苏通大桥索塔的检查与维护

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摘要 ：根据苏通大桥索塔的自身特点和养护管理的需求，提出了苏通大桥索塔检查与维护的主要内容，为同类桥梁索塔的日常检查与维护工作提供参考。

关键词 ：苏通大桥；斜拉桥；索塔；检察与维护

中图分类号：U445 文献标识码：A

一，引言

交通运输是一个国家的经济命脉，道路与桥梁则是使交通运输能够畅通无阻的载体，尤其是桥梁，作为交通枢纽更是起着至关重要的作用。随着社会经济的发展，近些年大型桥梁建设的增多，其病害问题也日益突出，如：广东海印大桥在使用不到10年就发生了斜拉索锈断的事故,犍为岷江大桥桥塔内弯[1]；委内瑞拉的马拉开波湖（Maracaibo）桥采用混凝土包裹的斜拉索，建成后16年发现拉索锚固端严重锈蚀，随即耗时两年更换了全桥的384根拉索，耗资5000万美元，但工程师们预测不久的将来仍需再次换索[2]；英国伍埃（Wye）桥，由于实际荷载已超过原设计荷载的60%，在使用19年后对该桥进行了加固维修，其中包括塔柱改建、主梁加固、更换主桥拉索等[3]；原联邦德国建成的科尔布兰特（Kohlbrand Estuary）桥，由于腐蚀严重，在桥梁建成后的第三年，就更换了所有的斜拉索，耗资6000万美元，为原造价的4倍[4]。以上这些事故的发生均突出了桥梁养护工作的重要性，如何养护管理好现有的桥梁，保持桥梁的完好工作状态，延长其使用寿命，这一课题已摆在我们的面前[5]。

本文根据苏通大桥索塔的自身特点和养护管理的需求，提出了苏通大桥索塔检查与维护的主要内容，为同类桥梁索塔的日常检查与维护工作提供参考。

二，苏通大桥索塔概况

苏通大桥索塔为倒Y型空心箱形混凝土桥塔，并在主梁下方设置下横梁一道。索塔总高300.40m，在桥面以上高度为230.41m，高跨比为0.212（见图1）。索塔下宽上窄，分为上塔柱、中塔柱、下横梁、下塔柱、钢锚箱、塔内设备、附属结构等。

为便于通行和维护，上塔柱在塔顶、中塔柱在桥面处、下横梁在顶面均设有进出索塔的人孔，塔柱、横梁、隔板的人孔均相互连通。塔内设有爬梯，上塔柱、中塔柱上游侧（北塔）、中塔柱下游侧（南塔）另设有电梯。

（一）上塔柱

上塔柱高91.361m，为对称单箱单室，中间设钢锚箱。外尺寸为900cm×800cm变化到1080cm×1740cm，壁厚在斜拉索锚固面（南北面）为100cm，非锚固面（东西面）为120cm；上塔柱布置了除湿装置，不设通气孔。

（二）中、下塔柱

中、下塔柱高分别是155.813m、53.226m，为不对称单箱单室断面，塔柱内侧设有主梁横向抗风支座。外尺寸由1082cm×650cm变化到1500cm×800cm，壁厚120cm、150cm。中、下塔柱横桥向外侧设置PVC管作为通气孔。

（三）索塔横梁

横梁设在主梁下方，采用箱形断面，为预应力混凝土结构，由于结构受力需要和景观要求，横梁采用变高度结构，高度从9.0m变化到10.0m,横梁顶宽13.120m，底宽13.319m,腹板壁厚1.5m，顶底板壁厚1.0m，设2道壁厚1.4m的竖向横板。横梁顶面设置有塔梁阻尼器，底面设排水孔，横梁顶面有1％的双向横坡。横梁侧面设有检修平台。

（四）钢锚箱

苏通大桥为双塔斜拉桥，钢锚箱作为斜拉索锚固结构，设置在上塔柱中，钢锚箱与索塔之间侧向接触面采用剪力钉连接，最下端直接支撑于混凝土内。斜拉索第1～3对直接锚固在上塔柱的混凝土底座上，第3~34对斜拉索锚固在钢锚箱上，钢锚箱每塔30节，全桥共60节，每节锚箱长7.118m~8.517m，宽2.4m，高2.3~3.55m,钢锚箱节段之间采用高强度螺栓连接。钢锚箱为箱形结构，构成钢锚箱的主要构件有：侧面压板、端部承压板、腹板、锚板、锚垫板、横隔板、连接板、肋板、斜套筒等构件组成。

（五）主塔附属构造

包括塔柱内爬梯、检修平台、除湿机、防雷系统及预埋件等。

图1 索塔的一般构造

三，索塔的检查与维护

（一），索塔的检查

索塔的检查分为经常性检查和定期检查，经常检查的频率为4次/年，定期检查频率为1次/3年。经常性检查由苏通大桥养护中心检查，主要检查在不借助任何登高工具，通过目视或借助望远镜所能观察到的范围。定期检查由工程部委托具有作业资质的专业检测单位完成，并形成专项检查报告。以上检查指塔内，塔外待定。

经常性检查方法为目视和借助望远镜检查，主要检查工具有：电筒、记号笔、望远镜、刻度放大镜、钢卷尺、裂缝测深仪、裂缝测宽仪、测距仪、混凝土回弹仪等。

主要检查内容为：塔壁混凝土、钢锚箱、斜拉索锚固端、除湿机、塔内附属设施。

1，索塔混凝土

观察索塔混凝土有无肉眼可见的明显裂缝发生以及裂缝的扩展状况。

检查混凝土塔壁是否渗水，表面有无较大面积剥落、蜂窝、麻面、锈蚀、露筋、渗水、漏水、风化等病害。塔壁通风孔是否堵塞或漏水。塔内是否有积水。

上塔柱为钢混组合结构，设计为混凝土带裂缝工作，应检查裂缝宽度是否在规范容许限值以内。梁塔连接部位、塔与梁之间的横向支座周围、受力较大的中塔柱、18号拉索锚固处、上塔柱分叉点及钢承压板周围混凝土要进行重点检查。低水位时须对塔底进行仔细检查。塔根、下横梁及分叉点处塔柱，在不利工况混凝土会出现拉应力，应检查混凝土是否发生了开裂，裂缝宽度是否在规范限制以内。对发现裂缝应测量其宽度和长度，记录其位置。

2，下横梁

检查下横梁中部是否有明显裂缝发生，横梁混凝土表面是否有较大面积剥落、蜂窝、麻面、锈蚀、露筋、渗水、风化等病害。横梁与塔柱连接的转角处以及支座周围是否有明显裂缝及其它缺损。下横梁中部及支座周围混凝土为重点检查部位。

3，钢锚箱

检查钢锚箱的涂层有无锈蚀、粉化、剥落、渗水，焊缝是否有裂纹等现象；观测高强度螺栓油漆是否破裂、脱落，高强度螺栓本身是否锈蚀、板束有否流锈水等现象；用左手手指紧按螺母，同时以0.2kg小锤轻轻敲击螺母对边，检查其是否松动或断裂，通过感觉和声音判断是否松动。

4，斜拉索锚固端

检查涂装层劣化及构件锈蚀情况；检查是否有疲劳开裂的情况。

5，附属结构

塔内爬梯：对爬梯外涂装检查，除检查涂层外还需注意观察有无脱焊现象，连接是否可靠，焊缝是否有裂纹，表面是否有锈蚀、脱漆，螺栓是否松动等现象。

塔顶避雷针：观察塔顶避雷针有无锈蚀、断裂等病害。附近有无杂物堆积。

塔门及塔顶密封门：主要检查塔门、塔顶密封门有无严重锈蚀、脱漆等病害，是否密封，螺栓处是否松动。

检修平台、预埋件等钢结构：主要检查主塔内检修平台、预埋件等钢结构有无严重锈蚀等病害。

除湿机：检查除湿机是否正常运转，数据显示面板是否正常显示。

电梯：电梯主要是满足桥塔检修人员、检修器具的上下运输需要。检查时主要查看电梯是否正常运转，电梯内应急电话是否正常，是否存在其他安全隐患。

塔顶泄水孔：检查塔顶泄水孔是否有堵塞，排水是否及时。

（二），索塔的维护

1，主塔混凝土的维护

不管是塔柱、横梁还是斜拉索锚固区，一旦发现有裂缝产生，应及时做好防水处理和裂缝填封工作。其宽度小于0.2mm时予以封闭，并跟踪观测其变化情况。宽度大于或等于0.2mm时须及时向原设计单位报告，邀请专家，分析原因，并及时注浆处理。混凝土出现剥落、蜂窝、麻面等病害时，轻度直接予以修补，较严重时凿除缺损部分后予以修补。具体见表1。

2，横梁的维护

同主塔塔身裂缝处理方法。

表1 主塔混凝土病害与维修

病害(缺陷) 养护维修对策

混凝土表面裂缝 1,

2, >规范值(0.2mm)：宜用环氧树脂胶灌浆处理

混凝土表层麻面、剥落、蜂窝、空洞等 按普通混凝土修补技术处理

挠度、裂缝严重 以下加固方法供参考：增添钢筋法；钢板粘贴法；梁下加八字撑法；砼围带式钢箍加固法

3，钢锚箱的维护

箱梁内、外部钢结构若锈蚀，应该及时作除锈处理。箱梁的隐蔽部位、构件易积水处发现病害，应及时排水或维修。

焊缝处若发现裂纹、未熔合、夹渣、未填满、弧坑等缺陷时，应进行返修焊，焊后的焊缝应随即铲磨匀顺。

更换所有松动和损坏的铆钉。更换过的铆钉在检验之后，均应涂上与钢箱梁显著不同的颜色，并记录其数量和位置。若发现高强螺栓松动应及时加以拧紧。为了便于螺栓的更换，应防止丝口锈蚀，如接合杆件表面有角度时，则应在螺帽之下垫以楔形垫圈。

4，斜拉索锚固端的维护

经常性保养与维护，保持斜拉索锚固区内清洁、无油污及尘垢、无杂物和积水。

5，附属结构的维护

塔内爬梯：检查爬梯的防锈漆如有脱落应及时补漆。爬梯如若出现锈蚀，脱焊等病害，应立即处理。爬梯每季度重点检查一次，以确保检查人员的安全。爬梯在使用过程中遇构件松动时及时处理，并于适当时期重新油漆处理。

塔顶避雷针：应保持避雷针周围清洁、无杂物堆积。避雷针若出现锈蚀、断裂等病害应立即进行维修，确保主塔的安全性。

塔门：塔门及塔顶密封门应保持密封状态。若出现严重缺损应予以更换。塔门及塔顶密封门螺栓若出现松动，及时紧固。

检修平台、预埋件等钢结构：主塔内检修平台、预埋件等钢结构若出现缺损应及时维修。

除湿机：检查除湿机的运转、数据显示面板的显示状况，若出现问题及时维护。

电梯：电梯应保持正常运转，电梯内应急电话应保持畅通，若出现问题应及时维护。

塔顶泄水孔：检查泄水孔泄水是否及时，有无堵塞，若存在问题应及时清理。

四，结语

随着我国交通事业的发展，大批的大跨径桥梁相继建成，为使这些桥梁能以良好的状态服役至设计寿命期，必须对其进行全方位的养护。斜拉桥索塔的检查和维护与桥梁养护一样，它需要注重很多细节，细节做好了，养护质量及处理措施自然也会提高。因此，做好斜拉桥索塔的检查与维护工作，对于斜拉桥在其效寿命期限内的正常运行有着至关重要的作用。

参考文献：

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作者简介：陶一海，男，助理工程师，全日制本科学历