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摘要：本文以洪州大桥的主桥为工程实例，对桥梁主桥进行专项检测，动-静荷载测试，旨在评价洪州大桥主桥的承载能力和通行能力。检测结果表明，该桥的主要承重构件的工作状态正常，桥梁承载能力满足设计荷载：汽车-20级，挂-100的正常使用要求，根据桥梁技术状况等级评定为四类，属于“差”状态，建议对桥梁进行交通运行管治，并对主桥进行大修或改造。
关键词：洪州大桥；动荷载；结构承载力；动力响应
一、工程概况
洪雅县洪州大桥位于洪雅县西南侧，跨越青衣江“一股劲”河段，北连省道305线和106线，南接峨洪路，是洪雅县重要的交通枢纽工程。洪州大桥于1999年11月建成通车。大桥全长675.38m，孔跨由南至北布置为：（2×30.0m）石拱桥+（1×100.0m）集束钢管混凝土拱桥+（15×30.0m）石拱桥，桥面宽度16.5m，为双向四车道。洪州大桥主桥为中承式集束钢管混凝土平行肋拱桥，采用重力式桥墩，主拱计算跨径L=100m，计算矢跨比f/L=1/4，桥面系以上拱肋间未设横撑，桥面系以下设置4道K撑，K撑的横杆和斜杆均采用哑铃式钢管混凝土。全桥未设纵坡，横向行车道由中线向两侧设置1.5%的横坡，人行道设置1.0%的横坡，行车道横坡通过横梁变高度实现，人行道横坡通过调整铺装层厚度实现。全桥统一在行车道两侧缘石下排水。主桥桥面板原设计为简支于横梁上的C25钢筋混凝土实心板，后于2011年更换为C35钢筋混凝土空心板，板间设置0.6m现浇缝，并在全桥桥面铺装为8cm厚的C35防水混凝土，伸缩缝采用新筑路桥机械有限公司的CD-40型。
二、检测目的
受眉山市洪雅县交通运输局的委托对洪州大桥的主桥检测，为了评定洪州大桥主桥的承载能力和通行能力，主要检测目的分为4个方面：①掌握桥梁的结构现状及其损坏情况，了解桥梁结构目前的技术状况，对桥梁技术状况及通行能力进行评定[1]；②主桥静载试验是通过直接测量桥跨结构在静力试验荷载作用下的变形和应力来了解结构的实际性能（如结构的刚度、强度等），判定桥梁的实际承载能力[2]；③主桥动载试验测定桥梁结构的动力特性和动力响应，评价桥梁的动力特性；④为业主后期对桥梁的养护和管理提供技术依据[3]。
三、检测内容分析
为了分析洪州大桥的安全稳定性和地震荷载下的动力反应特性，有针对性的做了桥梁的专项检测和动、静载试验。主要包括如下几个部分：①钢筋混凝土拱肋（含横向连接系）检测；②吊杆（包括长吊杆索力）和锚具检测；③纵、横梁、桥面板等混凝土构件检测；④拱座和桥墩检测；⑤桥面系及附属结构检测；⑥主桥拱肋及桥面线形检测；
四、检测结果与分析
（一）专项检测结果
1）通过敲击方法检测发现，钢管混凝土拱肋存在大量空响现象，表明钢管与其内混凝土存在脱空现象，可能由于混凝土收缩、混凝土出现缝隙或施工不当导致，脱空共计54处。②吊杆（包括长吊杆）及锚具检测结果为吊杆钢护套表面存在锈蚀，并且部分区域表面氧化铁保护层及防锈漆已经剥落。③根据纵梁、横梁、桥面板检测报告可知：4#横梁下游侧端头处混凝土出现1条斜向裂缝，14#横梁与下游侧纵梁交界处混凝土出现1条竖向贯通裂缝，裂缝宽度均超过规范允许值，桥面出现大量贯通性裂缝，其中12-5#桥面板～12-8#桥面板开裂较为严重，桥梁纵梁处未发现病害。④通过外观型检测，发现拱座两侧拱座均未发现明显病害，3#桥墩存在大面积水渍现象，4#桥墩左侧存在大面积植物生长和水渍现象。⑤桥面铺装存在大面积磨光、露骨、开裂、破损现象，建议更换桥面铺装层，人行道板存在大面积破损和开裂现象；⑥拱肋及桥面线形测试数据表明，主桥上、下游侧两条桥面纵向线形变化规律基本一致。拱肋主要控制点对称性一般，对称控制点相对高差值差别不大。
（二）静载试验结果
在各试验工况下，荷载效率系数处于0.80～0.89范围内，满足《大跨径混凝土桥梁的试验方法》规定的静力试验荷载效率系数0.8～1.0的要求。拱肋各控制截面应变的校验系数介于0.86～0.96之间，在加载过程中基本呈弹性变化，且卸载后基本恢复，主要测点相对残余变形小于20%；拱肋和桥面的各控制截面挠度校验系数介于0.76～0.93之間，在加载过程中基本保持弹性变化，且卸载后基本恢复，主要测点相对残余变形小于20%。测试断面附近的吊杆内力增量实测值均小于计算值，校验系数介于0.67～0.90之间，在加载过程中基本呈弹性变化。9#横梁的跨中截面最大正弯矩试验工况下，横梁控制截面的应变校验系数为0.77，在加载过程中基本呈弹性变化，且卸载后基本恢复，相对残余变形小于20%，应变沿高度变化基本呈线性分布，满足平截面假定。均未发现新增肉眼可见裂缝，基础未发生明显的不均匀沉降。
（三）动力试验结果
脉动试验结果为主桥弯曲频率实测值均大于理论计算值，实测振型与计算振型基本一致，表明桥梁主体结构刚度满足设计要求[4]。本次动载试验采用1辆30T载重汽车进行跑车和跳车试验，其试验结果为：当车速为30km/h时，拱肋跨中截面出现最大试验冲击系数为0.26，在20km/h的有障碍行车的试验冲击系数为0.33，在30km/h的有障碍行车的试验冲击系数为0.38。测试结果表明试验冲击系数相对于理论计算值偏高，试验车辆通过桥梁时动力响应较大，可能由于汽车动荷载在桥上行驶时因桥面局部不平整、车速等原因造成冲击系数偏大。
五、结论与建议
（1）结论。根据专项检测和静、动荷载试验的试验结果，可以得出：在试验荷载作用下，桥梁的主要承重构件的工作状态正常，结构处于弹性工作状态，桥梁承载能力满足设计荷载：汽车-20级，挂-100的正常使用要求。桥梁技术状况等级评定：四类，属于“差”状态。根据《公路桥涵养护规范》中的养护对策，该桥需进行大修或改造，考虑到结构安全储备偏低，且车辆运行时动力影响较大，应及时对该桥进行交通管制。
（2）改进建议。为了保证桥梁能够安全稳定运行，以现有的检测结果为依据，提出如下两点改善建议[5]：1）建议对存在隐患的拱肋、横梁、吊杆、桥面板等及时进行加固处治；2）按照设计荷载标准（汽车-20级，挂车-100）及时对桥梁进行交通管制，限速40km/h、限载20t的单车通行，严禁超载、超速车辆通行。
（作者单位：四川华腾公路试验检测有限责任公司）
参考文献
[1]张爱国， 汪智慧. 桥梁外观检测与评价[C]辽宁工程勘察与岩土工程学术会议. 2010.
[2]黄新民. 桥梁结构性能的检测与评价[J]. 河南科技，2005（7）：36-37.
关键词：洪州大桥；动荷载；结构承载力；动力响应
一、工程概况
洪雅县洪州大桥位于洪雅县西南侧，跨越青衣江“一股劲”河段，北连省道305线和106线，南接峨洪路，是洪雅县重要的交通枢纽工程。洪州大桥于1999年11月建成通车。大桥全长675.38m，孔跨由南至北布置为：（2×30.0m）石拱桥+（1×100.0m）集束钢管混凝土拱桥+（15×30.0m）石拱桥，桥面宽度16.5m，为双向四车道。洪州大桥主桥为中承式集束钢管混凝土平行肋拱桥，采用重力式桥墩，主拱计算跨径L=100m，计算矢跨比f/L=1/4，桥面系以上拱肋间未设横撑，桥面系以下设置4道K撑，K撑的横杆和斜杆均采用哑铃式钢管混凝土。全桥未设纵坡，横向行车道由中线向两侧设置1.5%的横坡，人行道设置1.0%的横坡，行车道横坡通过横梁变高度实现，人行道横坡通过调整铺装层厚度实现。全桥统一在行车道两侧缘石下排水。主桥桥面板原设计为简支于横梁上的C25钢筋混凝土实心板，后于2011年更换为C35钢筋混凝土空心板，板间设置0.6m现浇缝，并在全桥桥面铺装为8cm厚的C35防水混凝土，伸缩缝采用新筑路桥机械有限公司的CD-40型。
二、检测目的
受眉山市洪雅县交通运输局的委托对洪州大桥的主桥检测，为了评定洪州大桥主桥的承载能力和通行能力，主要检测目的分为4个方面：①掌握桥梁的结构现状及其损坏情况，了解桥梁结构目前的技术状况，对桥梁技术状况及通行能力进行评定[1]；②主桥静载试验是通过直接测量桥跨结构在静力试验荷载作用下的变形和应力来了解结构的实际性能（如结构的刚度、强度等），判定桥梁的实际承载能力[2]；③主桥动载试验测定桥梁结构的动力特性和动力响应，评价桥梁的动力特性；④为业主后期对桥梁的养护和管理提供技术依据[3]。
三、检测内容分析
为了分析洪州大桥的安全稳定性和地震荷载下的动力反应特性，有针对性的做了桥梁的专项检测和动、静载试验。主要包括如下几个部分：①钢筋混凝土拱肋（含横向连接系）检测；②吊杆（包括长吊杆索力）和锚具检测；③纵、横梁、桥面板等混凝土构件检测；④拱座和桥墩检测；⑤桥面系及附属结构检测；⑥主桥拱肋及桥面线形检测；
四、检测结果与分析
（一）专项检测结果
1）通过敲击方法检测发现，钢管混凝土拱肋存在大量空响现象，表明钢管与其内混凝土存在脱空现象，可能由于混凝土收缩、混凝土出现缝隙或施工不当导致，脱空共计54处。②吊杆（包括长吊杆）及锚具检测结果为吊杆钢护套表面存在锈蚀，并且部分区域表面氧化铁保护层及防锈漆已经剥落。③根据纵梁、横梁、桥面板检测报告可知：4#横梁下游侧端头处混凝土出现1条斜向裂缝，14#横梁与下游侧纵梁交界处混凝土出现1条竖向贯通裂缝，裂缝宽度均超过规范允许值，桥面出现大量贯通性裂缝，其中12-5#桥面板～12-8#桥面板开裂较为严重，桥梁纵梁处未发现病害。④通过外观型检测，发现拱座两侧拱座均未发现明显病害，3#桥墩存在大面积水渍现象，4#桥墩左侧存在大面积植物生长和水渍现象。⑤桥面铺装存在大面积磨光、露骨、开裂、破损现象，建议更换桥面铺装层，人行道板存在大面积破损和开裂现象；⑥拱肋及桥面线形测试数据表明，主桥上、下游侧两条桥面纵向线形变化规律基本一致。拱肋主要控制点对称性一般，对称控制点相对高差值差别不大。
（二）静载试验结果
在各试验工况下，荷载效率系数处于0.80～0.89范围内，满足《大跨径混凝土桥梁的试验方法》规定的静力试验荷载效率系数0.8～1.0的要求。拱肋各控制截面应变的校验系数介于0.86～0.96之间，在加载过程中基本呈弹性变化，且卸载后基本恢复，主要测点相对残余变形小于20%；拱肋和桥面的各控制截面挠度校验系数介于0.76～0.93之間，在加载过程中基本保持弹性变化，且卸载后基本恢复，主要测点相对残余变形小于20%。测试断面附近的吊杆内力增量实测值均小于计算值，校验系数介于0.67～0.90之间，在加载过程中基本呈弹性变化。9#横梁的跨中截面最大正弯矩试验工况下，横梁控制截面的应变校验系数为0.77，在加载过程中基本呈弹性变化，且卸载后基本恢复，相对残余变形小于20%，应变沿高度变化基本呈线性分布，满足平截面假定。均未发现新增肉眼可见裂缝，基础未发生明显的不均匀沉降。
（三）动力试验结果
脉动试验结果为主桥弯曲频率实测值均大于理论计算值，实测振型与计算振型基本一致，表明桥梁主体结构刚度满足设计要求[4]。本次动载试验采用1辆30T载重汽车进行跑车和跳车试验，其试验结果为：当车速为30km/h时，拱肋跨中截面出现最大试验冲击系数为0.26，在20km/h的有障碍行车的试验冲击系数为0.33，在30km/h的有障碍行车的试验冲击系数为0.38。测试结果表明试验冲击系数相对于理论计算值偏高，试验车辆通过桥梁时动力响应较大，可能由于汽车动荷载在桥上行驶时因桥面局部不平整、车速等原因造成冲击系数偏大。
五、结论与建议
（1）结论。根据专项检测和静、动荷载试验的试验结果，可以得出：在试验荷载作用下，桥梁的主要承重构件的工作状态正常，结构处于弹性工作状态，桥梁承载能力满足设计荷载：汽车-20级，挂-100的正常使用要求。桥梁技术状况等级评定：四类，属于“差”状态。根据《公路桥涵养护规范》中的养护对策，该桥需进行大修或改造，考虑到结构安全储备偏低，且车辆运行时动力影响较大，应及时对该桥进行交通管制。
（2）改进建议。为了保证桥梁能够安全稳定运行，以现有的检测结果为依据，提出如下两点改善建议[5]：1）建议对存在隐患的拱肋、横梁、吊杆、桥面板等及时进行加固处治；2）按照设计荷载标准（汽车-20级，挂车-100）及时对桥梁进行交通管制，限速40km/h、限载20t的单车通行，严禁超载、超速车辆通行。
（作者单位：四川华腾公路试验检测有限责任公司）
参考文献
[1]张爱国， 汪智慧. 桥梁外观检测与评价[C]辽宁工程勘察与岩土工程学术会议. 2010.
[2]黄新民. 桥梁结构性能的检测与评价[J]. 河南科技，2005（7）：36-37.