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摘要：针对城北水库大桥的实际运营情况，对该桥进行了特殊检查，对该桥的质量做出了正确的评定，对病害成因、结构安全的影响程度以及现有承载能力进行分析与评估，以便有针对性地处理桥梁所出现的问题，为该桥的正常运营和养护维修计划提供提供了可靠的数据。
关键词：桥梁检查质量评定分析
中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号：
1 桥梁概况
清远市阳山县城北水库大桥是S260线阳岭公路的一单跨刚架拱桥，净跨径60m，净矢高10m，矢跨比为1/6，桥面宽为净11+2×0.5m。设计荷载为汽—20级，验算荷载为挂—100。主拱腿采用微弯构件，整跨桥梁有5片主拱肋組成，肋间中心距为2.75m，边缘外侧的悬臂板长0.325m。杆件截面的高度各异，拱顶截面高1.35m。在L/3的大节点处，肋高2.47m。主拱肋之间的横向联系由横系梁完成。
图1 城北水库大桥概貌
2 外观检查
2.1 桥面系
桥面出现三处横向裂缝，长度在6m~8m间，宽度在0.1mm~0.22mm间。桥面伸缩缝完好,两桥头搭板开裂，搭接欠平顺，有跳车现象。
2.2 上部结构
上弦杆的外弦和内弦部分弦杆裂缝数量为3~4条。1号弦杆小节点处存在水平U形裂缝，裂缝宽度为1.5mm，超过限值。主拱脚局部存在露筋，并严重锈蚀。跨中至阳山方向桥台段横系梁裂缝严重，基本为贯穿整个截面的断开性的上宽下窄的裂缝，超过限值。 支座功能完好。
2.3下部结构
阳山台纵桥向有一条裂缝竖向贯通整个桥台前墙，且缝宽最大达5.5mm。台帽均出现有纵桥轴方向的裂缝，阳山台前墙开裂延伸至台帽，沿纵轴线位置2、3号弦杆支座下台帽处为断开性裂缝，裂缝宽度超过5mm；连州台3号弦杆支座下也出现裂缝，裂缝宽度超过1mm，均超过规范限值0.3mm。
3 静载试验
3.1静载试验方案
根据计算，该桥控制桥梁试验的荷载为挂车-100，荷载试验尽量采用与控制荷载相同的荷载，当客观条件限制，采用的试验荷载与控制荷载有差别时，在选择试验荷载的大小和加载位置时，采用静载试验效率系数：
式中：—试验荷载作用下控制截面内力计算值；
—设计控制荷载作用下控制截面最不利内力计算值；
—设计取的动力系数。
加载效率反映了试验荷载的量级，按照《大跨径混凝土桥梁的试验方法》，基本荷载试验要求1.05≥≥0.8。本次试验按试验荷载（不计冲击系数）与挂车-100（不计冲击系数）荷载之比计算加载效率，以反映试验加载的大小，本次荷载试验主要分为两种工况：一是试验荷载作用下跨中截面弯矩最不利工况；二是试验荷载作用下跨中截面轴力最不利工况。
该桥计算分析采用平面杆系模型，横向分布系数的计算采用《拱桥》推荐计算方法弹性支撑连续梁法，车辆横向加载采用偏载形式，横向分布系数计算值见表1，荷载加载工况下试验效率与内力值见下表2。
表1 试验加载车辆偏载作用下横向分布系数表
表2 静力试验荷载内力控制值与加载效率
注：表中内力为考虑荷载横向分布后单片拱肋内力值。
3.2静载试验结果及与理论计算值的比较
3.2.1 挠度实测值与理论计算值比较
在满载工况荷载作用下，刚架拱桥拱顶截面最不利载位实测挠度、残余变形及校验系数见表3。
表 3拱顶截面的实测挠度、 残余挠度及与理论值的比较（单位：mm）
该桥实测残余变形较小，计算相对残余变形最大为4.97%，未超过规范规定值，表明该桥处于弹性工作状态。
3.2.2 应力实测值与理论计算值比较
表4中应力是在跨中满载工况下，根据实测的应变计算出来的：
弹性模量取E=32500Mpa。
表4拱顶截面偏载作用下的实测应力及与理论值的比较（单位：MPa）
实测结果表明，拱顶1号拱肋截面下缘拉应力大于理论值，校验系数大于规范规定值，不能满足规范要求；2号与3号拱肋截面上缘压应力大于理论计算值，校验系数超过规范允许值，不满足规范要求。
实测大节点处1号与2号拱肋上缘混凝土压应力超过理论计算值，校验系数超过规范允许值。
在拱顶满载工况下，拱脚处1号与2号拱肋实测截面上下缘应力均为压应力，拱脚受力状态为纯压状态，与理论受力状态存在偏差。综合分析实测结果与该桥的病害情况，产生与理论不吻合的原因是由于桥台的不均匀沉降，使得拱脚处的约束条件由固结变化为半固结状态或者是介于固结与铰接之间的状态，进而影响了该处的受力。
3.2.3横向分布系数实测值与理论值比较
满载工况下，实测计算横向分布系数与理论计算值进行比较，见表5。
表5 实测横向分布系数与理论值比较
理论计算横向分布系数采用弹性支撑连续梁简化计算方法，在偏载作用下，表中实测横向分布系数与理论值有较大偏差，偏差较大部位主要集中在1号、4号、5号拱肋上，横向分布系数在横桥向的分布规律与理论计算结果也存在一定差异，表明该桥横向联接刚度存在消弱。
3.2.4测试结果分析
（1）综合分析表明由于横系梁的断开性裂缝使得五片主拱联系减弱，影响结构受力的整体性，且桥台下沉引起约束条件的改变，造成拱肋受力与理论计算值存在差别，说明该桥空间整体受力性能减弱。
（2）卸载后的残余挠度较小，计算的相对残余变形最大为4.97%，小于《大跨径混凝土桥梁的试验方法》规定值，表明该桥满足设计荷载要求，具有较好的弹性工作性能。
（3）在满载作用下，相应控制截面的应力校验系数在0.39~1.839间，平均校验系数为0.93。综合分析该桥结构受力特点与整体病害情况，产生应力超限的原因为该桥横向联系减弱。
（4）拱顶位置拱肋的挠度实测横向分布系数与理论值有较大偏差，表明该桥横向联结刚度削弱，整体受力性差。
（5）裂缝观测结果表明，在车辆荷载偏载作用下，帽梁裂缝产生了闭合，但由于裂缝宽度变化较大，说明桥台仍存在变形不一致现象，该处桥台整体受力减弱。
4 综合分析及建议
（1）根据外观检查结果，全桥结构技术状况综合评分Dr=47.8，评定为三类桥。虽然该桥综合评价三类，但该桥桥台出现有结构性裂缝，且裂缝宽度超过限值，根据规范要求评定此桥为五类危险状态，建议及时对该桥进行交通管制，限载限速通过，并尽快进行加固维修。
（2）该桥横向联接刚度存在削弱，不满足设计荷载要求。
（3）由于阳山台出现过不均匀沉降，引起该桥上部结构受力发生了变化，影响结构的承载力能力与使用性能，因此，建议对阳山台进行加固处理。
（4）对桥面裂缝进行修补处理，以避免桥面渗水侵蚀主体结构，影响结构的承载力。
（5）桥头有跳车现象，建议及时维修，以减轻车辆对桥梁的冲击。
（6）经常定期检查该桥各受力部位，并跟踪调查主要裂缝的发展情况。
参考文献：
公路桥梁技术状况评定标准（JTG/T H21-2011),人民交通出版社，2011
公路桥梁承载能力检测评定规程（JTG/T J21-2011),人民交通出版社，2011
公路桥涵养护规范（JTGH11-2004),人民交通出版社，2004。
关键词：桥梁检查质量评定分析
中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号：
1 桥梁概况
清远市阳山县城北水库大桥是S260线阳岭公路的一单跨刚架拱桥，净跨径60m，净矢高10m，矢跨比为1/6，桥面宽为净11+2×0.5m。设计荷载为汽—20级，验算荷载为挂—100。主拱腿采用微弯构件，整跨桥梁有5片主拱肋組成，肋间中心距为2.75m，边缘外侧的悬臂板长0.325m。杆件截面的高度各异，拱顶截面高1.35m。在L/3的大节点处，肋高2.47m。主拱肋之间的横向联系由横系梁完成。
图1 城北水库大桥概貌
2 外观检查
2.1 桥面系
桥面出现三处横向裂缝，长度在6m~8m间，宽度在0.1mm~0.22mm间。桥面伸缩缝完好,两桥头搭板开裂，搭接欠平顺，有跳车现象。
2.2 上部结构
上弦杆的外弦和内弦部分弦杆裂缝数量为3~4条。1号弦杆小节点处存在水平U形裂缝，裂缝宽度为1.5mm，超过限值。主拱脚局部存在露筋，并严重锈蚀。跨中至阳山方向桥台段横系梁裂缝严重，基本为贯穿整个截面的断开性的上宽下窄的裂缝，超过限值。 支座功能完好。
2.3下部结构
阳山台纵桥向有一条裂缝竖向贯通整个桥台前墙，且缝宽最大达5.5mm。台帽均出现有纵桥轴方向的裂缝，阳山台前墙开裂延伸至台帽，沿纵轴线位置2、3号弦杆支座下台帽处为断开性裂缝，裂缝宽度超过5mm；连州台3号弦杆支座下也出现裂缝，裂缝宽度超过1mm，均超过规范限值0.3mm。
3 静载试验
3.1静载试验方案
根据计算，该桥控制桥梁试验的荷载为挂车-100，荷载试验尽量采用与控制荷载相同的荷载，当客观条件限制，采用的试验荷载与控制荷载有差别时，在选择试验荷载的大小和加载位置时，采用静载试验效率系数：
式中：—试验荷载作用下控制截面内力计算值；
—设计控制荷载作用下控制截面最不利内力计算值；
—设计取的动力系数。
加载效率反映了试验荷载的量级，按照《大跨径混凝土桥梁的试验方法》，基本荷载试验要求1.05≥≥0.8。本次试验按试验荷载（不计冲击系数）与挂车-100（不计冲击系数）荷载之比计算加载效率，以反映试验加载的大小，本次荷载试验主要分为两种工况：一是试验荷载作用下跨中截面弯矩最不利工况；二是试验荷载作用下跨中截面轴力最不利工况。
该桥计算分析采用平面杆系模型，横向分布系数的计算采用《拱桥》推荐计算方法弹性支撑连续梁法，车辆横向加载采用偏载形式，横向分布系数计算值见表1，荷载加载工况下试验效率与内力值见下表2。
表1 试验加载车辆偏载作用下横向分布系数表
表2 静力试验荷载内力控制值与加载效率
注：表中内力为考虑荷载横向分布后单片拱肋内力值。
3.2静载试验结果及与理论计算值的比较
3.2.1 挠度实测值与理论计算值比较
在满载工况荷载作用下，刚架拱桥拱顶截面最不利载位实测挠度、残余变形及校验系数见表3。
表 3拱顶截面的实测挠度、 残余挠度及与理论值的比较（单位：mm）
该桥实测残余变形较小，计算相对残余变形最大为4.97%，未超过规范规定值，表明该桥处于弹性工作状态。
3.2.2 应力实测值与理论计算值比较
表4中应力是在跨中满载工况下，根据实测的应变计算出来的：
弹性模量取E=32500Mpa。
表4拱顶截面偏载作用下的实测应力及与理论值的比较（单位：MPa）
实测结果表明，拱顶1号拱肋截面下缘拉应力大于理论值，校验系数大于规范规定值，不能满足规范要求；2号与3号拱肋截面上缘压应力大于理论计算值，校验系数超过规范允许值，不满足规范要求。
实测大节点处1号与2号拱肋上缘混凝土压应力超过理论计算值，校验系数超过规范允许值。
在拱顶满载工况下，拱脚处1号与2号拱肋实测截面上下缘应力均为压应力，拱脚受力状态为纯压状态，与理论受力状态存在偏差。综合分析实测结果与该桥的病害情况，产生与理论不吻合的原因是由于桥台的不均匀沉降，使得拱脚处的约束条件由固结变化为半固结状态或者是介于固结与铰接之间的状态，进而影响了该处的受力。
3.2.3横向分布系数实测值与理论值比较
满载工况下，实测计算横向分布系数与理论计算值进行比较，见表5。
表5 实测横向分布系数与理论值比较
理论计算横向分布系数采用弹性支撑连续梁简化计算方法，在偏载作用下，表中实测横向分布系数与理论值有较大偏差，偏差较大部位主要集中在1号、4号、5号拱肋上，横向分布系数在横桥向的分布规律与理论计算结果也存在一定差异，表明该桥横向联接刚度存在消弱。
3.2.4测试结果分析
（1）综合分析表明由于横系梁的断开性裂缝使得五片主拱联系减弱，影响结构受力的整体性，且桥台下沉引起约束条件的改变，造成拱肋受力与理论计算值存在差别，说明该桥空间整体受力性能减弱。
（2）卸载后的残余挠度较小，计算的相对残余变形最大为4.97%，小于《大跨径混凝土桥梁的试验方法》规定值，表明该桥满足设计荷载要求，具有较好的弹性工作性能。
（3）在满载作用下，相应控制截面的应力校验系数在0.39~1.839间，平均校验系数为0.93。综合分析该桥结构受力特点与整体病害情况，产生应力超限的原因为该桥横向联系减弱。
（4）拱顶位置拱肋的挠度实测横向分布系数与理论值有较大偏差，表明该桥横向联结刚度削弱，整体受力性差。
（5）裂缝观测结果表明，在车辆荷载偏载作用下，帽梁裂缝产生了闭合，但由于裂缝宽度变化较大，说明桥台仍存在变形不一致现象，该处桥台整体受力减弱。
4 综合分析及建议
（1）根据外观检查结果，全桥结构技术状况综合评分Dr=47.8，评定为三类桥。虽然该桥综合评价三类，但该桥桥台出现有结构性裂缝，且裂缝宽度超过限值，根据规范要求评定此桥为五类危险状态，建议及时对该桥进行交通管制，限载限速通过，并尽快进行加固维修。
（2）该桥横向联接刚度存在削弱，不满足设计荷载要求。
（3）由于阳山台出现过不均匀沉降，引起该桥上部结构受力发生了变化，影响结构的承载力能力与使用性能，因此，建议对阳山台进行加固处理。
（4）对桥面裂缝进行修补处理，以避免桥面渗水侵蚀主体结构，影响结构的承载力。
（5）桥头有跳车现象，建议及时维修，以减轻车辆对桥梁的冲击。
（6）经常定期检查该桥各受力部位，并跟踪调查主要裂缝的发展情况。
参考文献：
公路桥梁技术状况评定标准（JTG/T H21-2011),人民交通出版社，2011
公路桥梁承载能力检测评定规程（JTG/T J21-2011),人民交通出版社，2011
公路桥涵养护规范（JTGH11-2004),人民交通出版社，2004。