由于結(jié)構(gòu)自然老化,、車輛荷載增加、不利環(huán)境影響以及養(yǎng)護(hù)維修欠缺,，橋梁結(jié)構(gòu)不可避免地會(huì)出現(xiàn)各種病害,，各病害的發(fā)展?fàn)顩r和嚴(yán)重程度將會(huì)引起橋梁結(jié)構(gòu)承載能力和耐久性降低，甚至導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)使用功能衰退,、運(yùn)營(yíng)狀況不能滿足規(guī)定的要求,。因此，分析橋梁結(jié)構(gòu)的病害并對(duì)橋梁狀態(tài)進(jìn)行全面,、準(zhǔn)確地評(píng)定,，是橋梁維修和加固的首要問題之一。

目前公路行業(yè)廣泛應(yīng)用的舊橋承載能力評(píng)定方法是交通部在1988年頒布的“公路舊橋承載能力鑒定方法（試行）”,，該方法在過去近二十年中對(duì)我國(guó)的橋梁承載能力評(píng)定起到了十分重要的指導(dǎo)意義,。可是隨著環(huán)境的變化和檢測(cè)技術(shù)的提高,，該方法在橋梁承載能力評(píng)定工作中逐漸反映出一些缺陷和不足,，具體為：（1）在檢算要點(diǎn)、檢算方法等方面規(guī)定得過于原則,。（2）該方法主要是在結(jié)構(gòu)檢算的基礎(chǔ)上進(jìn)行荷載試驗(yàn)鑒定,，但由于其對(duì)橋梁檢查和檢測(cè)結(jié)果在檢算中如何應(yīng)用、檢算系數(shù)取定以及試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定等方面存在明顯不足,，使得基于檢測(cè)結(jié)果的評(píng)定方法應(yīng)用困難,。

文獻(xiàn)在此基礎(chǔ)上，對(duì)現(xiàn)有橋梁承載能力的評(píng)定方法進(jìn)行了改進(jìn),。該方法結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工作和現(xiàn)行養(yǎng)護(hù)規(guī)范,，考慮了結(jié)構(gòu)構(gòu)件的表觀質(zhì)量、結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性及強(qiáng)度等指標(biāo),，針對(duì)不同類型的橋梁,，考慮具體的檢測(cè)結(jié)果分別引入了惡化系數(shù),、截面折減系數(shù)和活載影響修正系數(shù)，用于修正結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力檢算結(jié)果,，分橋型給出了結(jié)構(gòu)檢算分析方法,，并且增加了動(dòng)力荷載試驗(yàn)結(jié)果的評(píng)價(jià)分析，使承載能力評(píng)定結(jié)果能比較全面地反映橋梁的實(shí)際情況,。

本文以某高速公路上的一座立交橋?yàn)槔?，通過橋梁調(diào)查、檢測(cè),、檢算分析,、承載能力評(píng)定及荷載試驗(yàn)，運(yùn)用公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程（報(bào)批稿） 的方法,，全面,、系統(tǒng)地對(duì)橋梁進(jìn)行承載能力綜合評(píng)定。

該橋是京珠高速公路廣珠段上的一座立交橋,，主跨30m+55m+30m,，為預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土分體箱梁+現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁（圖1），現(xiàn)已運(yùn)營(yíng)7年多,。2006年檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)T構(gòu)的懸臂段出現(xiàn)了下?lián)犀F(xiàn)象,，該橋T構(gòu)的線形監(jiān)測(cè)結(jié)果與竣工時(shí)的結(jié)果相比，左右幅T構(gòu)懸臂端下?lián)献冃沃底畲筮_(dá)到8.9cm.現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn),，左右幅4個(gè)T構(gòu)懸臂段牛腿內(nèi)外側(cè)端部橫梁下方均出現(xiàn)斜向開裂,，且裂縫寬度較大；而且與以往檢測(cè)結(jié)果相比,，部分裂縫有增長(zhǎng)的跡象,。邊跨的跨中存在通長(zhǎng)的橫向裂縫，裂縫削弱了截面的剛度,，使得邊跨的整體性差,。為了確定該橋的現(xiàn)狀是否滿足運(yùn)營(yíng)需求，并為進(jìn)一步養(yǎng)護(hù)維修措施提供必要的依據(jù),，通過結(jié)構(gòu)性狀專項(xiàng)檢測(cè),、結(jié)構(gòu)驗(yàn)算和荷載試驗(yàn)相結(jié)合的方法，對(duì)該橋的實(shí)際承載能力進(jìn)行評(píng)定,。

橋梁荷載試驗(yàn)是對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)物整體工作狀態(tài)進(jìn)行直接測(cè)試的一種評(píng)定手段,，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)物的工作狀態(tài)進(jìn)行評(píng)定。針對(duì)本橋的結(jié)構(gòu)形式以及所發(fā)現(xiàn)病害的特點(diǎn),，本次進(jìn)行荷載試驗(yàn)主要目的是考察T構(gòu)懸臂根部截面在各級(jí)荷載作用下的工作性能,。根據(jù)該橋T構(gòu)的檢測(cè)結(jié)果，選擇右幅8 墩的T構(gòu)進(jìn)行荷載試驗(yàn),。試驗(yàn)工況為墩頂截面的最大負(fù)彎矩工況,。本次試驗(yàn)采用橫向偏載加載,，墩頂懸臂根部的荷載效率系數(shù)為0.99.

在試驗(yàn)過程中對(duì)于T構(gòu)在各級(jí)荷載作用下的撓度,、應(yīng)變和既有裂縫寬度變化情況進(jìn)行跟蹤測(cè)量,，主要測(cè)試結(jié)果如下所述,。

該T構(gòu)的實(shí)測(cè)撓度均小于理論撓度,，其校驗(yàn)系數(shù)基本上在0.6-0.7之間,，滿足有關(guān)規(guī)定的要求，這說明結(jié)構(gòu)整體上有一定的變形富裕量,，具有一定的安全儲(chǔ)備。

試驗(yàn)過程中,，測(cè)試結(jié)果經(jīng)過傳感器自身溫度的變化修正，混凝土與傳感器之間的溫度變化差異通過在同環(huán)境條件下不受力混凝土測(cè)點(diǎn)上傳感器的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行修正,。圖2是箱梁腹板的整體應(yīng)變圖。（略）

測(cè)試曲線顯示,，由于受偏載影響較小,，箱梁腹板整體應(yīng)變曲線基本呈直線分布，各級(jí)荷載作用下的整體應(yīng)變曲線基本上交匯于截面的型心,，說明結(jié)構(gòu)基本上處于彈性工作階段,。測(cè)試截面的最大理論拉應(yīng)變大于實(shí)測(cè)最大拉應(yīng)變，應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)為0.55,，說明結(jié)構(gòu)的整體應(yīng)變尚有一定的安全富裕量,。

監(jiān)測(cè)結(jié)果表明,，箱梁負(fù)彎矩區(qū)局部出現(xiàn)的裂縫受外部荷載的影響較大，裂縫寬度隨荷載的增加而增大,，滿荷作用下裂縫寬度最大增長(zhǎng)量0.09 mm,，卸載后部分裂縫寬度出現(xiàn)約10％ -13％的相對(duì)殘余變形，說明箱梁局部負(fù)彎矩區(qū)附近的裂縫受到荷載的影響較大,，但T構(gòu)箱梁總體上仍處于彈性工作狀態(tài),。

T構(gòu)的荷載試驗(yàn)結(jié)果表明，該橋T構(gòu)箱梁總體上處于彈性工作狀態(tài),，結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)均小于1,，具有一定的安全儲(chǔ)備。 來

橋梁是一個(gè)由多種材料,、不同結(jié)構(gòu)組合而成的大型綜合系統(tǒng),，結(jié)構(gòu)材料性狀是決定橋梁系統(tǒng)承載能力能否滿足要求的前提條件。為評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)承載能力的降低程度,，對(duì)該橋的結(jié)構(gòu)材料性狀進(jìn)行了專項(xiàng)檢查,，根據(jù)各項(xiàng)檢測(cè)結(jié)果，從而為橋梁承載能力評(píng)定系數(shù)的選取提供科學(xué)依據(jù),。

隨機(jī)選取的T構(gòu)箱梁16個(gè)測(cè)區(qū)的混凝土強(qiáng)度均大于該橋混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度,；實(shí)際碳化深度基本上在0.5-1.0mm之間，均小于T構(gòu)混凝土凈保護(hù)層厚度的最小值,。由此可知,，構(gòu)件中的混凝土碳化情況對(duì)T構(gòu)內(nèi)鋼筋的堿性混凝土環(huán)境影響不大。

鋼筋保護(hù)層的測(cè)試結(jié)果顯示,，該橋T構(gòu)箱梁的保護(hù)層厚度特征值與其測(cè)區(qū)鋼筋保護(hù)層厚度設(shè)計(jì)值之比大于0.85,，表明結(jié)構(gòu)鋼筋耐久性的影響程度為輕度。

采用半電池電位試驗(yàn)方法評(píng)定鋼筋銹蝕狀況,，利用混凝土中鋼筋銹蝕的電化學(xué)反映引起的電位變化來測(cè)定鋼筋銹蝕狀態(tài),。檢測(cè)結(jié)果表明，各測(cè)區(qū)的鋼筋銹蝕狀態(tài)基本上為無(wú)銹蝕活動(dòng)性或銹蝕活動(dòng)性不確定,。

各測(cè)區(qū)混凝土粉末試樣中氯離子含量的測(cè)試結(jié)果顯示,，該橋的混凝土中氯離子含量基本上小于0.15％ ，表明氯離子誘發(fā)鋼筋銹蝕的可能性很小,。

混凝土電阻率測(cè)試結(jié)果顯示,，各測(cè)區(qū)的混凝土電阻率均大于20kO？cm,，說明混凝土電阻率對(duì)鋼筋銹蝕影響很慢,。

橋梁結(jié)構(gòu)承載能力評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)分為：結(jié)構(gòu)承載能力惡化系數(shù)ξe、截面折減系數(shù)（ ξc、ξs ）以及活載影響修正系數(shù)ξq 等,。下面分別給出在上述結(jié)構(gòu)性狀檢測(cè)結(jié)果的基礎(chǔ)上各指標(biāo)的確定值,，并初步分析了該橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力。

該系數(shù)是考慮評(píng)定期內(nèi)橋梁結(jié)構(gòu)質(zhì)量狀況進(jìn)一步衰退惡化產(chǎn)生的不利影響,，反映這一不利影響可能造成的結(jié)構(gòu)抗力效應(yīng)的降低程度,。

根據(jù)上述對(duì)T構(gòu)混凝土的鋼筋銹蝕電位、混凝土電阻率,、混凝土碳化深度,、混凝土保護(hù)層厚度、氯離子含量及混凝土強(qiáng)度推定值等測(cè)試結(jié)果,，以及結(jié)構(gòu)表觀病害狀況的調(diào)查結(jié)果,，綜合分析出結(jié)構(gòu)惡化狀況評(píng)定值。

該橋橋址的環(huán)境條件為“干燥,、不凍、無(wú)侵蝕性介質(zhì)”,，其承載能力惡化系數(shù)ξe取0.015.

截面折減系數(shù)主要是%考試大%考慮鋼筋混凝土構(gòu)件由于材料風(fēng)化,、碳化、物理化學(xué)損傷以及鋼筋銹蝕造成的鋼筋有效面積損失對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面抗力效應(yīng)的影響,。根據(jù)本次檢測(cè)結(jié)果,，確定T型剛構(gòu)箱梁的截面損傷評(píng)定標(biāo)度R，以此分析確定截面折減系數(shù)ξc取0.975.

同時(shí),，根據(jù)對(duì)該橋T型剛構(gòu)箱梁內(nèi)鋼筋的銹蝕狀況的檢測(cè)結(jié)果,，以及結(jié)構(gòu)所出現(xiàn)的病害狀況分析，即盡管沿著鋼筋出現(xiàn)裂縫,，但裂縫短細(xì),，寬度小于限值，推定T構(gòu)箱梁截面發(fā)生鋼筋腐蝕的截面折減系數(shù)ξs取1.0.

活載影響系數(shù)是為了考慮實(shí)際橋梁所承受的汽車荷載與標(biāo)準(zhǔn)汽車荷載之間的差異,，并對(duì)比分析其對(duì)橋梁承載能力的影響,。從實(shí)際運(yùn)營(yíng)車輛的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查來看，該橋上運(yùn)營(yíng)的超載車輛較少,，而且橋梁設(shè)計(jì)為單向4車道,，出現(xiàn)同時(shí)并排超載車輛通過的可能性極小。綜合考慮各種因素,，可取活載影響修正系數(shù)ξq=1.0.

承載能力檢算系數(shù)是根據(jù)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的實(shí)際狀況,，對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的抗力進(jìn)行折減或提高，該系數(shù)綜合考慮橋梁結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的表觀缺損狀況,、材質(zhì)強(qiáng)度和橋梁結(jié)構(gòu)固有模態(tài)等的檢測(cè)評(píng)定結(jié)果進(jìn)行確定,。具體確定方法是當(dāng)結(jié)構(gòu)工作狀況、裂縫及其擴(kuò)展情況等的評(píng)定分析結(jié)果滿足相關(guān)規(guī)定時(shí)，采用荷載試驗(yàn)實(shí)測(cè)的主要撓度測(cè)點(diǎn)和主要應(yīng)力測(cè)點(diǎn)的校驗(yàn)系數(shù)（兩者中取較大者）確定橋梁承載能力檢算系數(shù)z2.

本次檢測(cè)未進(jìn)行結(jié)構(gòu)的自振頻率檢測(cè),，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按保守估計(jì),，按該T構(gòu)的實(shí)測(cè)自振頻率與理論頻率相同考慮，按照評(píng)定規(guī)程的有關(guān)規(guī)定,，取模態(tài)參數(shù)的評(píng)定標(biāo)度為2.

根據(jù)以上的評(píng)定結(jié)果,，取承載力檢算系數(shù)z2= 1.12.

4.5.1 計(jì)算模型

該橋使用MIDAS軟件進(jìn)行計(jì)算分析，全橋共71個(gè)節(jié)點(diǎn),，62個(gè)單元,。

橋梁在橫向分為3個(gè)車道，分別施加汽車-超20,、掛車-120級(jí)荷載,，并考慮1.15的偏載系數(shù)，4個(gè)車道折減系數(shù)為0.67.

折減系數(shù)與檢算系數(shù)如表2所示,。（略）

4.5.4 驗(yàn)算結(jié)果

該橋的極限%考試大%承載能力狀態(tài)組合彎矩驗(yàn)算結(jié)果顯示：邊跨跨中附近其抗彎承載力驗(yàn)算不通過,，其它截面均滿足規(guī)范要求。驗(yàn)算結(jié)果與實(shí)際中邊跨跨中處出現(xiàn)下?lián)虾洼^多裂縫的檢測(cè)結(jié)果相吻合,。

該橋的正常使用極限狀態(tài)組合應(yīng)力驗(yàn)算結(jié)果顯示：邊跨跨中附近截面應(yīng)力超過規(guī)范規(guī)定的拉應(yīng)力,，最大為-1.369 3MPa；T構(gòu)梁墩頂處截面應(yīng)力超過規(guī)范規(guī)定的拉應(yīng)力,，最大為-0.814 8MPa,，其它截面應(yīng)力均滿足規(guī)范要求。

本文通過荷載試驗(yàn),、結(jié)構(gòu)性狀專項(xiàng)檢測(cè)和結(jié)構(gòu)驗(yàn)算相結(jié)合的方法對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)承載能力進(jìn)行評(píng)定,。結(jié)果表明，T構(gòu)的整體剛度和承載能力基本能滿足設(shè)計(jì)荷載要求,，但從橋跨結(jié)構(gòu)型式看,，T構(gòu)中跨的跨徑與兩邊跨跨徑之和相當(dāng)，而中跨采用的是懸臂加掛梁的結(jié)構(gòu),，其整體剛度較邊跨差,，T構(gòu)箱梁在各種因素的作用下出現(xiàn)開裂等缺陷，降低了結(jié)構(gòu)的整體剛度,，這些缺陷都是導(dǎo)致T構(gòu)不斷下?lián)系脑颉?/p>

該方法與《公路舊橋承載能力鑒定方法（試行）》的評(píng)定方法相比,，考慮了結(jié)構(gòu)性狀的折減等因素，用修正后的參數(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的驗(yàn)算,，更全面,、準(zhǔn)確地反映了橋梁的整體狀況，與實(shí)際的檢測(cè)結(jié)果吻合較好,。