悬索拉技术文

1、1. 本项目检查的特点、难点及对策措施1.1. 结构特点金塘大桥主桥和西堠门大桥主桥是舟山大陆连岛工程两座规模最大的特大型跨海桥梁，设计使用年限均为100年，其设计、建造均具有相当难度，投资规模宏大。桥梁建成后随着投入运营时间的推移，大桥各构件将面临受到各种损伤。特别的是舟山连岛工程所处地理位置为我国东海海域，在建成后将不可避免地要受到海洋高氯离子环境、海浪、台风等恶劣条件的侵袭，因此，应该对其进行全方位的检查及维护、修缮以确保其经济、安全地运营。作为大桥的设计单位，我们本着设计终身责任制的理念，也非常迫切地想了解清楚目前此两座特大桥的外观、承载能力、强度和刚度退化情况，积极参与本次桥梁检测。

2、本次初始状态检测，可以对金塘大桥主桥和西堠门大桥主桥的结构表观状态进行全面的了解，本次检测的重点、难点在桥梁结构中的钢箱梁、斜拉索体系和缆索系统的检查、检测。因此，我院这次调集精兵强将，参与人员均是参与过特大桥尤其是斜拉桥、悬索桥的设计、检测人员，对大跨径结构有着较深入的理解，可以有针对性的去发现问题并解决问题。1.2. 检查特点金塘大桥主桥和西堠门大桥主桥均为大跨缆索承重桥梁，结构型式和种类众多，同时两座大桥均已经开放交通，大部分待检查构件均位于海面以上。外观检查、钢箱梁外部涂层厚度检测和混凝土部分专项检测均需要靠近结构表面进行实施，为确保检查工作的顺利完成，对规划好各个结构部件的检查检查通

3、道和检查辅助设备，以便检查、检测工作的顺利开展。1.2.1. 检查辅助手段检查、检测主要以近距离人工目视检查为主，当结构或构件无法接近时，借助桥检车、检修车、登高平台、高清成像及其它检查辅助装置成像，检查人员根据采集资料进行结构损伤病害的评判。具体实施时根据大桥的设计特点和桥位的实际环境，对全部构件可采用多种检查方式结合的方法进行检查。西堠门大桥主桥和金塘大桥主桥检查可能采用的检查辅助手段分类如下：（1） 桥检车：表示用桥检车平台接近结构表面，由检查人员直接肉眼检查，适用于箱梁部分外表面、桥墩上部区域和墩顶支座等；图3.2.1-1 桥梁检查车（2） 检修车：表示用结构中永久的检修小车进行检查，

4、适用于金塘主桥和西堠门主桥的钢箱梁外表面；图3.2.1-2 梁底检修小车（3） 船舶水上检查：表示利用船舶靠近水中结构表面进行检查，例如水中承台、墩身等。图3.2.1-3 船舶水上检查（4） 登高平台：表示用升降平台接近结构表面，由检查人员直接肉眼检查，适用于索塔外表面和锚垫外表面的部分区域；图3.2.1-4 升降平台（5） 人梯：检查类型为“人梯”表示用结构中已有的电梯、爬梯或采用普通登高梯，辅助检查人员或者检查人员直接用肉眼检查，适用索塔内部、箱梁内部较高处、锚碇处等能通过简易方式直接达到的结构物； 图3.2.1-5索塔内电梯与爬梯示意图图3.2.1-6 普通登高梯（6） 高清成像：结构处

5、于视线范围，但无法接近时，可以使用高清成像设备（高分辨率相机、摄像机等）进行结构物表面状况的记录，以便后期内业处理中能够发现并定位病害，适用于少部分塔身及横梁外表面； 图3.2.1-7 高清数码相机、摄像机（7） 临时吊篮桥塔外壁检查和维修常采用临时吊篮。临时吊篮一般由固定于塔顶的提升装置提升。根据桥塔形状的不同，平台设计成各种不同的形状，以实现对桥塔的全方位检查。索塔检查用临时挂篮必须由专业公司根据桥梁情况专门设计，使用时需由专业人员进行使用。索塔检查临时吊篮一般是需要临时组装的。注：吊篮的安装根据现场实际需要再予以确认。图3.2.1-8 索塔检查平台（8） 缆索机器人和斜拉索养护平台：主要

6、适用斜拉索或吊索自由段的检查。注：斜拉索养护平台的安装根据实际需要确认。 图3.2.1-10 缆索机器人（左）和斜拉索养护平台（右）1.2.2. 西堠门大桥主桥主要结构检查通道1) 桥塔桥塔外部可以采用直接人工检查方式进行检查，到达不了的部位可以采用望远镜或蜘蛛人进行观测。图3.2.3-1 桥塔外部检查示意图电梯及爬梯、塔内平台、人孔共同构成进出桥塔各空间的通道系统，检修维护人员经过塔柱上人孔进入塔身，经电梯或爬梯到达各塔内平台，经横梁上人孔进入横梁内部进行人工检查。图3.2.3-2 桥塔内部检查示意图图3.2.3-3 横梁内部检查示意图2) 主缆和鞍座主缆和鞍座可经过主缆检修通道实现人工检查

7、。图3.2.3-4 主缆和鞍座检查示意图3) 吊索吊索下锚头和较短吊索，可以人工直接检查，长吊索建议采用爬索机器人+摄像头的方式进行检查，气象条件好的情况下也可采用望远镜进行检查。图3.2.3-5 吊索检查示意图4) 加劲梁（1）加劲梁外部主桥中跨、北边跨，以及北塔位置设置有梁外检查车，检查员可以通过梁外检查车完成整个大桥加劲梁外部的检查。图3.2.3-6 加劲梁外部检查示意图对于横向连接，需要设置爬梯以完成相应检查工作，具体见图3.3.1.1-7：图3.2.3-7 加劲梁横隔板检查示意图（2）加劲梁内部加劲梁内设置有梁内检查车，检查人员可通过梁内检查车实现加劲梁内部检查。图3.2.3-8 加

8、劲梁内部检查示意图5) 锚碇（1）锚碇外部地面以上部分可以采用人工直接检查的方式进行，地面以下部分无法访问。（2）锚碇内部检修楼梯、平台、检查门、通道共同构成进出锚体各空间的通道系统，检修维护人员经过位于前锚室内侧墙的检查门进入前锚室，经楼梯到达前锚室底面，然后分别经过前锚室外侧墙挑出的楼梯到达支墩顶面，经位于前锚面上的楼梯可到达锚块通道口，经锚块内通道可到达后锚室，从而实现锚碇内部人工检查。6) 伸缩装置可以人工直接到达，无需特别的检查通道。7) 支座北塔抗风支座可采用光学设备从桥面及梁底进行检查。南塔从人孔进入塔身，经过塔内通道进入下横梁，再从下横梁顶人孔到达下横梁顶面完成各支座检查工作。

9、北锚处支座可以采用直接人工检查方式进行检查。8) 阻尼装置对南塔阻尼装置，先到达下横梁顶面后，从下横梁顶顺着阻尼挡块设置爬梯至阻尼装置进行检查。北锚处阻尼装置可以采用直接人工检查方式进行检查。1.2.3. 检查通道和辅助手段小结表观检查具体实施时可以根据现场条件，采用多种检查方式结合的方法进行检查，检查方式的详细分类如下：桥检车：表示用桥检车平台接近结构表面，由检查人员直接肉眼检查，适用于箱梁外表面、桥墩部分区域和支座等；检修车：表示用结构中永久的检修小车进行检查，适用于西堠门主桥和金塘主桥的主梁外表面；平台：表示用登高平台接近结构表面，由检查人员直接肉眼检查，适用于在索塔桥面以上部分区域、索

10、塔下横梁和锚碇部分区域；人梯：检查类型为“人梯”表示用梯子辅助检查人员或者检查人员直接用肉眼检查，适用索塔内部、箱梁内部、桥面系、主缆、主索鞍和锚碇等，能通过简易方式直接达到的结构物；高清成像：结构处于视线范围，但无法接近时，可以使用高清成像设备（单反相机、摄像机等）进行结构物表面状况的记录，根据采集的图片或视频资料，进行判别和定位病害，适用于少部分塔身及横梁外表面；/：无法接近或检查。表示结构受制于环境因素和检查人员人身安全的考虑，部分结构无法到达进行检查，如结构基础、锚碇埋入土体的外表面、主墩及承台的水下部分等。检查通道和辅助手段小结如下：表3.2.4-1 西堠门大桥主桥检查方式结构物检查

11、方式主桥桥塔结构基础/塔柱（内）人梯塔柱（外）高清成像蜘蛛人横梁（内）人梯横梁（外）高清成像装置主索鞍人梯竖向支座人梯横向抗风支座人梯纵向阻尼器人梯缆索系统结构主缆人梯索股连接器人梯索夹人梯吊索及其上下锚头人梯装置吊索阻尼器人梯钢箱梁结构钢箱梁(外）检修车钢箱梁(内）人梯横梁人梯装置伸缩缝人梯导流板人梯过渡墩结构基础/混凝土承台/混凝土墩身桥检车装置竖向支座桥检车纵向阻尼器桥检车锚碇结构混凝土结构（内）人梯混凝土结构（外）平台装置散索鞍平台1.3. 数据录入的工作需求同时，作为舟山连岛工程电子化检查系统的合作开发方，我院对电子化人工检查的信息录入方面在系统的引入研发初期就已有技术人员参与其中，

12、在系统的使用、维护和管理上更有着得天独厚的优势，将确保按时准确地完成数据录入系统的工作。2. 各分项工作内容、工作方案及工作计划安排2.1. 外观检查工作内容2.1.1. 西堠门主桥缆索系统1) 主缆的外观(1) 目视检查表面的主缆涂装，若发现漆膜损坏（如开裂、粉化、碎片、针孔或剥落），应予清洗后重新进行油漆。(2) 检查外表面有无开裂、鼓包、剥落等病害，如有损坏需请原施工单位对损坏部位重新修复。(3) 检查跨中主缆油漆有无气泡、剥落，索夹滴水口有无渗水现象。2) 主缆结构的检查(1) 在外观检查时若发现缠绕钢丝已严重破坏，如锈蚀或断丝严重的部位，应打开缠丝，将主缆暴露出来以进行更深入的检查，

13、视主缆钢丝的腐蚀损伤程度进行处理，处理完毕后须用新的缠绕钢丝重新缠绕，并在其外表面再行涂装，以确保主缆的防护层完好，避免水分进入。(2) 对锚室内的索股进行目视检查，看有无钢丝松弛、鼓丝和断丝现象。(3) 对锚头、锚板、拉杆和连接器的涂装进行检查。检查除湿机的工作情况，读取和记录锚室内的湿度值，保证锚室内湿度在设计值范围内。(4) 对鞍罩内的主缆进行外观检查，通过对主缆环形油漆标志的检查，确定主缆索股有无滑移，检查锌填块的滑移情况，及时清理钢丝表面的锈蚀和灰尘。检查除湿机的工作情况，读取和记录鞍罩内的湿度值；检查鞍罩密封门的密封状况，必要时可更换密封门橡胶条，保证鞍罩内湿度在设计值范围内。3)

14、 吊杆减振器的检查检查减振器是否倾斜（即一端索夹的螺栓松动，导致索夹滑落或软铅衬套脱落，当初考虑到吊杆索是裸露的钢绞线索（没有PE 护套），因此采用软铅衬套，使得固定索夹拧紧时不会造成吊杆索丝的损伤，特别查看88 的长索和相邻的60 的长索，防止软铅衬套的脱落，拧紧索夹的螺栓（为双螺帽并紧）；检查减振器有无产生损伤，若发现软铅衬套脱落或螺栓松动导致减振器倾斜必须及时恢复。2.1.2. 西堠门主桥锚碇锚固系统1) 锚室内湿度是否正常；2) 锚体周围护坡、排水设施是否存在塌陷、沉降、缺损、堵塞现象，有无垃圾堆积，杂草丛生，各排水设施和人行台阶是否完好；3) 锚碇中各预埋铁件和锚杆是否存在缺漆、锈蚀

15、、脱焊、松动或缺损现象；4) 锚室内各类标志、通讯、照明、排风是否完好，有无缺损；5) 锚室内外爬梯有无锈蚀；6) 锚碇及锚杆有无异常拔动、滑移、锚碇砼有无开裂、渗水；7) 散索鞍座和锚杆固定处界面砼，是否存在开裂和裂纹；8) 各混凝土后浇段，各截面突变处的砼，有无开裂或裂纹；9) 混凝土表面有无裂缝、渗水、表面风化剥落、露筋、空洞和钢筋锈蚀，是否存在硅碱反应引起的龟裂现象；10) 锚室盖板在跨中有无开裂和变形，两端锚固是否可靠；11) 锚碇周围的回填和各排水设施有无沉降、滑移和断裂；12) 锚室内不锈钢接水槽、排水管有无破损、脱节，室内排水系统是否通畅。13) 螺丝孔及各接缝位置有无渗水。1

16、4) 锚平台顶面防水有无起泡、破损、开裂；15) 主缆进锚处有无渗水现象。2.1.3. 西堠门主桥加劲梁西堠门大桥主桥加劲梁的形式为扁平流线形分离式双箱断面，两个封闭钢箱横桥向拉开距离为6m，用横向连接箱梁和横向连接工字梁加以连接。钢材腐蚀是造成钢材料破坏的主要原因之一，钢材的腐蚀将导致构件断面削弱，直至丧失承载能力。为此，需要采用涂装防止腐蚀，养护管理中应适时检查涂装的劣化程度。对于西堠门大桥主桥这样的跨海大桥来说，钢材(包括钢板、螺栓以及钢丝)的腐蚀更需要高度关注。钢材巡检内容主要包括：1) 防腐涂装劣化涂装劣化是钢材开始腐蚀的前兆，主要有锈蚀、剥离、裂纹、鼓泡、变色、褪色等类型，因此本次

17、初始状态检测过程中必须：(1) 确定劣化的类型以及严重程度；(2) 测量劣化面积，分析原因及其发展趋势。涂装劣化是逐渐发展的，其劣化等级一般以锈蚀程度为主要依据，其它劣化种类的劣化程度辅以参考。锈蚀程度按照锈蚀面积百分比进行划分，下图是美国ASTM-D610/SSPC-Vis2的锈蚀百分率图，本次检查以此图作为涂装劣化等级评定的判别依据。图4.1.3-1锈蚀百分率图2) 钢材腐蚀钢板腐蚀将导致截面的削弱，因此巡检过程中必须：(1) 确定腐蚀的类型以及严重程度；(2) 测量腐蚀面积以及深度，分析原因及其发展趋势。3) 螺栓腐蚀(1) 确定腐蚀的严重程度；(2) 测量腐蚀面积以及深度，分析原因及其

18、发展趋势。4) 疲劳裂纹钢结构的焊缝承受交变荷载作用时，在焊接缺陷及局部应力集中处均易诱发疲劳裂纹，该裂纹一旦形成，在应力与腐蚀介质（如水和悬浮在空气中的有害物质组成的溶液）的共同作用下，裂纹将迅速扩展，如不及时修复，将会引起严重后果，因此及时发现微小裂纹并采取妥善的工艺将其修复至关重要。下表为西堠门大桥主桥加劲梁疲劳裂纹易产生的区域。表4.1.3-1 加劲梁疲劳裂纹示意图裂纹位置示意图顶板U纵向焊缝U肋嵌补段连接焊缝横隔板横向连接工字钢横向连接箱底板吊索锚板与箱梁间的焊缝本次检查关注：(1) 吊杆与防水板间的角焊缝吊耳板是悬索桥的重要受力构件，承受以拉为主的交变荷载，为防雨水进入，在吊耳板的

19、加劲板上加盖一块水平防水板。虽然盖板与吊耳板的角焊缝在构造上不承载，但因其方向与吊耳板的主拉应力呈90，为防止该焊缝开裂降低吊耳的抗疲劳承载能力，宜对此焊缝给予足够注意。(2) 吊耳加劲板与上斜腹板的角焊缝吊耳板焊有加劲板，加劲板穿过上斜腹板与横隔板相连，在斜腹板与加劲板交汇处用缝合焊缝封闭，该处焊缝受力也有与上所述相似的问题，故亦应加以注意。由于主要承载的中间加劲板被防水板封闭无法检查，因此检查吊耳有无异常时需要打开防水盖板。 (3) 桥面板与横隔板的双侧角焊缝该焊缝除承受静载、动载作用外，还承受车轮的局部轮压作用，车轮每通过横隔板一次，横隔板两侧的角焊缝均承受一次交变应力（=-1），故应对

20、此焊缝加以注意。(4) 底板与侧板折角处横隔板的搭接焊缝三角隔板与横隔板下梳形板间有50mm的间断，由于构造上的不连续，可能存在应力集中现象，应注意观察。(5) 桥面板与U肋的角焊缝横隔板两侧各一米的范围内，桥面板与U肋间的角焊缝，在车辆通过横隔板前后，U肋与桥面板间角焊缝的应力也经历一次交变过程。特别是在慢车道，由于重载慢速，车辆的冲击效应明显，这时应对包括U肋嵌补段在内的所有焊缝加强观察。(6) 桥面板与桥底板的纵向对接焊缝桥面板纵缝承受车辆的局部荷载，桥底板纵缝承受由静载和动载引起的主拉应力，如遇焊接缺陷，会有开裂的可能，因此也应注意。(7) 桥面板的焊缝应结合桥面铺装裂缝进行检查，当铺

21、装层沥青混凝土出现裂缝时，相应地应对裂缝发生区域的焊缝尤其是桥面板与U肋间的焊缝进行仔细检查。2.1.4. 西堠门主桥索塔1) 塔柱和各道横梁的交界处、塔柱根部、塔冠鞍座底部混凝土裂缝；2) 横梁跨中、钢箱梁支座处混凝土裂缝；3) 主塔顶部主鞍座、主塔横梁（特别下横梁）有无尘垢、杂物、积水，是否清洁，是否影响到鞍座和支座的正常功能；4) 表面涂装有无开裂、起泡、脱落现象；5) 主塔中各预埋铁件和锚杆是否存在缺漆、锈蚀、脱焊、松动或缺损现象；6) 塔内各类标志、通讯、照明、排风是否完好，有无缺损；7) 塔身、横梁系梁和锚固处有无裂缝和锈蚀；8) 塔内扶梯、横梁栏杆、鞍罩爬梯有无锈蚀；9) 主鞍座

22、底部混凝土，是否存在开裂和裂纹；10) 各混凝土后浇段，各截面突变处的混凝土有无开裂或裂纹；11) 混凝土表面（含主塔塔座）有无裂缝、渗水、表面风化剥落、露筋、空洞和钢筋锈蚀，是否存在硅碱反应引起的龟裂现象；12) 预应力混凝土横梁的检查：（1） 预应力混凝土横梁端头、底面是否损杯，梁内是否有积水，通风是否良好。（2） 混凝土有无渗水、表面风化、剥落、露筋、空洞和钢筋锈蚀，有无碱集料反应引起的整体龟裂现象，混凝土表面有无严重碳化。（3） 预应力钢束锚固区段混凝土有无开裂，沿预应力筋的表面有无纵向裂缝。（4） 横梁在跨中、变截面处和与塔柱交点处混凝土是否出现开裂、缺损和钢筋锈蚀等。（5） 结构表

23、面出现的裂缝的检查。2.1.5. 墩身、塔座、承台等下部结构下部结构主要检查墩身、系梁、承台等。检查要点有：1) 基础有无明显倾斜、下沉或不均匀沉降；2) 混凝土结构是否存在风化、开裂、剥落、露筋、钢筋锈蚀等；3) 结构表面混凝土有无纵、横向裂缝、松动、破损或露筋。2.1.6. 伸缩缝西堠门大桥主桥和金塘大桥主桥均采用专门的转轴式伸缩缝，型号均为DS2240和DS2160。对此种伸缩缝的检查关注：1) 伸缩缝的密封条，是否存在污染、老化、硫化对接、损坏，密封条与型钢的连接是否完好，密封条是否依然具有密封性；2) 滑动件滑动面是否存在污染、磨损、表面损伤、松动、锈蚀等状况，并确认滑动件是否滑动自

24、如；3) 检查滑动支座和滑动弹簧的位置，部件是否存在损伤、裂缝，是否依然保有足够的预紧；4) 检查伸缩缝下表面和嵌密封条凹槽部位的防锈层是否完好；5) 检查承载构件，特别是焊缝连接处是否无裂纹，检查机械连接是否稳固，重点关注：(1) 中间梁与承载梁的连接；(2) 型钢对接焊缝；(3) 控制机构；(4) 边梁的锚固(5) 承载箱下的结构是否完好；(6) 承载梁能否正常移动。6) 伸缩缝处是否存在杂物堵塞，过车时是否存在异常声响或明显的跳车情况出现。2.1.7. 支座金塘大桥主要支座共16个，西堠门大桥主桥支座共8个，本次全部检查。主要检查支座的功能是否完好、组件是否完整、清洁，有无断裂、错位和脱

25、空现象；有无脱漆、锈蚀；支座垫石是否有裂缝；活动支座是否灵活，实际位移量是否正常，螺母是否松动，防尘罩是否完好等。2.1.8. 液体粘滞阻尼器西堠门大桥主桥和金塘大桥主桥均采用泰勒公司制造的液体粘滞阻尼器。此种阻尼器在检查是需要关注以下内容：1) 阻尼器外表面涂层是否完好，是否出现涂层脱落，构件表面出现锈蚀的情况；2) 检查阻尼器的外表情况以测定阻尼器是否因受到外来物的干扰或限制阻尼器的正常运行；3) 看阻尼器的外面是否漏油；4) 看阻尼器的连接轴承是否松动。2.1.9. 桥面系及附属设施1) 桥面铺装主要检查高温、重车下桥面平整度、泛油、松散、车辙、裂缝（网裂、横纵桥向）。2) 护栏是否存在

26、被撞坏、断裂、错位、缺件、剥落、锈蚀等现象。3) 桥面排水是否顺畅，泄水管是否完好通畅。4) 桥面标志标线主要检查桥面上的标志、标线是否破损，线迹、字迹是否连续，模糊不清，夜间辨识效果，护栏是否松动等。5) 桥上交通信号、照明系统是否损坏、老化、失效，是否需要更换。6) 桥上避雷装置是否完善，避雷系统性能是否良好。7) 桥上航空灯、航道灯是否完好，能否保证正常照明。结构物内供养护检修的照明系统是否完好。8) 桥上的路用通信、供电线路及设备是否完好。2.2. 专项检查工作内容2.2.1. 桥梁几何状态检测2）西堠门大桥主桥西堠门大桥主桥的桥梁几何状态检测包括主梁线形、塔墩及边墩承台和索塔空间位置

27、测量的三部分内容。根据招标文件要求，首先对大桥已有测量控制点进行复测，测量主梁纵桥向主跨十六分点、边跨八分点截面的桥面标高、墩台顶面标高（悬索桥塔墩和边墩，每个承台4个角点）、索塔塔顶（含索鞍）及塔身三维坐标、主缆（索夹）三维坐标、锚碇、散索鞍三维坐标，索塔倾斜度等。采用已布设二级控制点进行复测。（1）主桥线形主梁边跨（北锚碇至北塔间）的八分点和主跨（北塔至南塔间）的十六分点沿横桥向各布置一条桥面标高测量断面。每个断面布置2 点，分别布设于主梁上下游两侧和中央分隔带两侧的路缘石旁（距路缘石边均为20cm）。测点采用钻孔埋设不锈钢永久测量标志。（2）墩台顶面标高悬索桥塔墩和边墩，每个承台4个角点

28、，高程点的测量采用电子水准仪，往返按二等水准测量技术要求对其施测。（3）索塔空间位置测量在南塔和北塔的东西两塔顶、中横梁顶面的东西两端各钻孔埋设可装卸棱镜的不锈钢测量标志头，共布置塔顶三维坐标测点4个、横梁三维坐标测点4点。南塔塔顶和横梁测点由全站仪设站于观测点，三测回观测水平角、距离、垂直角；北塔塔顶和横梁测点由全站仪设站于预定点同法观测。经计算求得各测点的三维坐标。（4）主缆（索夹）线形测量主缆（索夹）三维坐标测量的时间选在凌晨，全站仪分别在控制点上设站，一测回观测主缆与索夹交点处的三维坐标。每一索夹与主缆位置处，测量索夹两侧主缆顶的三维坐标，依据索夹两端点测得的空间直线线型和主缆口径推算

29、索夹中心位置的主缆中心三维坐标。上下游共计有1192238个索夹，故共测量测点计2382476个。（5）锚碇控制点三维坐标测量在南锚碇和北锚碇迎索墙面的角点位置各钻孔埋设一个可装卸棱镜的不锈钢测量标志头，作为测量目标。南、北锚碇控制点三维坐标测点各8 ，共16点。南锚碇测点均由全站仪观测；北锚碇测点设站观测。观测使用全站仪，2测回测水平角、垂直角和测距，计算求得其三维坐标。（6）散索鞍控制点三维坐标测量南锚碇和北锚碇的散索鞍上各布置两个测量控制点，一点布置在散索鞍的底部，测点采用粘贴小铝板法，小铝板中部有一小孔。测量时先由外围控制点向锚碇室内传递控制点，观测使用全站仪，测量水平角、垂直角、距离

30、各2 测回。再由临近散索鞍的控制点设站，利用全站仪免棱镜测量功能，测量水平角、垂直角、距离各2测回对其进行观测。由计算求得散索鞍各控制点的三维坐标。2.2.2. 斜拉索、吊索和锚跨索股索力检测斜拉索、吊索和锚索的工作状态是衡量缆索承重桥梁是否处于正常工作状态的重要指标之一，精确测定索力对了解缆索承重桥梁工作状态显然十分重要。本次对金塘大桥全部168根斜拉索和西堠门大桥全部的476根吊索及346根锚跨索股进行索力测试。成桥后索力测量主要采用频率法。斜拉索和吊索的索力跟振动频率之间存在一定关系，因此用该方法测量索力，需首先设法测出斜拉索的振动频率。对于某一根指定的斜拉索和吊索（即已知索的长度、每延

31、米索的质量以及支承条件），只要测出振动频率，即可求出索力。根据测量索振动频率的不同方法，频率法又可以分为共振法与随机振动法。采用共振法测量振动频率时，要用人工激振的方法，使得索做单一基频振动，然后用频率计测出斜拉索的基频。共振法测索的振动频率缺点在于测量结果的准确性与操作者的经验有关，经验丰富的测试人员能在较短时间内激出索的纯基频振动，而一般人往往激不出纯基频振动。用随机振动法测量振动频率时，不用对索进行人工激振，而是利用风、桥面振动等环境随机振源对索进行激振。在环境随机振源的激励下，索的振动也是一种随机振动，可利用频谱分析仪对斜索的随机信号进行频谱分析，一般可以得到索的前几阶振动频率。利用环

32、境随机振动法测量索的振动频率具有不需要对索进行人工激振，测试结果准确可靠等优点。2.2.3. 钢箱梁涂层厚度测量1) 采用与代测试样化学成分和厚度相同的无涂层基板作为调零板，在其表面几个不同位置将仪器调零，基板为镀锌板时，应在除掉锌层的基板上调零，零位误差不得大于1m。2) 选择与被测涂层厚度相近的标准片调节仪器，使其准确指示出标准片的厚度。反复进行调零和校准的操作，直至获得稳定的零位和标准片厚度读数。3) 选取距试样边缘距离大于25mm的3点进行涂层厚度测量，并记录厚度值。当基板为镀锌板时，测量锌层和镀层的总厚度，再用对锌层无腐蚀作用的脱漆剂将涂膜除去，在同样的地方测量锌层厚度（或用已知锌层

33、单位面积重量换算成锌层重量），总厚度与涂层厚度之差即为涂层厚度。在测定热镀锌基板上的涂层厚度时，测量点数增加到5点。4) 求出各测量点涂层厚度的算术平均值，即为该试样的涂层厚度。2.2.4. 裂缝长、宽和深度测量使用钢尺、裂缝测宽仪、记号笔和非金属超声探测仪等对裂缝进行重点检查检测。长度、宽度的检测对所有发现的裂缝进行测试，裂缝深度的检测考虑对重要的结构裂缝进行，每个构件不少于两个测区。1) 裂缝检测要求(1) 裂缝检测的参数为长度、宽度、深度。(2) 检查判断裂缝的连续性。(3) 记录裂缝的部位、位置、走向。(4) 检查裂缝是否渗水，观察渗水的大小。2) 裂缝检测方法(1) 裂缝长度：一般采

34、用钢尺测量。(2) 裂缝宽度检测：采用裂缝宽度观测仪等进行检测。(3) 裂缝深度检测：对宽度超过规范要求的裂缝，要检测其深度。一般采用非金属超声探测仪利用单面平测法进行检测。单面平测法示意图如下：图4.2.5-1 单面平测法示意图当结构物的裂缝部位具有两个互相平行的测试表面时，可以采用斜测法。此法直观、可靠，条件具备时优先选用。2.2.5. 混凝土强度检测根据结构构件的重要性，以及设计文件、竣工文件提供的结构构件强度标号进行混凝土强度检测。检测对象为主要受力构件，如索塔、横梁、墩身等。混凝土强度采用混凝土回弹仪回弹法检测。在检测满足要求的基础上，各类构件的抽样尽量选择有代表性的结构进行回弹测试

35、，平均每个构件不少于两个测区（注：金塘大桥索塔根部2个，主塔1/2高度处2个，锚索区1个，上下横梁各1个，单个承台2个；西堠门大桥索塔根部2个，主塔1/2高度处2个，锚索区1个，上中下横梁各1个，单个承台2个）。在经过外观检查之后，外观质量明显较好的跨段可不进行强度检测或少布置测区；外观质量明显较差的跨段可以提高检测的频率。图4.2.6-1 回弹法检测混凝土强度2.2.6. 混凝土碳化深度检测在进行混凝土强度测试时同时进行混凝土碳化深度的检测，每个构件不少于两个（注：金塘大桥索塔根部2个，主塔1/2高度处2个，锚索区1个，上下横梁各1个，单个承台2个；西堠门大桥索塔根部2个，主塔1/2高度处2

36、个，锚索区1个，上中下横梁各1个，单个承台2个）。混凝土碳化深度的检测方法如下：1) 取回弹测区的30做碳化深度检测。2) 取所有碳化深度测点测值的平均值作为该构件每测区的碳化深度值。3) 酚酞指示剂采用95%的酒精与白色酚酞末配制，浓度为1%2%。4) 采用适当的工具在测区表面形成直径约15mm的孔洞，其深度应大于混凝土的碳化深度。测孔成孔后，应用圆刷或皮老虎吹净孔洞中的粉末和碎屑，不得用水洗。5) 将酚酞指示剂喷到测孔壁上，待混凝土新茬变色后，已碳化与未碳化界线清楚时，用混凝土碳化深度仪测量已碳化与未碳化混凝土交界面到混凝土表面的垂直距离。混凝土变色成紫红色的为未碳化部分，不变色的混凝土为

37、已碳化部分。6) 每处碳化深度测点的混凝土碳化深度读数准确至0.5mm，测量不少于3次，取其平均值，作为该测点的混凝土碳化深度值。图4.2.7-1 混凝土碳化深度检测2.2.7. 氯离子含量检测氯离子是诱发钢筋锈蚀的重要因素，为了避免钢筋过早锈蚀，混凝土原材料中氯离子含量的控制相当严格。结构混凝土中氯离子含量的测试，对于结构安全性的评估起到很大的作用，同时为旧结构的改造和修补提供极具参考价值的依据。混凝土中氯离子以两种形态存在，既游离态（自由氯离子）和固态（固化氯离子），真正对于钢筋锈蚀起作用的是过量的游离态氯离子。本方法采用离子选择电极法，每个构件选择不少于2个测区（注：金塘大桥索塔根部2个

38、，主塔1/2高度处2个，锚索区1个，上下横梁各1个，单个承台2个；西堠门大桥索塔根部2个，主塔1/2高度处2个，锚索区1个，上中下横梁各1个，单个承台2个）。测试步骤如下：1) 粉状试样烘干，称重，备好待测；2) 取定量试样用蒸馏水自然浸泡，用磁力搅拌器搅拌均匀； 3) 连接电极，主机和电脑，打开操作软件； 4) 通过软件，用标定溶液标定电极； 5) 试样溶液中加入电极稳定液，用标定完的电极测量，单个试样测试时间为23分钟； 6) 通过软件打印测量数据，导出或储存试验数据。2.2.8. 钢筋保护层厚度检测针对桥梁外观检测中发现的露筋、锈蚀等问题，可采用钢筋位置测定仪测量钢筋保护层厚度，通过外业

39、测量和内业处理得到测区内箍筋或主筋的保护层厚度，每个构件不少于2个测区。保护层厚度检测的原则和方法如下：1）在桥梁外观检测中发现桥梁主要受力构件存在以下情况，根据实际需要可对部分结构构件进行钢筋位置及钢筋保护层厚度检测。（1）已进行过混凝土碳化深度专门测量的部位；（2）钢筋锈蚀电位测试结果表明钢筋可能锈蚀活化的部位；（3）其它需要检测的部位。2）混凝土保护层厚度检测是用钢筋保护层厚度仪来进行的，通过将钢筋保护层厚度仪的探头平行于待测钢筋并沿构件横向移动，可以读取各根主筋的保护层厚度，并同时基本确认主筋数量。3）每一测点读取3次稳定读数，取其平均数，准确至1mm。4）对某一结构构件检测断面，给出

40、各根钢筋保护层厚度的实测值、平均值以及保护层厚度合格率。图4.2.9-1 钢筋位置测量示意图示例2.2.9. 钢筋锈蚀状况检测钢筋锈蚀严重影响着桥梁的承载能力，加速桥梁的损坏，一般选择钢筋可能存在锈蚀的部位应进行钢筋锈蚀检测，采用钢筋锈蚀仪进行检测。钢筋锈蚀检测主要的原则与方法如下，并保证每个构件不少于两个测区： 1）钢筋锈蚀状况的检测范围应为主要承重构件或承重构件的主要受力部位，或根据一般检查结果有迹象表明钢筋可能存在锈蚀的部位。2）对外观检查发现梁（板）构件主要受力部分存在以下情况时，需进行钢筋锈蚀状况的检测：(1)当发现构件主要受力部分主筋位置处存在沿梁纵向有水平裂缝时。(2)当构件主筋

41、位置处检查的碳化深度大于原设计混凝土保护层厚度时。(3)根据检查表明钢筋有如锈迹、锈胀等锈蚀迹象时。3）钢筋锈蚀状况检测采用半电池电位法进行。4）每个测区上布置测试网格，网格节点为测点，网格间距采用2020cm,3030cm，2010cm不等，根据构件尺寸而定，测点位置距构件边缘大于5cm，一个测区不少于20个测点。5）良好状态下混凝土中钢筋锈蚀电位水平应小于200mv。 图4.2.10-1 钢筋锈蚀检测示意图 图4.2.10-2 钢筋锈蚀检测成果显示2.3. 工作方案1） 根据招标文件要求的工作内容，确定本项目实施的初步安排（1） 按招标文件的工作内容要求，可考虑在进行大桥结构外观检查的同时

42、完成钢箱梁涂层厚度测量和混凝土部分专项检测的工作内容；（2） 桥梁几何状态检测、斜拉索索力（或吊杆、锚跨索股索力）检测和桥梁动力性能检测需单独进行实施，且斜拉索索力（或吊杆、锚跨索股索力）的检测工作应在桥梁动力性能检测开始前完成，并采用本次测试的索力数据进行桥梁动力性能的分析，不可采用以往的索力数据作为本次动力性能分析的依据。2） 前期准备工作（1） 技术资料的收集工作。 设计技术资料。包括设计的桥位地质勘探资料和图纸；设计图纸及计算书等； 变更设计图纸及变更设计计算书；成桥后的静、动载试验资料；西堠门大桥、金塘大桥台风、车船撞击、地震等特殊情况发生后的养护管理资料； 施工、监理资料。还包括施

43、工记录及施工材料试验资料；监理日记及各类记录资料；竣工图纸及其说明书；竣工验收资料； 日常管理资料。以及桥梁投入运营以来的过桥交通量，经常通行车辆的车型、车重分布情况；历次通过的重车车型、载重及桥梁的工作状况资料；已有的桥梁调查、维修、加固等有关的资料、图纸、照片。（2） 外观检查工作重点的确认。根据不同的桥型和环境条件，结合结构受力情况，所处的海洋环境，交通运输状况，确定检测要点，参考以往的工程经验事先判断大跨径跨海悬索桥和斜拉桥可能出现的病害类型，以保证现场检查能够有的放矢的进行。（3） 检查测点、测区的初步确定。按招标文件要求，在检查、检测人员进入现场之前，需要考虑钢箱梁涂层厚度测点和混

44、凝土部分专项检测的测点、测区布置。 针对钢箱梁焊缝探伤，考虑两座大桥的正交异性桥面板是为钢结构疲劳裂纹最可能产生的区域，特别加强对此部分区域的检查，同时兼顾对钢箱梁节段焊缝、横、纵隔板与顶、底板结合处的焊缝； 对钢箱梁涂层厚度的检测，按招标文件要求两座大桥的每个箱梁节段测2个点，箱梁内外侧各1个点。在现场检查实施中，箱梁外部主要以钢箱梁底板为主，同时抽检部分风嘴。钢箱梁内部的涂层厚度检测按顶板、U肋、腹板、底板、纵隔板和横隔板均匀抽检的方式进行； 混凝土部分的专项检测包括结构裂缝、混凝土强度、碳化深度、保护层厚度，氯离子含量和钢筋锈蚀，在按招标文件要求，选择关键截面测试，且分布均匀，每个构件不

45、少于2个，重点关注两座桥梁的下部结构，特别是出于潮汐变化的桥墩、承台等部位。（4） 几何状态检测测试方案的初步确定。对西堠门大桥和金塘大桥的线形测量采用的仪器为徕卡全站仪及精密数字水准仪。高程控制采用二等水准测量等级，平面控制网测量采用二等三角导线测量等级。利用大桥已有测量控制点，在全桥范围内布设大桥首级测量控制网，然后对选中的相应观测点进行测量。 金塘大桥：对大桥已有测量控制点进行复测，并测量主梁纵桥向主跨十六分点，边跨四分点截面的桥面标高，塔墩和边墩承台顶面标高（每个承台4个角）、索塔塔顶及塔身三维坐标测量。索塔倾斜度、索塔偏位等。采用已布设二级控制点进行复测； 西堠门大桥：首先对大桥已有

46、测量控制点进行复测，测量主梁纵桥向主跨十六分点、边跨八分点截面的桥面标高、墩台顶面标高（悬索桥塔墩和边墩，每个承台4个角点）、索塔塔顶（含索鞍）及塔身三维坐标、主缆（索夹）三维坐标、锚碇、散索鞍三维坐标，索塔倾斜度等。采用已布设二级控制点进行复测。（5） 动力性能测试方案的初步确定。脉动试验：用于测定桥跨结构固有振动特性，包括频率、振型和阻尼比。（6） 现场检查实施准备工作。本项目工作内容中的结构外观检查和部分专项检查需要检查人员接近结构表面，以目视检查的方式完成。当结构或构件无法接近时，需要考虑采用一定的辅助设施，如借助桥检车、登高平台、望远镜、高清成像及其它辅助手段进行检查。在要开展正式的

47、外业检查时，需规划好各典型结构的检查辅助手段和辅助设备，根据现场条件，采用多种检查方式结合的方法进行检查。（7） 交通疏导和人员安全保障措施。大桥位于甬舟高速公路，部分工作可能会影响桥上正常的行车，且部分工作内容的开展可能存在高空作业和海上作业的问题，因此在现场检查开始前，需做好一定的交通疏导的方案，并采取预防措施保障检查人员的人身安全。3） 现场工作实施在前述的准备工作充分、细致落实完成后，则可以开展现场检查工作。现场检查阶段中实施桥梁的整个检查工作，注意两座大桥存在轻微差异的工作内容。严格按照招标文件的要求完成金塘大桥主桥和西堠门大桥主桥的外观检查，对文件要求的专项检查工作需要一一响应，并予以完成。同时，根据重要断面、重要结构的实际情况，（报业主后）增加检查、检测内容的工作量。现场工作实施实施的大体流程如下：（1） 开始外观检查，同时踏勘结构环境，落实桥梁几何状态检测和动力性能检测的实施方案；（2） 现场工作前期工作以外观检查为主，同时进行涂层厚度和混凝土部分专项检测工作；（3） 待外观检查和专项检查工程量完成80%后，可抽专人开始进行斜拉索索力、吊杆索力和锚锚索股