《大跨径公路桥梁钢箱梁疲劳养护技术指南》

ICS号

中国标准文献分类号

团体标准

T/CHTSXXXXX-XXXX

代替的团体标准号

大跨径公路桥梁钢箱梁疲劳养护技术

指南

Technicalguideforfatiguemaintenanceforsteelboxgirderof

long-spanhighwaybridges

（征求意见稿）

xxxx-xx-xx发布xxxx-xx-xx实施

中国公路学会发布

1总则

1.0.1为加强公路桥梁钢箱梁疲劳养护工作，统一和规范钢箱梁疲劳养护技术标准，提高钢箱梁全寿命

周期养护质量与管养效果，制定本指南。

1.0.2本指南适用于公路大跨径钢箱梁桥，其他钢箱梁桥可参考使用。

1.0.3本指南规定了公路钢箱梁桥养护技术的基本规定，钢箱梁检查和检测，评定与养护决策，预防养

护，维修处治，养护质量验收评定以及养护信息管理等内容。

1.0.4大跨径公路桥梁钢箱梁疲劳养护除应满足本指南的规定外，尚应符合相关法律、法规及国家、行

业现行有关标准的规定。

1

2术语

2.0.1钢箱梁养护steelboxgirdermaintenance

为保持钢箱梁的正常使用，延长钢箱梁的服役年限，保障桥梁安全运营而进行的经常性保养和维护。

2.0.2疲劳裂纹fatiguecrack

构件在动荷载下，在某点或某些点产生局部损伤，并在一定时间后形成的裂纹。本指南所指裂纹均

为疲劳裂纹。

2.0.3重点部位keyparts

根据钢箱梁病害成因及特征统计，确定的病害出现概率较高的部位。

2.0.4疲劳损伤预防fatigueprevention

钢箱梁疲劳开裂前或疲劳开裂初期，为延缓病害发展所采取的主动防护行为。

2.0.5局部变形localdistortion

钢箱梁局部范围内可见变形。

2.0.6冲击强化法impactstrengtheningmethod

通过冲击应力集中的部位，降低应力峰值，改善应力分布，提升抗疲劳性能的方法。

2.0.7焊趾磨削法weldtoegrindingmethod

通过工具打磨，改善焊趾几何形态，降低应力峰值，改善应力分布，提升抗疲劳性能的方法。

2.0.8气动冲击法pneumaticimpactmethod

采用空气压缩机、气动装置和冲击头等设备对裂纹表面部位进行冲击，在裂纹表面部位附近产生塑

性变形，使裂纹表面产生接触闭合的一种维护方法。

2.0.9钻孔法drillingholemethod

采用在裂纹尖端附近打孔的方式，消除裂纹尖端的应力集中，阻止裂纹扩展的一种临时性措施。钻

孔位置的选择由孔的圆心与疲劳裂纹尖端之间的距离确定。

2.0.10补焊法weldrepairingmethod

采用碳弧气刨、风铲等手段将裂纹边缘加工出坡口直至裂纹尖端，刨除裂纹，然后用焊接的方法填

充坡口使之形成整体。

2

3基本规定

3.1基本原则

3.1.1养护工作应当遵循决策科学、管理规范、技术先进、优质高效、绿色安全的原则。

3.1.2钢箱梁疲劳养护工作包括养护检查、疲劳检测、评定、疲劳损伤预防与维修。

3.1.3养护重点部位应根据病害成因、特征，或病害数据的统计与分析确定。

3.1.4应由专业队伍开展钢箱梁养护工作，养护人员应熟悉以下内容：

1钢箱梁主要结构形式、构件名称、病害类型、主要分布位置及特征；

2钢箱梁的相关制造工艺、工作条件、检测方法、评估方法、预防养护方法和维修方法；

3相关规范、法规、设备和说明书。

3.1.5疲劳裂纹检测人员应符合GB/T9445要求，应按照我国相关法规及行业要求取得相应资格，或进

行相关专业培训，持证上岗。

3.1.5仪器、耗材、辅助工具等应符合相关规范、计量认证和安全要求。

3.1.6应遵守现场工作的安全要求。

3.2疲劳重点部位及病害特征

3.2.1钢箱梁常见疲劳损伤构造主要包括：顶板与U肋焊缝、对接焊缝、横隔板弧形缺口、竖向加劲

肋焊缝、桁架式加劲肋连接焊缝，如图3.1所示。

对接焊缝部位（上部）

加劲肋焊缝部位

顶板与U肋焊缝部位

横隔板与顶板焊缝部位

对接焊缝部位（下部）横隔板弧形缺口部位

图3.2.1钢箱梁常见疲劳损伤构造

3.2.2钢箱梁常见疲劳损伤构造位于以下部位时，为重点部位：

1附属设施（阻尼器、纵隔板等构造）所在梁段；

2支承设施所在梁段；

3

3重车道、快车道，以及车辆轮迹线下方纵肋；

4纵隔板所在U肋及相邻的纵肋；

5吊索连接部位；

6应力测试分析应力幅较大的部位。

条文说明：根据钢箱梁病害数据的统计，疲劳裂纹病害分布特征存在明显的规律。在横桥向上，较

早出现在车轮作用下的U肋，超车道（第一车道）与紧急停车带（第四车道）出现裂纹的概率较小，

且出现裂纹后对结构的影响不明显。裂纹主要分布在车流量较大的快车道与重车道上，同时车辆轮迹线

下方纵肋的疲劳裂纹数量较多。在纵桥向上，支承梁段、设置阻尼器的梁段，是出现疲劳裂纹概率较高

的部位。此外，纵隔板、吊索等构造的设置也会影响疲劳裂纹的分布。本标准给出了疲劳损伤的重点部

位，可为钢箱梁的检测与评估提供参考。

3.2.3钢箱梁疲劳损伤常见重点部位可结合同类型桥梁病害特征、实桥应力测试及被检桥梁结构特征进

一步分析确认。

条文说明：条件允许的情况下，对于受力较大的部位可进行实桥应力测试。为保证测试结果的可靠

性，可选择工作日进行连续24小时的测试，连续采样频率应大于512Hz，将测试结果整理成疲劳应力

谱，计算一天内的疲劳损伤，推算被测部位损伤程度，从而确定损伤程度。

3.2.4钢箱梁典型疲劳裂纹主要形式及特征见图3.2.4-1至图3.2.4-5。

14

2

35

1—疲劳裂纹萌生于焊趾，沿顶板厚度方向扩展

2—疲劳裂纹萌生于焊趾，沿焊根方向扩展1裂纹起源于焊趾，沿顶板厚度方向扩展

3—疲劳裂纹萌生于焊根，沿焊喉方向扩展2裂纹起源于焊趾，沿向焊根方向扩展

4—疲劳裂纹萌生于焊根，沿顶板厚度方向扩展3裂纹起源于焊根，沿向焊喉方向扩展

5—疲劳裂纹萌生于焊趾4裂纹起源于焊根，沿顶板厚度方向扩展，沿U肋厚度方向扩展

5裂纹起源于焊趾，沿U肋厚度方向扩展

图3.2.4-1顶板与U肋焊缝部位疲劳裂纹

1

2

对接焊缝

1裂纹起源于U肋对接焊缝内侧，沿焊缝方向向外扩展4

2裂纹起源于U肋对接焊缝外侧，沿焊缝方向向内扩展

1—疲劳裂纹萌生于焊缝内侧，沿外部扩展

2—疲劳裂纹萌生于焊缝外侧，沿内部扩展

图3.2.4-2对接焊缝疲劳裂纹

2

13

4

1—疲劳裂纹萌生于焊缝包脚处，紧贴焊缝方向扩展

21—疲劳裂纹萌生裂纹起源于横隔板与于焊缝包脚处，沿U肋焊缝部位，沿焊缝方向扩展横隔板母材扩展

32—裂纹起源于横隔板与疲劳裂纹萌生于弧形缺口部位，沿横隔板母材扩展U肋焊缝部位，沿横隔板母材方向扩展

43—裂纹起源于横隔板弧形缺口圆弧部位，沿横隔板母材方向扩展疲劳裂纹萌生于焊缝包脚处，在U肋母材上扩展

4裂纹起源于横隔板与U肋焊缝部位，沿U肋方向扩展

图3.2.4-3横隔板弧形缺口部位疲劳裂纹

1

2

1—疲劳裂纹萌生于焊缝包脚处，在顶板母材部位扩展

—疲劳裂纹萌生于焊缝包脚处1裂纹起源于竖向加劲肋与顶板焊缝部位，沿顶板母材方向扩展，在腹板母材部位扩展

22裂纹起源于过焊孔部位，沿纵向加劲肋方向扩展

图3.2.4-4竖向加劲肋焊缝部位裂纹

2

1

1—疲劳裂纹萌生于桁架式加劲肋连接焊缝部位，紧贴焊缝方向扩展

2—疲劳裂纹萌生于桁架式加劲肋连接焊缝部位，沿横隔板母材扩展

1裂纹起源于桁式纵隔板下部连接部位焊缝处，沿母材环形扩展

2裂纹起源于桁式纵隔板上部连接部位焊缝处，沿母材环形扩展图3.2.4-5桁架式加劲肋连接焊缝疲劳裂纹

条文说明：除典型裂纹之外，钢箱梁其他疲劳裂纹位置主要包括：顶板U肋高强螺栓连接处内部封

板裂纹，底板U肋与横隔板过焊孔裂纹，钢箱梁外腹板与风嘴顶板角焊缝裂纹，吊耳室板与顶板间焊

缝裂纹以及其他部位裂纹。钢箱梁典型疲劳开裂案例和其他裂纹案例见附录A。

5

3.3疲劳裂纹编码

3.3.1应对钢箱梁疲劳裂纹进行科学编码。

3.3.2对钢箱梁典型疲劳裂纹的编码，应充分考虑钢箱梁结构形式、疲劳裂纹产生位置和扩展方向，能

够准确反映疲劳裂纹形式及特征，便于养护工作人员现场快速识别和定位。

3.3.3对钢箱梁非典型疲劳裂纹的编码仅需体现所在位置，便于养护工作人员现场快速定位。

3.3.4可根据自身桥梁结构特点，制定某一桥梁特有的编码方案。钢箱梁疲劳裂纹编码方法可参见附录

B的基本要求。

条文说明：编码方式在疲劳裂纹特征符号表示上进行优化，焊缝部位编码由该焊缝所连接的构件细

节的指代字母组合表示，并依据正交异性钢桥面板体系的上下结构关系，依次将顶板、纵肋、横隔板按

照优先级顺序与其他构件进行组合编码，从而能够准确反映疲劳裂纹形式及特征。

3.3.5宜对检测发现的疲劳裂纹拍照，制作裂纹信息卡，并形成相关技术文档。信息卡内容见图3.3.5。

图3.3.5疲劳裂纹信息卡样式

3.3.7疲劳裂纹信息卡应放置在对应裂纹附近，并能够长期保存。

3.3.8疲劳裂纹维护工作结束后，应对维护部位进行拍照，照片中应包含疲劳裂纹信息卡。

6

4检查

4.1一般规定

4.1.1钢箱梁桥检查类型分为经常检查、定期检查和专项检查。

4.1.2各级公路钢箱梁桥应按要求进行经常检查和定期检查，必要时进行专项检查。

4.1.3检查前应进行必要的资料收集，主要包括下列内容：

1钢箱梁桥的竣工图纸、施工记录、历史检查记录等；

2车辆和交通量记录，荷载试验报告等；

3历史养护记录和养护质量验收报告等。

4.1.4钢箱梁桥检查宜采用无损检测方法，在条件允许的情况下积极主动使用新技术、新方法、新设备。

4.1.5钢箱梁桥检查过程中应采取措施保证检测人员和检测设备的安全，箱内检查应避开高温时段，梁

底检查应避开极端低温天气。

4.1.6各项检查均应进行评定，并根据检查结果提出适当的养护决策。

4.1.7各项检查资料应归入桥梁养护技术档案和桥梁养护信息系统。

4.1.8日常养护和经常检查中应纳入跟踪检查，跟踪检查对象应不断累积、动态更新。

4.2经常检查与日常养护

4.2.1检查要求

1经常检查工作应落实具体的检查责任人，检查人员宜相对固定。

2经常检查应确认检查对象的使用状态是否完好，是否存在病害或缺损等异常情况。

条文说明：《公路桥涵养护规范》（JTGH11）规定：钢箱梁经常检查的要求为定性检查。《公路长

大桥隧养护管理和安全运行若干规定》中要求：经常检查是对长大桥隧的结构及其设施的早期缺损、显

著病害及其他异常情况进行的检查。经常检查发现重要部件严重缺损或存在明显异常的，应当立即安排

专项检查，并视情采取必要的养护措施。

3经常检查应按规定做好记录，内容应包括各类情况详细描述、定性分析、养护和专项检查的建议。

4钢箱梁经常检查周期根据桥梁技术状况而定，每月应不少于一次，汛期、强降雨期、交通量较大

月份应加强检查。

7

条文说明：根据《公路养护技术标准》（JTGH10）的有关规定，对于养护等级为一级的桥梁结构，

经常检查频率应为1次/月，既保证现场检测人员有效进行检查，又能及时和持续掌握部位特征。

5经常检查工作结束后应进行文件和数据归档。

条文说明：检查结果记录是有效掌握桥梁状况的资料与信息，对后续的养护工作具有重要的参考价

值。因此，经常检查工作完成后，对检查结果整理归类，并及时电子存档。

6日常养护应对经常检查中的非固定项目进行动态跟踪检查。

条文说明：跟踪检查是定期检查中的重要部分。重点跟踪疲劳裂纹扩展和止裂加固后的二次开裂情

况。跟踪检查对象应不断累积、动态更新。在既有的裂纹和维修部位的基础上，应不断纳入最新检出的

裂纹，最新维修加固的部位。跟踪检查应不少于1次/2月。

4.2.2检查内容

经常检查内容至少应包括以下几类：

1钢箱梁进出口是否按照规定正常关闭或打开；

2钢箱梁节段表面外观宏观检查；

3构件是否存在螺栓松动、疲劳开裂或局部变形；

4钢箱梁上方铺装层是否存在开裂或局部变形；

5其他损伤。

条文说明：经常检查对象病害特征明显，通过目视就可以很容易检测。在经常检查过程中，发现病

害须及时记录，对损伤程度定性判断，并作日常养护处理。对于经常检查中发现的重要部件严重缺损或

存在明显异常的情况，可开展专项检查，评定桥梁部件技术状态。因此，经常检查是对钢箱梁全面定性，

判断基础状态及时排查异常情况。

4.2.3检查方法

1经常检查应以目视检查为主，必要时可采用目视与仪器相结合的方法；

2经常检查可通过车辆荷载下，结构振动的声响判断构件损伤情况；

3经常检查中可辅以敲击构件，通过结构声响等简单手段判断构件内部状态；

4经常检查中应对病害部位进行标记、记录和拍照。

条文说明：经常检查主要是由养护工作人员对钢箱梁内部进行目视检查。考虑到钢箱梁内部可能存

在光线不足、部分病害特征需进行简单测量，可辅以照明、游标卡尺等仪器进行判断。对于内部不可见

8

缺陷，可采用敲击或听声等方式对钢箱梁构件进行检查，通过敲击位置振动情况及异响判断构件内部损

伤情况。为了对比钢箱梁病害发展情况，对于检查到的病害部位，及时用记号笔在原部位进行标记并拍

照，并对病害位置、特征等情况进行记录。

4.2.4检查流程

1检查准备

制定经常检查计划，应包括检查部位、检查工具、检查日程（包括检查日期、检查时段、检查时长）、

现场注意事项及其他必要措施。

条文说明：为提高工作效率及检查人员安全，检查前应制定详细的检查计划，实现对钢箱梁内部病

害全面检查。检查工具包括：清洁工具、协助目测工具、测量工具、记录工具、检测仪器、其他工具。

2检查步骤：

1)检查钢箱梁内部环境：应确认钢箱梁附属设施是否正常运行、设施有无缺损；

2)检查钢箱梁结构与构造，宜按照构件类型及编号顺序进行；

3)应对存在缺损和病害情况进行说明，并拍照记录，可参照附录A记录检查结果。

条文说明：检查过程中可根据本标准规定的构件类型及编号顺序进行，宜按照构件由左向右或由上

至下的顺序对钢箱梁病害有序地进行全面目视检查，避免漏看漏检。

3检查报告

1)检查工作完成后，编制经常检查报告，经常检查报告内容至少应包括：

a)经常检查基本情况；

b)钢箱梁内部环境记录；

c)缺陷和病害汇总表（附录C）；

d)钢箱梁病害分布与展示图；

e)经常检查结果分析与结论；

f)定期检查方案建议；

g)养护对策建议；

h)经常检查记录表（附录D）。

2)经常检查报告应经主管工程师审核后存档，检查结果宜录入桥梁养护管理信息系统。

9

条文说明：为了掌握钢箱梁内部病害状况，完成钢箱梁现场检查工作后，及时对本次检查结果进行

总结，形成经常检查报告。完成后，应经主管工程师审核后存档，建议录入桥梁养护管理信息系统，实

现钢箱梁智能化、信息化养护。

4.3定期检查

4.3.1检查要求

1应对钢箱梁状况进行全面检测，结合目视检查与局部检测方法得到检查结果。

2检查应委托专业检测机构承担。

3检查人员应在全面了解大桥钢箱梁构造与病害的基本特征后开展相关工作。

4检查过程中发现病害，可参照JTGH11和本标准相关规定进行专项检查或病害维修。

5对难以判断成因和严重程度的缺损状况，应安排特殊检查。

6检查频率每年应不少于一次。

条文说明：根据《公路桥涵养护规范》（JTGH11）的有关规定，定期检查应进行全面调查和检测，

同时为了保证钢箱梁养护工作检查、评定与维护工作的一体化，建议在定期检查中进行定量检查，为预

防养护的评定与决策提供检测数据，且定期检查周期根据技术状况确定，最长不得超过三年。根据《公

路养护技术标准》（JTGH10）有关规定，对养护等级为一级的桥梁结构，定期检查频率不少于1次/年。

4.3.2检查内容

疲劳损伤检查内容至少应包括：

1焊缝缺陷，焊瘤、焊渣、漏焊等缺陷出现的数量及部位；

2焊缝或构件疲劳裂纹的长度、位置；

3拼装缺陷的误差尺寸及缺陷部位变形特征；

4存在明显局部变形部位的最大位移；

5疲劳重点部位的应力测试；

6隐蔽部位和经常检查中的存疑部位；

7疲劳裂纹二次扩展和维修效果的定期、动态跟踪检查。

条文说明：对于可能导致疲劳开裂的潜在的因素进行定量检查，对于部分可能已经出现疲劳裂纹的

部位，应记录其长度和位置。检查工作完成后，编制检查报告内容至少应包括钢箱梁病害分布与展示图，

10

其基本要素应包括病害类型、病害表达形式、整体位置、纵横向位置、备注要求等。

4.3.3检查方法与设备

1疲劳损伤检查

1)检查应包括目视检查与局部检测：

a)应进行钢箱梁全范围目视检查，判断是否出现疲劳裂纹或局部变形；

b)应借助检测工具对所选取的钢箱梁梁段重点部位进行局部检测，局部检测应在五年内完成，

疲劳损伤重点部位参考6.2节相关规定。

条文说明：通过对大跨径钢桥病害产生时机的统计发现，部分钢箱梁桥运营5年时发现疲劳裂纹病

害。因此将定期检查周期确定为5年，即在钢箱梁性能下降前期，完成钢箱梁全范围的定期检测，掌握

钢箱梁现状。考虑到钢箱梁现场检测工作体量大、检测针对性不足等特点，选择对重点部位进行局部的

深入检测，提高检查工作效率与效果。

2)局部检测分为固定检查与抽样检查：

a)检查宜按横桥向U肋号进行划分，按照系统抽样方法，检查U肋两侧范围内的易疲劳构件；

b)固定检查U肋号应不少于全桥的10%，沿横桥向重点分布区域和已出现病害的部位为主，应

包括车辆荷载较大的重车道下方、斜拉桥纵隔板两侧U肋范围内的构件，每年一次；

c)抽样检查宜将钢箱梁横桥向按照U肋数筛去重点检测U肋后分为3~5组，保证在定期抽检的

三至五年内完成全桥检查；

d)对于钢箱梁疲劳损伤加剧、超载情况严峻的桥梁，宜将钢箱梁全覆盖定期检查的周期调整为

每三年一次。

条文说明：实桥跟踪观测表明，裂纹横桥向分布规律相比纵桥向更为明显。系统抽样是将总体中的

所有单位按一定顺序排列，在规定的范围内随机地抽取一个单位作为初始单位，然后按事先规定好的规

则确定其他样本单位。如，8#U肋为固定部位，则可选取7#、9#U肋为抽样部位，次年选取6#、10#U

肋为抽样部位。从而保证非重复的抽样检查，在不少于20%的重点部位局部检测的工作量下，5年内可

完成重点部位的局部检测。

3)局部检测的方法与设备：

a)可采用10倍以上放大镜进行构件近表面外观检查；

b)可采用直尺、游标卡尺或数显测量装置对钢箱梁构件变形或病害特征开展测量；

11

c)可开展实桥易开裂部位的应力测试与分析；

d)疲劳裂纹检查方法可参照本标准第5章相关规定执行。

条文说明：局部检测借助检测工具对选取的钢箱梁分U肋进行检测。检测过程中，由于疲劳裂纹

开裂前期表观特征不明显，肉眼难以观测，一般采用10倍以上放大镜进行近表面外观检查。对于表观

特征明显的病害，可采用直尺、游标卡尺等对钢箱梁构件尺寸或病害特征测量，为进一步明确病害对结

构受力性能影响，可进行实桥应力测试与分析，疲劳裂纹检查方法可参照本标准第5章相关规定。

4.3.4检查流程

1检查准备

应根据被检桥梁的结构特征和运营状况制定检查计划。对于疲劳损伤检查，宜参考4.3.3节确定的

局部检测梁段，结合已有检查结果与资料制定单次检查方案，准备检查工具与设备，并进行设备调试。

2检查步骤：

1)通过目视检查对钢箱梁整体结构进行检查，判断是否存在腐蚀、疲劳裂纹、局部变形等病害；

2)对于疲劳损伤的梁段进行局部检测，应采用检测设备对病害特征及定量参数进行测量，标记病

害位置、范围、参数、检查日期，并完整记录病害现场条件，进行拍照记录与编号；

3)应对存在缺损和病害情况进行定量说明，可参照附录E记录检查结果，。

3检查报告

1)检查工作完成后，应编制定期检查报告，定期检查报告内容至少应包括：

a)定期检查基本情况；

b)钢箱梁内部环境记录；

c)钢箱梁病害分布与展示图；

d)技术状况定量检查结果与分析；

e)技术状况评定结论（参考本标准第6章规定）；

f)与历次定检结果的对比分析；

g)下一步检查建议；

h)养护对策建议；

i)定期检查记录表（附录E）。

12

2)定期检查报告应经主管工程师审核后存档，宜将相关记录录入钢箱梁病害管理信息系统。

条文说明：为了掌握钢箱梁内部病害状况，完成钢箱梁现场检查工作后，及时对本次检查结果进行

总结，形成定期检查报告。完成后，应经主管工程师审核后存档，建议录入桥梁养护管理信息系统，实

现钢箱梁智能化、信息化养护。

4.4专项检查

4.4.1检查要求

1在特殊情况下应对钢箱梁疲劳病害采取专门检查、评定。

2检查应针对性开展，重点关注钢箱梁结构焊缝和疲劳裂纹。

3专项检查可参考JTGH11、JTG/TJ21等规范执行。

条文说明：检查过程中出现缺损状况难以判断原因和程度等特殊情况，还应安排特殊检查。如果检

查过程中发现病害，涉及到超出预防养护范围的情况，应按照JTGH11、JTG/TJ21等相关规定进行

专项检查或病害维修。

4.4.2检查内容

1针对疲劳开裂的专项检查至少应包括以下内容：

1)裂纹的长度、深度、扩展角度、扩展速率、全桥分布、尖端应力特征、尖端位置；

2)涂装开裂情况，判别真假裂纹，并统计分类，为后续裂纹维修提供参考；

3)结合应力监测，对未开裂的疲劳重点部位开展预防性专项检查。

2针对维修加固效果的专项检查至少应包括以下内容：

1)螺栓加固后的锈蚀、松动和滑移情况；

2)钢板/CFRP/GFRP加固后的胶层粘贴情况；

3)止裂和加固维修后的裂纹二次扩展情况。

3针对特殊情况的专项检查至少应包括以下内容：

1)铺装层铣刨、摊铺施工对钢箱梁重点部位的影响监测；

2)积雪、风致振动等恶劣情况下的钢箱梁结构专项检查。

4.4.3检查方法与设备

13

1疲劳损伤专项检查应依据检查对象和目的，选择相应的专业检测设备。

2采用多种检测方法进行检测时，应注意检测方法的协调性。

4.4.4检查流程

1检查准备

1)应根据被检钢箱梁疲劳发展具体特征，制定专项检查计划，结合已有检查结果与资料制定单次

检查方案;

2)检查前应预先开展相关理论调研与研究;

3)检查工具与检测设备应按检查方案要求进行准备，并预先开展设备调试。

2检查步骤：

1)应采用专业检测设备针对疲劳开裂、止裂加固效果等进行专项检查。

2)至少应记录裂纹长度、深度、扩展角度、裂纹尖端位置、裂纹二次扩展、加固件完好情况等特

征，并进行标记与拍照；

3)应对检查结果进行深入、定量分析，必要时可辅以数值模拟或疲劳试验，结合实桥、模拟、试

验的综合结果评定结构状态。

3检查报告

1)检查工作完成后，编制专项检查报告，定期检查报告内容至少应包括：

a)检测对象、时间、地点；

b)检测部位示意图：结构形式，预计可能产生的裂纹部位、种类、形状和扩展方向；

c)检测设备与器材：设备名称、规格型号、器材；

d)检测工艺：检测方法、检测比例、规范试块；

e)检测结果：含信息卡的照片；

f)执行规范和评定等级；

g)与历次定检结果的对比分析；

h)下一步检查建议；

i)针对性的养护建议与措施。

2)专项检查报告应经主管工程师审核后存档，宜将相关记录录入钢箱梁管理信息系统。

14

5疲劳检测

5.1一般规定

5.1.1应以目视检测为主，选择合适的无损检测方法进行辅助检测。

条文说明：钢箱梁结构复杂、构件众多、检测工作量较大，对于一座千米级的钢箱梁桥，仅顶板与

U肋焊缝总长可达100公里，弧形缺口数量可超过3万个，现有常规技术手段难以在钢箱梁内有效使用。

在当前技术条件下，人工目视检查是目前钢箱梁疲劳裂纹的检测的主要手段。针对表面可见裂纹，目视

检查可以较快地完成钢箱梁内所有焊缝的全覆盖检查。

5.1.2目视检测应覆盖钢箱梁所有构件、连接节点、焊缝等部位，每年应至少开展1次。当出现疲劳裂

纹后，应根据6.2节疲劳评定结果适当提高检测频率。

5.1.3疲劳检测宜采用渗透检测、磁粉检测和超声波检测手段，每次应至少选择钢箱梁典型疲劳开裂部

位焊缝数量的25%进行检测。

条文说明：钢箱梁疲劳裂纹从损伤累积到裂纹萌生，再到后续的裂纹扩展需要上百万次的反复荷载

作用，面对大量的连接焊缝，高频检测可能导致花费大量人工而获取的有效信息较少。因此，目视检测

应覆盖每年应至少开展1次，出现疲劳裂纹后，每年应不少于2次。考虑到钢箱梁检测体量大，采用专

业设备检测时盲目性较大，检测的成本和周期会显著增加，不建议采用全覆盖的方式进行专业设备检测，

每次应至少选择钢箱梁典型疲劳开裂部位焊缝数量的25%进行检测。

5.1.4技术条件允许时，可对疲劳裂纹长度、深度、表面平整度进行测量，并对疲劳裂纹尖端位置进行

检测、标记。

5.1.5采用两种或两种以上的检测方法对同一部位进行检测时，检测结果应按各自的方法进行判定。如

果检测结果不一致，应以危险度大的结果为判断依据。

5.1.6应做好疲劳裂纹检测结果记录，并编制检测报告，检测结果记录可参见附录F。

5.2目视检测

5.2.1目视检测分为一般目视检测和局部目视检测。

5.2.2首先应进行一般目视检测，对一般目视检测可疑部位宜进行局部目视检测。

5.2.3一般目视检测时，眼睛与被检部位表面距离大于600mm；局部目视检测距离宜在600mm以内，

并且眼睛与被检部位表面的观测视角应不小于30°。

5.2.4疲劳裂纹目视检测时应使用便携式照明工具，照明要求参见GB/T20967。

15

条文说明：疲劳裂纹目视检测时应使用适当的光源，光源包括自然光源（日光）和人工光源。人工

光源可以分为温度辐射光源（钨丝白炽灯、卤钨灯）、气体放电光源（钠灯、汞灯）、固体放光光源（半

导体灯）、激光光源（激光灯）等。接受检测的特定工件、部件、容器或其区域，若需要，应使用辅助

照明设备进行照明，一般目视检测最低光照度应达到160lx，局部目视检测最低光照度应达到500lx。

5.2.5局部目视检测时可借助放大镜、内窥镜等辅助检测工具。放大镜放大率宜在5倍以上。

5.2.6检测时应注意焊缝的起弧处、腐蚀、锈蚀、油漆剥落部位、几何突变部位，并充分考虑疲劳裂纹

多种可能的扩展路径。

5.2.7局部目视检测仍难以判断时，可采用渗透检测、磁粉检测或超声波检测等方法协助检测。

5.3渗透检测

5.3.1基本要求

1钢箱梁疲劳裂纹渗透检测宜参照GB/T18851.1相关规定执行。

2应科学选择渗透方法提高现场渗透检测效率，可同时对多个部位实施渗透检测。

3渗透检测剂应符合GB/T18851.2规定。

4渗透检测剂应具有良好的检测性能，对钢材、焊缝和涂层无明显腐蚀作用。

5应使用同一厂家生产的同一系列配套探伤液，不应将不同种类的探伤液混合使用。

5.3.2检测流程

1渗透检测的主要步骤如下：

1)表面准备；

2)施加渗透剂；

3)多余渗透剂去除；

4)施加显像剂；

5)观察；

6)复验；

7)后处理。

2表面准备

1)被检表面应进行清理，确保被检表面清洁、干燥。可使用刷、擦的方法去除污垢、熔渣、铁锈、

16

灰尘等，不应有影响渗透检测的残留物。

2)处理区域应从检测部位四周向外扩展不少于25mm。

条文说明：渗透检测最重要的要求之一是使渗透液能最大限度地渗入到工件的表面开口缺陷中，使

检验人员能够在清晰的本底下识别出缺陷，而工件表面的污染物将严重影响这一过程。因此在施加渗透

液之前，必须对被检工件的表面进行预清洗，清洗的范围应比要求检测的部位大一些，国军标GJB2367

规定，清洗范围应从检测部位四周向外扩展25mm。

3施加渗透剂

1)采用喷罐均匀喷洒渗透剂施加的方法，应保证被检部位完全被渗透剂覆盖，并在整个渗透时间

内保持湿润状态。

2)在规定温度范围内，渗透时间应不少于10min。在渗透时间内，应保持被检表面被渗透剂润湿。

条文说明：渗透温度一般控制在10℃~50℃的范围内。温度过高，渗透液容易干在工件表面上，给

清洗带来困难；同时，渗透液受热后，某些成分蒸发，会使其性能下降。温度过低，会使渗透液变稠。

在晴朗天气下，箱梁内部顶板温度较高，按GJB2367A标准规定，其渗透时间不得少于10min。为防止

钢箱梁渗透检测时的温度过高，建议在阴天进行钢箱梁渗透检测。

4多余渗透剂去除

1)施加去除剂时应避免将裂纹内部的渗透剂也去除掉。可采用湿布、干净无绒毛的布进行擦除。

2)擦除后可用自然蒸发或热风进行干燥。干燥时被检表面温度不应大于50℃，干燥时间宜在5min

~10min之间。

条文说明：表面多余渗透液去除后，在钢箱梁内必须进行干燥处理，除去箱梁表面的水分，使渗透

液能充分渗入到缺陷中去或被显像剂所吸附，同时也能防止钢箱梁腐蚀。采用溶剂去除钢材表面多余的

渗透液时，不必进行专门的干燥处理，只需自然干燥5min~10min即可。用水清洗的表面，如采用干粉

显像或非水基湿显像剂，则在显像之前必须进行干燥处理。若采用水基湿显像剂，则水洗后可直接显像，

然后再进行干燥处理。

5施加显像剂

应尽快施加显像剂，显像剂的厚度应适当，并保持均匀。显像时间宜在10min~30min之间。

条文说明：常用的显像方法有干式显像、速干式显像、湿式显像和自显像等，钢箱梁渗透检测显像

建议采用干式显像法。在经过清洗并干燥后的焊缝表面上施加干粉显像剂的过程，应在干燥后立即进行，

因为热的表面能够得到较好的显像效果。施加干粉显像剂可采用喷枪或静电喷粉等方法。一次喷粉可显

17

像一整条焊缝，检测效率很高；同时，经干粉显像的焊缝，检查完后显像粉的去除很容易。

6观察

1)施加显像剂时，应仔细观察被检表面的迹痕显示情况，并在渗透剂渗出后1小时内完成评定。

2)观察到迹痕之后，应首先确定迹痕是否为连续线状的疲劳裂纹。对于细小迹痕，可使用5倍~10

倍放大镜进行观察。必要时应重新进行检验或用其它方法进行验证。

7复验

当出现下列情况之一时，宜进行复验：

1)难以确定迹痕是由疲劳引起还是由非疲劳的因素引起时；

2)检测结束时，用规范试块验证检测灵敏度不符合要求；

3)发现检测过程中操作方法有误或技术条件改变时；

4)供需双方有争议或有其它需要时。

8后处理

检测完毕后，应进行清洗，去除有害残留物，并做好被检表面的防护处理。

5.4磁粉检测

5.4.1基本要求

1钢箱梁疲劳裂纹磁粉检测方法宜采用磁轭法，参照GB/T15822.1执行。

2应考虑钢箱梁涂层的影响，根据实际涂层厚度对磁粉检测灵敏度进行验证，并适当补偿。

3磁粉检测介质宜采用油性磁悬液，并应满足GB/T15822.2规定。

4磁粉检测设备宜使用交流磁化设备，若现场条件无法满足，可使用直流磁化或永久磁体设备。相

关设备应满足GB/T15822.3规定。

5.4.2检测流程

1磁粉检测主要步骤如下：

1)表面准备；

2)施加磁悬液；

3)磁化；

18

4)观察；

5)退磁；

6)后处理。

2表面准备

1)被检表面应无脏物、氧化皮、松散铁锈等。任何清理或表面准备都不应影响磁痕的形成。

2)应做适当准备使裂纹显示能清晰区别于伪显示，必要时可施加反差增强剂。

条文说明：在磁粉检测前，首先要进行箱梁表面的预处理。预处理包括清除、打磨、分解、封堵、

涂覆五种方法，其中清除和打磨是钢箱梁内采用磁粉检测前的必须步骤。清除主要去除钢材表面的油污、

铁锈、毛刺等。使用油性磁悬液时，钢材表面不应有水分。钢箱梁钢材表面存在覆盖层，对有非导电覆

盖层的钢材进行通电磁化时，必须将与电极接触部位的非导电覆盖层打磨掉。

3施加磁悬液

1)应采用连续法对被检部位进行检测。被检部位的磁化、施加磁粉以及观察磁痕都应在磁化通电

时间内完成。

2)应采用喷罐喷洒的方法施加磁悬液，使整个检测面湿润。

4磁化

1)磁化时，有效的通电时间应在1s~3s之间，停施磁悬液至少1s后方可停止磁化。为保证磁化

效果应至少反复磁化两次。

2)钢箱梁典型部位磁化方法可参见附录G。

5观察

1)磁痕的观察应在磁痕形成后立即进行。

2)磁痕的观察应考虑不同构造部位疲劳裂纹产生位置和扩展路径。

3)钢箱梁焊缝表面会形成不连续的磁痕，不应将此类显示作为裂纹。

4)当辨认细小磁痕时，可使用5倍~10倍放大镜观察。

条文说明：使用非荧光磁粉检测时，被检钢材表面应有充足的日光灯照明，并应避免强光和阴影。

使用荧光磁粉检测时使用黑光灯照明，应在黑暗条件下进行，被检钢材表面的黑光辐照度不应小于

1000μW/cm2。

6退磁

19

1)交流检测后的剩磁通常很低，可不进行退磁处理。

2)要求退磁时，应按限定的方法和预先限定的等级实施。

7后处理

检测完毕后，应对所有喷涂部位进行清理，去除原有检测介质，并做好被检表面的防护处理。

条文说明：后处理主要是清洗掉钢箱梁表面以及孔中、裂纹和通路中的磁粉；如果涂覆了反差增强

剂，也应清洗掉；在磁化前如果使用过封堵，也应去除。另外，如果使用水磁悬液进行检验，为防止钢

箱梁钢材生锈，一般要用脱水防锈油进行处理。

5.5超声波检测

5.5.1基本要求

1在实施超声波检测前，应对现场进行调查，避免所有可能影响检测灵敏度和精度的因素干扰。

2超声波检测设备应至少满足JG/T203的规定，并应在检测前进行校准。

3宜采用无腐蚀性和低流淌性的耦合剂。

4标定和校核各项参数时，使用的耦合剂应与现场检测部位使用的耦合剂相同。

5在满足检测灵敏度的前提下，宜使用高频率、短前沿、小晶片的横波斜探头。

条文说明：探头的种类很多，结构型式也不一样。检测前应根据被检对象的形状、衰减和技术要求

来选择探头。探头的选择包括探头型式、频率和晶片尺寸的选择等。

6应根据被检部位特征有针对性的选择不同角度的斜探头，宜尽量选用大角度的斜探头。

5.5.2检测流程

1超声波检测主要步骤如下：

1)检测准备；

2)施加耦合剂；

3)检测；

4)判定；

5)裂纹特征检测；

6)后处理。

20

2检测准备

1)检测前，应对探伤仪的时基线和探测灵敏度进行标定，并绘制与被检构件相对应的DAC曲线。

2)被检表面应平整，对于锈蚀、飞溅和污物等都应予以清除，必要时可进行打磨，其表面粗糙度

应符合检测要求。

3施加耦合剂

检测前，应在钢构件和检测探头之间涂抹一层均匀的耦合剂，使整个检测面湿润，保证超声波在空

气界面处不衰减。

4检测

1)为确定裂纹的位置、形状、方向，判别裂纹信号和伪缺陷信号，宜采用前后、左右、转角、环

绕四种基本扫查方式，见图5.1。

2)探头扫查速度不应大于150mm/s，相邻的两次扫查之间至少应有探头晶片宽度10%的重叠。

3)探头应垂直于焊缝中线，并做锯齿形扫查。在扫查的同时还应作10°~15°的摆动，见图5.5.2。

前后扫查左右扫查处转角扫查环绕扫查

图5.1基本扫查方式

321

b

图5.5.2锯齿形扫查

5判定

在检测过程中，发现以下情况之一时，可判定为疲劳裂纹：

1)缺陷一次回波高度不小于满刻度的50%；

21

2)当底波高度未达到满刻度，而缺陷一次回波高度与底波高度之比不小于50%。

6裂纹特征检测

1)检出裂纹后，应在裂纹周围继续进行检测，以确定裂纹的延伸情况、裂纹的长度和深度等特征。

2)疲劳裂纹尖端在母材上时，宜采用绝对灵敏度法对疲劳裂纹进行测长，即移动探头使裂纹一次

回波下降到探测灵敏度下满刻度的30%，或使裂纹一次回波与底波高度之比为50%。此时探头中心点

可视为裂纹尖端，两个裂纹尖端之间的长度即为裂纹的指示长度。

3)宜采用直射法对裂纹深度及距离进行检测。

4)当采用二次波和底面二次波评定裂纹特征时，应以相应的二次波来校准。

7后处理

检测完毕后，应对所有涂抹耦合剂的部位进行清洗，并做好被检表面的防护处理。

22

6评定

6.1一般规定

6.1.1公路钢箱梁桥评定应按照现行《公路桥涵养护规范》（JTGH11）、《公路桥梁承载能力检测评定

规程》（JTG/TJ21）和《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG/TH21）执行。

6.1.2疲劳损伤及裂纹评定应综合考虑各因素的影响，结合病害发展趋势、规律以及应力特征分析，开

展进一步的等级评定。

条文说明：钢箱梁疲劳损伤受多种因素的影响，不同部位的受力情况不同导致各部位易产生疲劳损

伤的程度也不同；外界环境如腐蚀，对疲劳也有一定影响等。在桥梁检测中，采用单一指标评定疲劳裂

纹时，评定结果可能随选取的评定指标发生变化，甚至出现矛盾，因此必须综合考虑各因素的影响。

6.1.3疲劳评定宜区分次要部位和重点部位，考虑构造特征及部位进行评定。

条文说明：针对养护部位的选取，实际操作中根据结构构造特征及构件所处环境确定重点部位和次

要部位，这样便于突出重点预防养护对象，提高预防养护效率，同时也不会忽略其他部位。

6.1.4疲劳裂纹评定宜采用裂纹现场跟踪方法进行动态评定。

条文说明：由于疲劳裂纹扩展复杂，目前相关技术和理论仍不完善，疲劳裂纹扩展难以准确预测。

采用现场跟踪的方法能够直接观察疲劳裂纹的扩展历程，是目前有效获取疲劳裂纹评定因素的最为直接

手段。

6.1.5现场跟踪宜采用目视检测，可与经常检查和定期检查合并执行，跟踪时长根据评定结果进行调整，

并填写疲劳裂纹跟踪记录表。记录表可参见附录H填写。

条文说明：对于跟踪周期的建议主要考虑了我国车流量的特点，以及我国重大节假日的放假安排。

对于疲劳裂纹而言，重载、超载以及大流量这几种情况是引起疲劳裂纹扩展的重要荷载因素。

6.1.6应根据每次跟踪结果对疲劳裂纹进行阶段性评定。

6.1.7养护决策应在满足养护质量目标的前提下，提升养护的效益比。

6.1.8对于特殊、异常情况，养护决策应通过专家论证。

6.2疲劳评定与决策

6.2.1疲劳评定

1可以疲劳裂纹重要性系数λ作为评定指标，按下式计算：

23

式中：

ai（i=1,2,3）—疲劳裂纹长度因素对应的分值，见表6.2.1-1；

bj（j=1,2,3）—疲劳裂纹扩展速率因素对应的分值，见表6.2.1-2；

ck（k=1,2,3）—疲劳裂纹尖端位置因素对应的分值，见表6.2.1-3。

条文说明：疲劳裂纹长度的大小反映了截面的削弱程度，并且可以直接测量，裂纹长度越大，疲劳

损伤越严重。疲劳裂纹的扩展速率会随着疲劳裂纹长度的增大而增加，因此扩展速率也是反映裂纹损伤

程度的重要指标。疲劳裂纹尖端位置是判断该疲劳裂纹是否可以有效实施维护的依据。一般情况下，疲

劳裂纹萌生于焊根或焊趾部位，然后逐步在焊缝高度内扩展或扩展至母材。根据疲劳裂纹的扩展路径，

将裂纹尖端位置分类三类，并给与不同的分值，体现不同部位的重要性。

表6.2.1-1疲劳裂纹长度因素

长度（mm）分值ai

[0,100]1

(100,150]2

>1503

表6.2.1-2疲劳裂纹扩展速率因素

平均每月扩展速率（mm/月）分值bj

不扩展1

0mm~5mm2

>5mm3

表6.2.1-3疲劳裂纹尖端位置因素

尖端位置分值ck

位于焊趾/焊根1

位于焊缝高度内2

位于母材3

2未出现疲劳裂纹的结构疲劳损伤评估，长度和扩展速率应按0计算。

3根据疲劳裂纹重要性系数及构件特征，可将疲劳裂纹分为A1~A5、B、C等级，见表6.2.1-4。

24

表6.2.1-4疲劳裂纹等级划分

评定等级

λ构件特征

/次要部位重点部位

完好12

存在表观质量缺陷23

(0.3,0.5)已出现涂层劣化、明显的局部变形，或局部应A

34

力幅较大

出现细小裂纹，裂纹处于扩展初期阶段45

(0.5,0.7)B

裂纹具有一定长度/

(0.7,1.0)C

6.2.2决策

1应根据疲劳裂纹等级，进行养护决策，见表6.2.2。

表6.2.2疲劳养护决策

评定等级养护决策

A-1、A-2可仅进行经常检查

A-3在定期检查中进行局部检测

A-4应参考本标准第7章内容，制定预防养护方案

A-5开展裂纹跟踪，至少每年1次，

B提高跟踪频率，至少每季度1次

应参考本指南第8章内容及时维护，并针对维修效果开展持续跟踪

C