該橋為大跨徑柔性懸索橋，單跨516米，該橋構(gòu)件種類多，主體承重體系由主纜、斜拉索、背索、風(fēng)纜索、吊桿、鋼主梁組成；鋼筋混凝土主塔、萬能桿件拼裝風(fēng)纜塔組成空間塔架體系；錨固體系由巖錨、重力式抗滑樁錨構(gòu)成。主纜采用12φ47.5鋼絲繩，矢跨比1/14.33，吊桿采用φ25圓鋼，間距6米布置。在吊橋兩端各設(shè)2×2組斜拉索，斜拉索采用φ21.5鋼絲繩。主索錨固：南地錨為巖體錨固，北地錨為重力式抗滑樁基錨固。橋面系采用型鋼焊接形成，橋面板為木板。橋塔為鋼筋混凝土塔，混凝土標(biāo)號為30號。全橋范圍內(nèi)設(shè)水平曲線風(fēng)纜和斜風(fēng)纜以承受水平風(fēng)荷載（見圖1）。
圖1、橋梁概貌
一、主要概況
該橋單跨跨徑達(dá)到了500米以上，為大跨徑柔性懸索橋，建于一九九三年，原設(shè)計使用壽命為十年，已經(jīng)超期服役。該橋負(fù)擔(dān)了化工廠的主要生產(chǎn)源料的運(yùn)輸，如果出現(xiàn)安全問題，不僅對工廠造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還將破壞自然環(huán)境，社會影響將很大。
該橋北岸緊鄰氯氣車間，由于化工廠化學(xué)氣體（Cl2,H2S等）的腐蝕性環(huán)境，鋼結(jié)構(gòu)的各構(gòu)件缺乏應(yīng)有的維護(hù)，各鋼構(gòu)件銹蝕較嚴(yán)重。
該橋現(xiàn)實際荷載在原設(shè)計荷載（φ219×8管道及活載：1.2t/m3鹵水）基礎(chǔ)上增加了大小共計10根不同管線，其中，電線纜線7條，液體輸送管道3條。累計增加荷載約14.5噸，超載約35％。
本著以下目的，對該橋進(jìn)行檢測及靜載試驗：
⑴ 對懸索橋進(jìn)行全面科學(xué)的檢測，對結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性評估提供基礎(chǔ)資料；
⑵ 通過對該橋進(jìn)行靜載試驗，了解結(jié)構(gòu)目前的實際受力狀況，判定該橋是否有足夠的安全儲備，評估其使用性能和承載能力，為科學(xué)地評價結(jié)構(gòu)在使用階段的工作狀況提供強(qiáng)度、剛度和變形等方面的數(shù)據(jù)；
⑶ 結(jié)合橋梁檢測與靜載試驗結(jié)論，確定該橋的使用安全度。并為業(yè)主今后的橋梁養(yǎng)護(hù)工作及后續(xù)的加固設(shè)計工作提供依據(jù)。
二、橋梁檢測
1、檢測內(nèi)容
參考現(xiàn)行交通部部頒《公路橋涵養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTG H11－2004）、《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)——第一冊 土建工程》（JTG F80/1-2004）及有關(guān)廠區(qū)橋涵規(guī)范，結(jié)合該橋特點，確定以下檢測內(nèi)容及檢測方法（詳見表1）。
表1、橋梁檢測項目表
2、主要檢測結(jié)論
（1）、混凝土橋塔能滿足現(xiàn)階段使用要求。
橋臺外觀檢查良好，裂縫最大寬度未超限；混凝土局部有露筋，外露鋼筋有銹蝕；混凝土強(qiáng)度及混凝土保護(hù)層厚度能滿足設(shè)計要求；混凝土保護(hù)層完好區(qū)域鋼筋未發(fā)生銹蝕；但混凝土氯離子含量超標(biāo)，易引起保護(hù)層內(nèi)鋼筋銹蝕，應(yīng)予以重視。
（2）、橋面實際高程較設(shè)計高程最大下?lián)?.74米，影響橋梁正常運(yùn)營及整體受力，若繼續(xù)下?lián)希瑢Y(jié)構(gòu)及管道的安全構(gòu)成較大威脅。
（3）、南、北兩岸錨室內(nèi)積水較多，主纜地錨預(yù)埋件及主纜本身被污水淹沒，預(yù)埋件銹蝕較嚴(yán)重，存在很大安全隱患；
（4）、索鞍處及跨中主纜未發(fā)現(xiàn)銹蝕，但跨中主纜有黃褐色積水流出，錨固處主纜防護(hù)局部有破損，主纜有銹跡。主纜各部分防護(hù)體系老化較嚴(yán)重，耐久性很差；
（5）、吊桿防護(hù)較差，吊桿、索夾均有不同程度的銹蝕，部分吊桿存在傾斜、受力嚴(yán)重不均勻及脫空等現(xiàn)象；
（6）、部分鋼主梁、橫梁、斜撐及風(fēng)纜銹蝕比較嚴(yán)重，局部橫梁及斜撐缺失，橋面板腐朽及缺失嚴(yán)重，北岸兩側(cè)風(fēng)纜塔架銹蝕嚴(yán)重，對其穩(wěn)定性造成影響，兩岸風(fēng)纜地錨預(yù)埋件均嚴(yán)重銹蝕。
三、橋梁靜載試驗
1、試驗準(zhǔn)備：
為使該懸索橋靜載試驗的進(jìn)行能夠高效、有序，試驗結(jié)果具備較高的可信度，必須做好試驗前的準(zhǔn)備工作。
（1）、結(jié)構(gòu)理論計算分析
在荷載試驗前，采用大型有限元綜合程序進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算，并結(jié)合理論公式進(jìn)行校核。（計算模型見圖2）
圖2、橋梁空間有限元計算模型
（2）、試驗儀器和設(shè)備的準(zhǔn)備
根據(jù)試驗內(nèi)容和試驗方法，準(zhǔn)備完備的儀器和設(shè)備，包括靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀、索力測試儀、精密水準(zhǔn)儀、精密全站儀等常規(guī)荷載試驗儀器，并做好儀器設(shè)備的校驗、標(biāo)定工作。
?。?）、其他準(zhǔn)備工作
試驗安全設(shè)施、供電設(shè)施、通訊聯(lián)絡(luò)設(shè)施等工作應(yīng)根據(jù)荷載試驗的需要進(jìn)行準(zhǔn)備。
2、試驗內(nèi)容：
靜載試驗將在加載前后進(jìn)行以下項目測試，測點布置見圖3：
?。?）、主梁撓度變化——精密全站儀測量；
?。?）、橫梁的橫向應(yīng)力變化——靜態(tài)應(yīng)變采集儀測量；
?。?）、吊桿和主纜的索力變化——索力測試儀測量。
圖3、測點布置示意
3、試驗方案：
該懸索橋功能特殊——運(yùn)輸化工原料；荷載特殊——鹽鹵（ρ＝1.20t/m3）、NaOH（ρ＝1.36t/m3），故靜載試驗無法采用車輛荷載、堆載等常規(guī)加載方式模擬設(shè)計荷載。也無法采用一般靜載試驗：空載（歸零）→滿載（實測應(yīng)變、撓度）→空載（實測應(yīng)變、撓度恢復(fù)情況確定殘余量）的加載順序進(jìn)行。針對這種特殊情況，試驗小組采用：滿載→空載→滿載的加載順序，進(jìn)行測試：
?。?）、工況一：管道內(nèi)滿載化工原料，正常運(yùn)輸。以長江北岸橋塔基點為水準(zhǔn)0點，測量控制測點的撓度；測量各吊桿及主纜的實際索力；并設(shè)此時橫梁應(yīng)變?yōu)?。
?。?）、工況二：中斷鹽鹵運(yùn)輸并清空管道，測試此工況以上項目的撓度、索力及應(yīng)變。
?。?）、工況三：繼續(xù)輸送鹽鹵，待管道充滿后，再次測試以上相同項目。
工況一與工況二的測值比較即為試驗所測撓度、索力及應(yīng)力變化；工況一與工況三的測值比較即為撓度、索力及應(yīng)力的殘余量。
這樣的非常規(guī)試驗方式為管道內(nèi)鹽鹵液體一次加載，荷載效率100％，滿足有關(guān)試驗方法規(guī)定，能較好的反映橋梁的實際工作狀態(tài)。
4、試驗結(jié)果
橋梁在使用荷載作用下，主纜實測索力增量略超過理論索力增量，效驗系數(shù)在1.05～1.09之間，撓度小于理論撓度，處于彈性工作范圍。
吊桿受力不均勻，部分處于零受力狀態(tài)，部分受力偏大，實測拉力增量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過理論增量。
主梁橫梁受力較均勻，效驗系數(shù)在0.5～0.7之間，能滿足使用要求。
根據(jù)靜載試驗所得的數(shù)據(jù)結(jié)果分析認(rèn)為，本橋主纜、鋼主梁橫梁的強(qiáng)度、剛度能滿足現(xiàn)階段使用荷載的要求；但吊桿受力不均，部分實測值超限，為該橋所存在的最大安全隱患。
四、橋梁現(xiàn)狀評定
目前國內(nèi)尚無大跨柔性懸索橋?qū)Ｓ玫臋z驗評定標(biāo)準(zhǔn)。針對該橋，此次評定采用了交通部部頒《公路橋涵養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》推薦的“橋梁各部件權(quán)重綜合評定”，即先評價單一構(gòu)件，確定權(quán)重，綜合評定該橋現(xiàn)狀。
通過對全橋各部件的檢測，較為詳實的掌握各部件的結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀和缺損狀況。再按缺損程度大小進(jìn)行評定。由所有橋梁部件的評定結(jié)果，再對全橋進(jìn)行技術(shù)狀況評定。其中，確定各構(gòu)件權(quán)重Wi是該橋綜合評價的難點。針對大跨徑柔性懸索橋的結(jié)構(gòu)特點，綜合考慮缺損影響功能（通過能力和承載力）的大小和發(fā)展的結(jié)果對耐久性即壽命的影響，按部件的重要性修訂權(quán)重Wi（見表2），建立“大跨徑柔性懸索橋綜合評定方法”。并用此方法對該橋進(jìn)行了綜合評價。
表2、大跨徑柔性懸索橋各部件權(quán)重及綜合評定方法
最后該橋綜合評分為：
該橋綜合評價為四類橋。
五、結(jié)語
本文對位于長江上的某大跨柔性懸索橋進(jìn)行了詳盡的檢測，并結(jié)合荷載試驗結(jié)果對橋梁進(jìn)行了綜合評定，得到以下結(jié)論：
（1）盡管現(xiàn)階段橋梁受力尚處于正常狀態(tài)，能夠達(dá)到正常使用的要求，但主纜局部腐蝕、橋面下?lián)?、鋼?gòu)件銹蝕嚴(yán)重、橋梁超載等缺陷都將嚴(yán)重影響到結(jié)構(gòu)的安全性及耐久性。
（2）荷載試驗結(jié)果表明本橋主纜、鋼主梁橫梁的強(qiáng)度、剛度能滿足現(xiàn)階段使用荷載的要求；但吊桿受力不均，部分實測值超限，為該橋的最大安全隱患。
（3）結(jié)合檢測結(jié)果綜合評定該橋為四類橋梁。
因此，建議主管部門針對原橋各構(gòu)件病害盡快采取有效措施進(jìn)行加固處理，如吊桿的調(diào)整及更換、鋼構(gòu)件的防腐等，以保證結(jié)構(gòu)的安全性及耐久性。
