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1工程概況

南閣大橋主橋為雙塔雙索面稀索斜拉橋，中間設置掛梁，掛梁為預應力鋼筋混凝土工字梁。橋跨組合為:2×35m+108m+3×35m，其中吊梁36m，橋梁全長283m。設計荷載為汽車－20級、掛車－100，于1994年建成通車。上部結構:主梁采用先簡支后連續(xù)的組合式部分預應力混凝土連續(xù)梁，恒載的絕大部分為預制A類部分預應力工字梁承受。橫橋向設四片工字梁，工字梁間距3.2m。索塔為H型，不設上橫梁。斜拉索為雙索面稀索體系，每塔設置5根拉索，分兩種類型，分別由1457mm和2117mm平行鋼絲組成。下部結構:主墩基礎為81.5m的鋼筋砼鉆孔灌注樁組成的高樁承臺，過渡錨墩基礎為21.5m的鋼筋砼鉆孔灌注樁組成的高樁承臺。

2病害分析

2.1表觀病害

該斜拉橋技術狀況評定為4類橋，影響橋梁的正常使用。主要病害有:掛梁受到過往船只的不同程度撞擊，存在嚴重的安全隱患;全掛梁邊梁出現(xiàn)嚴重縱向裂縫，局部有少量斜向裂縫;最大縫長2100cm，最大縫寬0.58mm;縱梁多處露筋銹蝕。

2.2驗算和試驗

在承載能力極限狀態(tài)組合下，斜拉橋掛梁跨中、塔根處縱梁、35m工字梁截面抗力不滿足汽車－20級和公路Ⅱ級荷載要求;在正常使用極限狀態(tài)下，斜拉橋掛梁跨中、塔根處縱梁、13#－14#墩梁、35m工字梁截面縫寬度驗算不滿足規(guī)范要求。靜載試驗各工況下，主橋跨中掛梁、主橋第二跨工字梁主要測點撓度校驗系數(shù)均大于規(guī)范允許值1.00，不滿足規(guī)范要求;主橋縱梁主要應變測點及主橋第二跨工字梁主要應變測點校驗系數(shù)均大于規(guī)范允許值1.00，也不滿足規(guī)范要求;且主橋跨中35m簡支掛梁裂縫測點有明顯變化。綜上，橋梁的剛度、強度及抗裂能力差。動載試驗條件下，斜拉橋主橋和36m掛孔工字梁動載的實測值均大于理論計算值，結構整體剛度滿足設計要求。

3復核模型與加固方案

一般研究橋梁結構損傷程度的校驗系數(shù)是基于掛梁與主跨相鄰35m工字梁作為一個整體的基礎上進行考慮。本次復核認為:掛梁作為一個單獨結構放置于兩側斜拉橋框架上，結構上可視為獨立的簡支梁受力。因此，在計算校驗系數(shù)時，按簡支梁考慮扣除兩端位移后，以跨中與兩端支座間相對位移進行考慮，這樣可更真實地反映掛孔的工作狀況。綜上所述:(1)斜拉橋主塔、拉索及縱梁滿足《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》中“校驗系數(shù)小于1”的要求，視為工作狀態(tài)尚可，不考慮加固。(2)斜拉橋掛梁校驗系數(shù)為2.71和3.11，嚴重超出《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》中“校驗系數(shù)小于1”的要求，結構剛度嚴重不滿足設計要求，本復算認為掛孔工字梁工作狀況遠比理論狀況差。根據損傷判斷，損傷系數(shù)約為0.32，顯示掛梁部分的四片主梁損傷均比較嚴重，剛度較差，且整體性較差，加固方案采用全部更換方案。(3)復算中第一、二跨工字梁基本滿足《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》中“校驗系數(shù)小于1”的要求，且考慮檢測報告中未發(fā)現(xiàn)該跨工字梁有相應的明顯病害，故認為工字梁實際狀況要好于理論狀況，結構剛度滿足設計要求，不考慮加固。

3.1加固設計

基于復核計算結果及檢測報告，考慮到結構的安全性，宜適當降低加固標準，故加固的目標是維持原汽車－20級、掛車－100的荷載標準。根據該橋梁交通量、使用要求及結構受力情況，遵循因地制宜、合理選材、方便施工、利于養(yǎng)護并滿足結構強度、剛度、耐久性、適用性的要求，進行本次維修加固設計。另外從美觀的角度出發(fā)，維修設計時盡量做到維修后結構外觀與原結構和諧一致。

3．2斜拉橋加固設計

(1)由于原掛梁工作狀況較差，考慮拆除原掛孔混凝土工字梁，重新架設鋼箱梁，增強掛梁的整體受荷情況，以及改善掛梁整體剛度，減輕自重，緩解惡化速度。采用鋼箱梁掛梁替換現(xiàn)有的4片工字梁，復建原有的人行道板及欄桿，以及更換原掛梁端伸縮縫。(2)考慮到邊跨工字梁工作狀態(tài)尚可，僅對工字梁中出現(xiàn)的裂縫進行封閉或灌注處理。(3)鑒于斜拉索于2008年進行了更換，若更換掛梁時發(fā)現(xiàn)斜拉索銹蝕較嚴重則更換斜拉索，若斜拉索工作狀態(tài)良好則不進行更換。

3．3鋼箱梁結構設計

斜拉橋掛梁采用鋼箱梁。鋼箱梁頂面設置鋼纖維混凝土現(xiàn)澆層，厚15cm(含頂板厚)。主橋掛梁為一孔34m簡支鋼箱梁。鋼箱梁頂寬12.0m，底寬9.66m，懸臂長1.2m，箱梁外腹板處梁體凈高2.2m(外輪廓尺寸)。箱梁為單箱三室結構，邊、中腹板為直腹板。鋼箱梁通過腹板變高形成頂板雙向2%橫坡，底板橫向水平設置。鋼箱梁主要由頂板、底板、腹板及各自的加勁肋組成，在鋼箱梁中每2m設一道縱向橫隔板，強橫隔板和弱橫隔板交錯設置，以保證箱梁的整體作用。橋面板采用正交異性板，箱梁頂板縱肋為閉合截面的U形肋，肋厚6mm，肋距400mm。底板縱肋為板肋，肋厚12mm，肋距400mm，牛腿橫梁內對應縱肋處設置板肋，厚16mm。箱梁腹板厚18mm，翼板頂板厚度等厚12mm，頂厚16mm。箱梁底板厚在跨中28.814m范圍內為20mm，在牛腿橫梁內局部加厚到22mm。底板、頂板不同板厚對接時厚度的變化都在箱外側進行，保持箱內側平順。箱體及分塊節(jié)段間連接全部采用焊接。為了保證橋梁的平整，鋼箱梁應向上設置預拱度，具體預拱度值施工交底時提供。

4結語

本文以南閣大橋的主橋斜拉橋加固為工程背景，在計算橋梁結構損傷程度的校驗系數(shù)時，取代一般研究中將掛梁與主跨相鄰35m工字梁作為一個整體進行考慮的方法，而是將掛梁視為單獨受力的簡支梁置于兩側斜拉橋框架上，以跨中與兩端支座間相對位移來計算校驗系數(shù)，這樣可更真實地反應掛孔的工作狀態(tài)。通過建立復核模型，計算并提取五種工況下相應的結果，分別與“橋梁特殊檢測報告”中的檢測結果及檢測理論模型所得數(shù)值進行對比，由此得到各工況下的校驗系數(shù)，進而判斷出橋梁的損傷程度，并據此對舊橋進行加固設計。

作者:仝瑞金 薛長武 李博 單位:廣東省南粵交通投資建設有限公司