顶截面最大变形工况，对称与偏载。
截面D ，直拱肋1/4跨截面的最大变形工况，对称与偏载。
截面E ，横梁1/2跨截面的最大正弯矩工况，对称与偏载。
图2静载试验控制截面3．2动载试验动载试验主要是检测桥梁自身的动力特性和抵抗受迫振动与突发荷载的能力，分别采用脉动法测试桥梁结构的固有模态，采用强迫振动试验检测桥跨结构在车辆荷载下的抵抗受迫振动特性。
其中梁体混凝土动挠度采用光电挠度进行测定，强迫振动试验采用2辆试验载重车（30t ）进行跑车。
共布置12个测点（每侧6个），分别位于各跨的1/4、1/2、3/4位置处的桥面与直拱肋。
脉动试验测点布置见图3。
图3脉动试验测点立面、平面布置图4有限元建模与分析本桥的有限元计算模型是通过桥梁专业软件MIDAS 建立的。
拱桥采用杆系结构计算力学模型进行建模计算分析；对于混凝土主梁、横梁和钢管斜拱肋，直接采用梁单元进行模拟；对于吊杆采用只受拉的索单元进行模拟；对于钢管混凝土直拱肋先采用等效截面的方法计算出等效混凝土截面大小，然后采用梁单元模拟钢管混凝土直拱肋。
全桥共计446个节点、795个单元，结构的有限元模型见图4。
图4桥梁有限元计算模型5试验与计算结果对比分析在试验各工况对应的动、静载作用下，通过有限元模型计算结构各控制截面的应变、挠度及固有模态频率，再与实测的结果进行对比，从而对该桥的实际承载能力、桥梁结构的行车性能进行检定和安全评估。
实测本桥静载试验的应变和变形校验系数均满足预应力混凝土桥应变校验系数0．50 0．90和挠度校验系数0．60 1．00的限值要求。
实测最大残余变形率为3．7%，满足试验规程20%的限值要求，说明桥（下转第70页）76孙家瑛，蔡明，陆青清，等：脱硫石膏改性三渣混合料的强度和耐久性研究2011年第6期物质）的作用下形成钙矾石的作用相关。
在工程中，常用粉煤灰取代部分水泥改善混凝土抗硫酸盐侵蚀能力，粉煤灰取代水泥量越大，混凝土抗硫酸盐侵蚀能力越强。
脱硫石膏的主要成分是CaSO4·2H2O，在水溶液环境下会游离出部分SO2－4，为粉煤灰提供一个有利于形成钙矾石的硫酸盐环境，因此起到类似激发剂的作用。
这就解释了为什么脱硫石膏改性三渣混合料具有十分强的抗硫酸盐侵蚀能力。
4试点工程应用2011年6月在浦东新区申江路改造工程现场铺筑脱硫石膏改性三渣基层试验段。
配比为脱硫石膏ʒ粉煤灰ʒ石灰ʒ碎石=8ʒ17ʒ15ʒ60，现场拌和时允许每种材料的质量偏差为ʃ3%。
现场先用挖掘机把混合料摊平，再利用人工局部找平，最后采用压路机碾压。
经14d现场养生后，测试改性三渣混合料基层的回弹弯沉结果见表5。
试验车型为BZZ－100，后轴重10t、轮胎内压0．7MPa。
试验位置为路中心（辅西4）侧。
平均回弹弯沉值为0．36mm，设计弯沉值为0．43mm。
脱硫石膏改性三渣混合料基层的弯沉值满足设计要求。
表5改性三渣混合料基层回弹弯沉试验报告mm 桩号实测弯沉平均值设计弯沉K3+8300．38K3+8500．34K3+8600．40K3+8900．320．360．435结语1）粉煤灰三渣混合料采用脱硫石膏等量置换粉煤灰可以提高早期强度，当置换量为35%时，7d强度可达1．55MPa，能够满足对三渣混合料的技术要求。
2）脱硫石膏改性三渣混合料抗冻性、耐水性和抗干湿循环能力、抗硫酸盐侵蚀性能等长期性能均优于普通三渣混合料。
参考文献：［1］孙家瑛，周承功，于鸣，等．废石膏用于粉煤灰三渣基层材料的研究及应用［J］．粉煤灰，2003（3）：3－5．［2］张林，腾云．提高二灰混合料基层早期强度的方法研究［J］．重庆交通学院学报，1998，17（4）：49－52，58．［3］张文生，周明凯，李春．路面基层材料的改性研究［J］．武汉工业大学学报，1997，19（4）：櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅60－62．（上接第67页）梁的承载能力满足要求。
静载试验校验系数及残余变形见表1、表2。
表1静载试验校验系数加载工况控制截面应变变形实测με计算με校验系数实测/mm计算/mm校验系数工况1A32630．514．67．50．61工况2B55680．816．28．20．77表2静载试验残余变形加载工况加载方式截面挠度均值/mm残余变形均值/mm残余变形率/%工况1对称A7．50．22．7工况2对称B8．20．33．7通过分析试验脉动数据，得到各模态的实测频率均比相同模态振型对应的计算频率大，说明结构整体刚度较好。
通过测试各种强迫振动情况下的动挠度及对应的最大静载挠度，换算桥跨的冲击系数处于正常范围。
实测冲击系数最大值为0．046（按规范计算为0．099），说明试验桥跨的设计冲击系数满足规定。
实测固有模态基频和计算值及动载试验冲击系数见表3、表4。
表3动载试验固有模态频率阶次频率/Hz计算实测阻尼比/%振型主要特性11．921．971．60反对称竖向弯曲23．133．321．57对称竖向弯曲33．653．811．22对称横向弯曲表4动载试验冲击系数车速条件v/km·h－1203040极大动挠度/mm1．2731．2751．257静载挠度/mm1．219——实测冲击系数（1+μ）1．0441．0461．031设计冲击系数（1+μ）1．099——6结语本桥造型新颖独特，结构特殊，通过对桥梁的常规检测、动静载试验及有限元分析，对桥梁结构从适用性方面、耐久性方面和安全性进行了评定。
