洪州大橋的主橋檢測評價分析

摘要：本文以洪州大橋的主橋為工程實例，對橋梁主橋進(jìn)行專項檢測，動-靜荷載測試，旨在評價洪州大橋主橋的承載能力和通行能力。檢測結(jié)果表明，該橋的主要承重構(gòu)件的工作狀態(tài)正常，橋梁承載能力滿足設(shè)計荷載：汽車-20級，掛-100的正常使用要求，根據(jù)橋梁技術(shù)狀況等級評定為四類，屬于“差”狀態(tài)，建議對橋梁進(jìn)行交通運(yùn)行管治，并對主橋進(jìn)行大修或改造。

關(guān)鍵詞：洪州大橋；動荷載；結(jié)構(gòu)承載力；動力響應(yīng)

一、工程概況

洪雅縣洪州大橋位于洪雅縣西南側(cè)，跨越青衣江“一股勁”河段，北連省道305線和106線，南接峨洪路，是洪雅縣重要的交通樞紐工程。洪州大橋于1999年11月建成通車。大橋全長675.38m，孔跨由南至北布置為：（2×30.0m）石拱橋+（1×100.0m）集束鋼管混凝土拱橋+（15×30.0m）石拱橋，橋面寬度16.5m，為雙向四車道。洪州大橋主橋為中承式集束鋼管混凝土平行肋拱橋，采用重力式橋墩，主拱計算跨徑L=100m，計算矢跨比f/L=1/4，橋面系以上拱肋間未設(shè)橫撐，橋面系以下設(shè)置4道K撐，K撐的橫桿和斜桿均采用啞鈴式鋼管混凝土。全橋未設(shè)縱坡，橫向行車道由中線向兩側(cè)設(shè)置1.5%的橫坡，人行道設(shè)置1.0%的橫坡，行車道橫坡通過橫梁變高度實現(xiàn)，人行道橫坡通過調(diào)整鋪裝層厚度實現(xiàn)。全橋統(tǒng)一在行車道兩側(cè)緣石下排水。主橋橋面板原設(shè)計為簡支于橫梁上的C25鋼筋混凝土實心板，后于2011年更換為C35鋼筋混凝土空心板，板間設(shè)置0.6m現(xiàn)澆縫，并在全橋橋面鋪裝為8cm厚的C35防水混凝土，伸縮縫采用新筑路橋機(jī)械有限公司的CD-40型。

二、檢測目的

受眉山市洪雅縣交通運(yùn)輸局的委托對洪州大橋的主橋檢測，為了評定洪州大橋主橋的承載能力和通行能力，主要檢測目的分為4個方面：①掌握橋梁的結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀及其損壞情況，了解橋梁結(jié)構(gòu)目前的技術(shù)狀況，對橋梁技術(shù)狀況及通行能力進(jìn)行評定[1]；②主橋靜載試驗是通過直接測量橋跨結(jié)構(gòu)在靜力試驗荷載作用下的變形和應(yīng)力來了解結(jié)構(gòu)的實際性能（如結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度等），判定橋梁的實際承載能力[2]；③主橋動載試驗測定橋梁結(jié)構(gòu)的動力特性和動力響應(yīng)，評價橋梁的動力特性；④為業(yè)主后期對橋梁的養(yǎng)護(hù)和管理提供技術(shù)依據(jù)[3]。

三、檢測內(nèi)容分析

為了分析洪州大橋的安全穩(wěn)定性和地震荷載下的動力反應(yīng)特性，有針對性的做了橋梁的專項檢測和動、靜載試驗。主要包括如下幾個部分：①鋼筋混凝土拱肋（含橫向連接系）檢測；②吊桿（包括長吊桿索力）和錨具檢測；③縱、橫梁、橋面板等混凝土構(gòu)件檢測；④拱座和橋墩檢測；⑤橋面系及附屬結(jié)構(gòu)檢測；⑥主橋拱肋及橋面線形檢測；

四、檢測結(jié)果與分析

（一）專項檢測結(jié)果

1）通過敲擊方法檢測發(fā)現(xiàn)，鋼管混凝土拱肋存在大量空響現(xiàn)象，表明鋼管與其內(nèi)混凝土存在脫空現(xiàn)象，可能由于混凝土收縮、混凝土出現(xiàn)縫隙或施工不當(dāng)導(dǎo)致，脫空共計54處。②吊桿（包括長吊桿）及錨具檢測結(jié)果為吊桿鋼護(hù)套表面存在銹蝕，并且部分區(qū)域表面氧化鐵保護(hù)層及防銹漆已經(jīng)剝落。③根據(jù)縱梁、橫梁、橋面板檢測報告可知：4#橫梁下游側(cè)端頭處混凝土出現(xiàn)1條斜向裂縫，14#橫梁與下游側(cè)縱梁交界處混凝土出現(xiàn)1條豎向貫通裂縫，裂縫寬度均超過規(guī)范允許值，橋面出現(xiàn)大量貫通性裂縫，其中12-5#橋面板～12-8#橋面板開裂較為嚴(yán)重，橋梁縱梁處未發(fā)現(xiàn)病害。④通過外觀型檢測，發(fā)現(xiàn)拱座兩側(cè)拱座均未發(fā)現(xiàn)明顯病害，3#橋墩存在大面積水漬現(xiàn)象，4#橋墩左側(cè)存在大面積植物生長和水漬現(xiàn)象。⑤橋面鋪裝存在大面積磨光、露骨、開裂、破損現(xiàn)象，建議更換橋面鋪裝層，人行道板存在大面積破損和開裂現(xiàn)象；⑥拱肋及橋面線形測試數(shù)據(jù)表明，主橋上、下游側(cè)兩條橋面縱向線形變化規(guī)律基本一致。拱肋主要控制點(diǎn)對稱性一般，對稱控制點(diǎn)相對高差值差別不大。

（二）靜載試驗結(jié)果

在各試驗工況下，荷載效率系數(shù)處于0.80～0.89范圍內(nèi)，滿足《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》規(guī)定的靜力試驗荷載效率系數(shù)0.8～1.0的要求。拱肋各控制截面應(yīng)變的校驗系數(shù)介于0.86～0.96之間，在加載過程中基本呈彈性變化，且卸載后基本恢復(fù)，主要測點(diǎn)相對殘余變形小于20%；拱肋和橋面的各控制截面撓度校驗系數(shù)介于0.76～0.93之間，在加載過程中基本保持彈性變化，且卸載后基本恢復(fù)，主要測點(diǎn)相對殘余變形小于20%。測試斷面附近的吊桿內(nèi)力增量實測值均小于計算值，校驗系數(shù)介于0.67～0.90之間，在加載過程中基本呈彈性變化。9#橫梁的跨中截面最大正彎矩試驗工況下，橫梁控制截面的應(yīng)變校驗系數(shù)為0.77，在加載過程中基本呈彈性變化，且卸載后基本恢復(fù)，相對殘余變形小于20%，應(yīng)變沿高度變化基本呈線性分布，滿足平截面假定。均未發(fā)現(xiàn)新增肉眼可見裂縫，基礎(chǔ)未發(fā)生明顯的不均勻沉降。

（三）動力試驗結(jié)果

脈動試驗結(jié)果為主橋彎曲頻率實測值均大于理論計算值，實測振型與計算振型基本一致，表明橋梁主體結(jié)構(gòu)剛度滿足設(shè)計要求[4]。本次動載試驗采用1輛30T載重汽車進(jìn)行跑車和跳車試驗，其試驗結(jié)果為：當(dāng)車速為30km/h時，拱肋跨中截面出現(xiàn)最大試驗沖擊系數(shù)為0.26，在20km/h的有障礙行車的試驗沖擊系數(shù)為0.33，在30km/h的有障礙行車的試驗沖擊系數(shù)為0.38。測試結(jié)果表明試驗沖擊系數(shù)相對于理論計算值偏高，試驗車輛通過橋梁時動力響應(yīng)較大，可能由于汽車動荷載在橋上行駛時因橋面局部不平整、車速等原因造成沖擊系數(shù)偏大。

五、結(jié)論與建議

（1）結(jié)論。根據(jù)專項檢測和靜、動荷載試驗的試驗結(jié)果，可以得出：在試驗荷載作用下，橋梁的主要承重構(gòu)件的工作狀態(tài)正常，結(jié)構(gòu)處于彈性工作狀態(tài)，橋梁承載能力滿足設(shè)計荷載：汽車-20級，掛-100的正常使用要求。橋梁技術(shù)狀況等級評定：四類，屬于“差”狀態(tài)。根據(jù)《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》中的養(yǎng)護(hù)對策，該橋需進(jìn)行大修或改造，考慮到結(jié)構(gòu)安全儲備偏低，且車輛運(yùn)行時動力影響較大，應(yīng)及時對該橋進(jìn)行交通管制。

（2）改進(jìn)建議。為了保證橋梁能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行，以現(xiàn)有的檢測結(jié)果為依據(jù)，提出如下兩點(diǎn)改善建議[5]：1）建議對存在隱患的拱肋、橫梁、吊桿、橋面板等及時進(jìn)行加固處治；2）按照設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)（汽車-20級，掛車-100）及時對橋梁進(jìn)行交通管制，限速40km/h、限載20t的單車通行，嚴(yán)禁超載、超速車輛通行。

（作者單位：四川華騰公路試驗檢測有限責(zé)任公司）

參考文獻(xiàn)

[1]張愛國， 汪智慧. 橋梁外觀檢測與評價[C]遼寧工程勘察與巖土工程學(xué)術(shù)會議. 2010.

[2]黃新民. 橋梁結(jié)構(gòu)性能的檢測與評價[J]. 河南科技，2005（7）：36-37.