1、橋梁概況
嘎呀河大橋位于吉林省延邊州圖們市境內(nèi)的琿烏公路（302國道）K65+722km處，該橋跨越嘎呀河，橋梁于1963年l1月15日建成通車。橋梁全長330m，橋孔布置為1x9m+l3x24m+1x9m，上部結(jié)構(gòu)型式為雙懸臂梁橋，偶數(shù)孔為錨固孔，奇數(shù)孔為鋼筋混凝土懸臂梁和掛梁孔，錨固孔跨徑為24m，懸臂梁懸臂長度為6．5m（掛梁孔），掛梁長度為11m，邊跨長度為9m。掛梁計算跨徑為10．6m，錨固孔跨中梁高1．25m，錨固孔支點梁高2m，掛梁梁高1．15m，橫橋向設置2個梁肋，梁肋間距為6m，梁肋底寬0．65m，梁肋間采用雙向板縱橫梁聯(lián)接。
2、檢測項目及方法
本次荷載試驗結(jié)合現(xiàn)場實際作業(yè)條件，選定嘎呀河大橋的第5孔（掛梁孔）和第6孔（錨固孔）進行荷載試驗，測試橋梁跨中截面的撓度和應變、橋墩支點的應變、牛腿位置的應變、掛梁支點位置的應變、懸臂端撓度和橋梁動態(tài)波形等內(nèi)容。荷載試驗過程中，根據(jù)結(jié)構(gòu)受力特點，采用六種不同的加載工況。該橋在進行荷載試驗時，考慮現(xiàn)在橋梁使用狀況，采用《公路橋涵設計通用規(guī)范）（JTJ021-89）中的汽-15級、掛-80荷載，人群荷載3．5kN/mz。
3、理論計算
橋梁結(jié)構(gòu)計算包括的內(nèi)容如下：
?、?因橋梁已經(jīng)建成，按照規(guī)范要求的荷載控制組合（組合Ⅱ）計算出控制截面總內(nèi)力后需對結(jié)構(gòu)自重進行扣除；
?、?扣除結(jié)構(gòu)自重后再次計算橋梁各個控制截面的結(jié)構(gòu)內(nèi)力，然后反算加載車重量，以滿足試驗的荷載效率；
?、?根據(jù)實際加載重量計算橋梁在試驗荷載作用下各個控制截面的內(nèi)力。
該次荷載試驗采用六種不同的加載工況，各種加載工況在各個控制截面產(chǎn)生的內(nèi)力見表1。
通過計算得到的彎矩、橫向分布系數(shù)和換算截面慣性矩，并結(jié)合現(xiàn)場實際測得的混凝土彈性模量，計算得到在各種試驗加載工況下控制截面的應變理論計算值和撓度理論計算值，具體計算結(jié)果如表2所示。
本次動載試驗采用跑車和跳車兩種試驗方法，該橋結(jié)構(gòu)的動力性能理論計算數(shù)值如下。
?、?根據(jù)《公路橋涵通用設計規(guī)范}（JTG D60—2004）給出的一階振頻率計算公式，計算得第五孔橋（掛梁孔）一階振
，第六孔橋（錨固孔）一階振橋
?、?因原《公路橋涵通用設計規(guī)范}（JTJ 021—89）給出的沖擊系數(shù)計算公式只與結(jié)構(gòu)跨徑有關(guān)，與結(jié)構(gòu)形式無關(guān)，這種計算方法不夠精確。本次采用
《公路橋涵通用設計規(guī)范》（JTG D60---2004）上給出的沖擊系數(shù)公式進行計算
，計算得第五孔橋（掛梁孔）車輛沖擊系數(shù)
，第六孔橋（錨固孔）車輛沖擊系數(shù)
4、校驗系數(shù)
校驗系數(shù)
試驗荷載作用下測量的應變或撓度值試驗荷載作用下理論計算的應變或撓度值），各種工況下跨中
截面的應變、撓度校驗系數(shù) 值如下表所示。
5、相對殘余變形
相對殘余變形是評價結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載后彈性工作狀態(tài)的指標，相對殘余變形
可按
。式中：
試驗荷載作用下跨中撓度殘余變形；
試驗荷載作用下跨中撓度總變形。
動載試驗采用跑車試驗和跳車試驗兩種方法。跑車試驗是車輛以20km/h、40km/h、60km/h的均勻速度通過橋梁，從測得的波形記錄中分析結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)和結(jié)構(gòu)基頻。實際測量結(jié)果見下表。
6、鑒定結(jié)論
?、?荷載試驗效率
靜載試驗荷載作用0下控制截面內(nèi)力計算值；S：設計控制荷載作用下控制截面最不利內(nèi)力計算值），各種加載工況下控制截面的荷載試驗效率為88．83%～91．74%。由以上得出的該橋荷載試驗效率均在部頒鑒定辦法中規(guī)定的80%～105%之間，說明在該荷載工況作用下的檢測結(jié)果可以反映該橋的實際承載能力。
② 應變校驗系數(shù)
值，實測
值范圍：第5孔（掛梁孔）跨中截面工況一和工況二
=63．64%～84．72%，5號墩主梁支點截面工況三和工況四
=50．00%～78．79%，第6孔（錨固梁）跨中截面工況五和工況六
=29．78%～64．29%，第5孔掛梁牛腿控制截面工況三和工況四
=42．86%～147．06%，第5孔懸臂牛腿控制截面工況三和工況四
=40．00%～126．92%。從測量數(shù)據(jù)可以看出，該橋掛梁和錨固梁的跨中應變校驗系數(shù)均小于100%且基本符合部頒鑒定辦法的要求范圍，而掛梁支點和懸臂端牛腿位置的應變校驗系數(shù)大于100%的占全部測量應變的42%（部頒鑒定辦法中提供的鋼筋混凝土梁橋應變
值常見范圍為40%～80%）。說明該橋的跨中和錨固梁支點位置的截面強度較高，部分位置還存在較大的安全儲備，但是實測數(shù)據(jù)反映掛梁和懸臂梁牛腿位置的截面強度卻較為薄弱（特別是牛腿的抗剪能力），從牛腿位置的病害情況也能反映出這個問題。
③ 撓度校驗系數(shù)
值，實測
值范圍：第5孔（掛梁孔）跨中截面工況一和工況二
=89．43%～127。66%，第5孔（掛梁孔）懸臂梁端截面工況一和工況二
=67．1 1%～83．33%，第6孔（錨固梁）跨中截面工況五和工況六
=49．72%～76．74%。從試驗數(shù)據(jù)可以看出，掛梁的撓度校驗系數(shù)幾乎全部超過了90%，而錨固梁和懸臂梁端的撓度校驗系數(shù)均小于90%（部頒鑒定辦法中提供的鋼筋混凝土梁橋撓度
值常見范圍為50%～90%）。從上述數(shù)據(jù)可以看出該橋的掛梁結(jié)構(gòu)整體剛度較差，而錨固梁和懸臂梁結(jié)構(gòu)的整體剛度較高，并且有一定的安全儲備。
?、?該橋各控制截面在各種工況下相對殘余變形為3．17%～16．67%，相對殘余變形均滿足部頒鑒定辦法中需小于20%的要求，通過相對殘余變形表明該橋主梁處在良好的彈性工作狀態(tài)下。
⑤ 掛梁孔跑車試驗實測沖擊系數(shù)為1．448～1．593，理論計算值為1．450，實測沖擊系數(shù)接近或大于理論計算值，說明掛梁孔在正常工作狀態(tài)下的動力性能較差，車輛附加沖擊應力較大。錨固孔跑車試驗實測沖擊系數(shù)為1．020～1．034，理論計算值為1．247，實測沖擊系數(shù)小于理論計算值，并且接近于1，說明錨固孔在正常工作狀態(tài)下的動力性能良好，車輛附加沖擊應力較小。
?、?掛梁孔跳車試驗實測結(jié)構(gòu)基頻為5．17Hz，錨固孔跳車試驗實測結(jié)構(gòu)基頻為3．14Hz，而掛梁孔理論計算結(jié)構(gòu)基頻為14．708Hz，錨固孔理論計算結(jié)構(gòu)基頻為4．427Hz，實測結(jié)構(gòu)基頻均小于理論計算值，特別是掛梁實測值與理論計算值相差較大，說明橋梁結(jié)構(gòu)的實際動剛度較弱。
?、?通過橋梁的荷載試驗可以看出，該橋錨固孔的承載能力能夠滿足規(guī)范要求，并有一定的安全儲備，而掛梁和牛腿位置承載能力和剛度均較為薄弱。綜合評價該橋的承載能力不能達到汽-15級，掛車-80的荷載等級標準。
從試驗結(jié)果看，該橋錨固孔的承載能力能夠滿足規(guī)范要求，并有一定的安全儲備，而掛梁和牛腿位置承載能力和剛度均較為薄弱。綜合分析該次試驗的數(shù)據(jù)結(jié)果，該橋的承載能力不能達到汽-15級，掛車-80的荷載等級標準。也說明該種型式的橋梁牛腿位置為承載能力薄弱位置。建議今后需對該橋進行長期觀測，并進行必要的加固維修，以增強牛腿位置的受力性能為主。
