一、主要内容
1、项目概况
南盘江大桥位于G324盘百公路安龙至洪江段的南盘江上，1998年建成通车，全桥总长为477.23m，是连接广西和贵州两省的重要通道。大桥主桥为跨径240m的钢桁架悬索桥，引桥为无粘接预应力混凝土空心板。
主缆由19束91根Φ5高强镀锌平行钢丝索股组成，直径为240mm。
吊杆采用带PE套的61Φ7高强镀锌平行钢丝，间距6m，全桥共39对。
设计标准
（1）设计荷载：汽车－超20级，挂车－120，人群3.0kN/m2
（2）桥跨布置：(18.5+24.1+3×20.5)m引桥+240m（悬索桥）+（4×20.5)m引桥
（3）桥面全宽：1.0m(人行道)+0.5m（防护带）+9m（机动车道）+0.5m（防护带）+1.0m(人行道)
2008年相关单位对该桥进行了详细的检测，发现该桥存在以下问题：
加劲梁位置已经发生变异，主桁架高程纵桥向呈S形，高差较大；桥面横向存在高差。结构在车辆荷载下振动、摇晃，人感不适。重要部件有较多（10%以内）中等缺损，次要部件有20%严重缺损，功能降低，进一步恶化将不利于重要部件，或影响正常交通。
结构整体静力刚度满足设计要求；钢桁架目前的承载能力不满足设计要求；本桥有车辆激发桥梁产生较大振动的可能。
目前大桥实行交通管制，只允许小车通行。
二、结构量测
1、主缆线形测量
对比分析，南侧主缆在L/4~3L/4区段较北侧主缆线形高，跨中最为显著，高差约为15.3cm。
单侧对称比较分析，以跨中为中心轴贵州侧主缆较广西侧高，最大高差25.6cm。
三、 外观检测
1、主桁架外观检测
大量主桁上节点板锈蚀，80%中度锈蚀（锈坑深度0.6~1.2mm）。10%轻度锈蚀（防护涂层劣化，起皮、剥离）。吊杆位置的部分节点板螺栓缺失。
2、横梁外观检测
横梁上弦杆、上节点板锈蚀，锈蚀数量达到90%,现场施焊的焊缝质量较差。
部分上弦杆、腹杆及下弦杆表面，积泥较多。部分连接螺栓松动。下弦杆部分连接螺栓丝扣过短。
3、锚室外观检测
贵州岸：锚室上方桥台底渗水，上方桥面边板纵向接缝渗水，有钙化结晶。边板下缘局部钢筋锈胀、露筋。渗水处于散索锚固处，下渗雨水滴在钢丝束上。锚室湿度、温度和露天环境基本一致。
广西岸：锚室井盖处有漏水，锚室表面有积水，散索锚固岩面有积水。锚室顶板近支撑处边缘大量渗水。主缆下锚头联接器表面锈蚀，且表面有积水。岩锚处岩面有大量淤泥附在表面，未发现有开裂破损情况。锚室环境湿度很大，特别是南侧锚室。这对结构防腐尤为不利。
4、主塔外观检测
（1）、主塔在桥面以上塔身有大量网状裂缝，桥面以下塔身有多条裂缝且渗水；
（2）、主塔第一道横系梁（桥面板处）底部有多条裂缝且渗水、泛碱；
（3）、主塔塔身局部混凝土破损、露筋。
5、桥面系检测
桥面铺装破损严重，特别是吊杆处，出现较多坑槽。桥面雨水下渗至钢梁，造成横梁锈蚀。伸缩缝被泥土杂物堵塞，止水带破损，变形缝两侧距离不等，一端被挤死。人行道板拆除后，格槽内积水。主桁上弦杆槽内积泥、积水。
6、外观检测结论
（1）主缆
南侧主缆较北侧高，同一主缆贵州侧较广西侧高的趋势，线形不对称。
主缆在散索处已发生较为严重的锈蚀现象。主缆防护体系退化严重，主缆40%的防护面漆老化脱落，主缆最低点存在渗水现象。
（2）吊杆
较多吊杆存在倾斜，倾斜度最大斜度达4.7%，吊杆倾斜造成吊杆在下锚头处局部受力复杂。全部吊杆下锚点联结部位表面锈蚀。25%的吊杆护套老化损坏。
（3）加劲梁及横梁
加劲梁线形发生变异，测量结果与08年检测结构相吻合。加劲梁在竖平面内呈倒S波形曲线。
（4）主塔及索鞍
主塔未发生变位。主塔二次外包混凝土45cm。
贵州侧主塔鞍座滑板破损，索鞍与鞍座（纵向跨中方向）抵死。鞍座锚栓螺母部分松动及缺失。
四、专项检测
1、吊杆及主缆索力测试—吊杆
吊杆索力测试采取振动频率法。对全桥26对吊杆测试（其余吊杆因长度过短无法完成频率测试）；在用频率测试索力完成后，又采取了张拉试验，对全桥6根吊杆进行了张拉，并修正了用频率法测试得到的吊杆索力。
吊杆及主缆索力测试—边跨主缆
2、拉索体系检测—吊杆
拉索体系检测—主缆
拉索体系检测—评估
防水性能：水可以从索鞍附近，吊索索夹滑移处，下预埋管内渗水进入索体；
广西岸锚室进水沙，地锚无防护，锈蚀严重
贵州岸下游索股钢丝锈蚀严重，大至2类腐蚀占1/3，3类腐蚀占1/3，4类腐蚀占1/3，钢丝直径最小4.5mm，主缆强度损失5%~10%
主缆最低点打开检查，内部有锈蚀情况，强度损失5%以上
钢桁架构件探伤—加劲梁锈蚀检测
钢桁架构件探伤—加劲梁焊缝探伤
钢桁架构件探伤—加劲梁构件探伤
3、钢桁架构件探伤—结论
（1）纵向加劲梁及横梁锈蚀较为严重，尤其是节点部位；锈蚀造成了构件和节点的有效截面积减小，建议在计算分析时对构件的有效面积进行适当折减（构件截面的有效厚度可减小2.5mm~3mm）；
（2）纵向加劲梁的一级焊缝可以满足要求；横梁的现场拼接以及后加固节点的三级焊缝存在缺焊、漏焊、焊缝开裂、焊缝锈蚀等现象，对未存在上述损伤的三级焊缝进行了磁粉探伤检测，未发现存在明显的内部缺陷；
（3）钢桁架加劲主梁的主要损伤及问题为：
1) 节点锈蚀严重，节点翘曲；
2) 栓杆较短，构件连接多处栓接改为焊接以及由于施工误差造成螺栓缺少等；
3) 主要受力杆件未发现明显的损伤，但横向联系和桥面板由于构造的缺陷造成其相互接触为点接触，对主梁和桥面板受力、传力不利。 。
五、 荷载试验
1、静载试验—试验效率
本次静载试验主要工况实际加载效率在0.86～1.02之间。各工况控制截面的试验荷载效应与设计荷载效应对比如下表所示：
静载试验—加载车辆
静载试验—挠度测试
静载试验—应力测试
静载试验—吊杆索力测试
静载试验—试验结论
2、挠度测试
在试验荷载各加载工况下，主梁测试截面挠度校验系数η＝0.68～1.00，校验系数不大于1，说明本桥总体刚度基本满足要求。
3、应力测试
在试验荷载各加载工况下，主梁刚桁架主要测点应力校验系数η＝0.45～0.92，残余率0%～18%。应力校验系数均小于1，且残余率小于20%，表明结构承载能力基本满足要求，但主缆安全储备不满足规范要求。
4、吊杆索力
在试验荷载各加载工况下，吊杆索力校验系数η＝0.74～1.09。L/8跨右侧10号吊杆索力校验系数η＝0.99～1.09校验系数较大，吊杆在试验荷载作用下存在索力分布不均的情况。
5、其它观测
对整个试验过程严格监控，跨中L/2跨三级加载过程中发现贵州岸主塔伸缩缝处桥面大幅上翘，伸缩缝间摩擦发出异响，在N4号车行驶至距预定加载车位置15m处时停止加载，说明该位置伸缩缝不满足桥梁正常使用要求。其余未发现结构有较大变位、振动或声响等异常响应，测试数据正常。
6、试验过程中，主塔及桥面板未发现新增裂缝；两岸锚室主缆锚固区域未发现异常，表明主缆在试验荷载作用下锚固性能良好；塔顶部分主塔与索鞍、索鞍与主缆之间未发生相对滑移，说明主索鞍已丧失正常的纵向变位功能。
动载试验—测试内容
1、动应变测试；
2、动力系数测试；
3、竖向自振频率；
4、阻尼系数。
动载试验—动力特性理论计算
动载试验—试验结果
南盘江大桥实测一阶频率与理论计算频率较为吻合，表明大桥总体刚度与理论刚度较为接近，主要结构总体动力特性尚能满足要求。
跑车及刹车试验，表明主桥在匀速跑车正常工作状态下的动力性能满足要求。在刹车工况下实测冲击系数大于理论值，最大实测冲击系数为0.12，此外刹车工况动应变较匀速跑车工况要大3%～14%，桥梁运营和维护过程中应对冲击响应给予充分考虑。
六、技术状况评定
根据该桥的外观检测、专项特殊检测、荷载试验结果，按《公路桥梁技术状况评定标准》JTG/T H21-2011和《公路桥涵养护规范》JTG H11-2004对该桥进行技术状况评定。经评定该桥为5类桥。
按2011评定标准进行评定
控制主桥评定结果的主要构件是主缆和加劲梁。其中主缆变形较为严重，南北两侧主梁最大高差为15.3cm，单侧主缆最大高差为25.6cm。按照《公路桥梁技术状况评定标准》表7.1.1-2规定，当 “主缆变形较大，不可恢复的变化小于或等于设计允许值”时，主缆线形评定标度为“4”；当“主缆变形较为严重，不可恢复变化大于设计允许值”时，主缆线形评定标度为“5”.由于无法得到本桥主缆变形的设计允许值，且主缆本身变形较大，因此对主缆线形评定标度定为“5”主缆单项评定等级为“5”。
该桥加劲梁变形较为严重，主桁架纵桥向呈S型，最大高差达32cm，主梁变形严重，影响结构安全。其最大挠度>计算跨径的1/800=30cm，根据《公路桥梁技术状况评定标准》表7.4.2-3规定，跨中挠度一项评定标度为5。加劲梁单项评定等级为5类。
广西岸锚碇检查难度大，通过检查其外观病害并了解施工情况，地质状况较差，锚索长度不足，难以准确评定，但潜在风险较大。
主桥技术状况评分为48.8，根据《公路桥梁技术状况评定标准》4.3“5类桥梁单项控制指标”规定，当“结构出现明显的永久变形，变形大于规范限值”时，整座桥评定为5类桥。因此，根据该桥主缆和加劲梁检测评定结果，该桥技术状况评定类别为5类。
七、 病害成因分析
1、主缆、加劲梁线形
南北两侧主缆及加劲梁存在较大高差可能与主塔倾斜、主索鞍偏位、施工安装误差及上下行车辆荷载差异大等因素有关；主缆及加劲梁在贵州侧和广西侧存在较大高差可能与主塔、主索鞍的非对称变位、吊索索力不均及加劲梁非对称架设施工等因素有关。
据了解，该桥成桥时，桥面线形就不够平顺，但由于缺乏可靠资料，无法明确主缆及加劲梁线形的成因，也无法准确确定运营期间主缆及加劲梁的线型实际变化规律及量值。
2、吊杆倾斜
测量发现，全桥所有吊索均存在不同程度的倾斜，最大倾斜度达5.86%，且吊索的倾斜方向具有明显的对称性。考虑到其倾斜方向具有的对称性特点与主缆及加劲梁的反对称变形规律不相吻合，故判断，除个别吊索的倾斜与索夹滑移有关外，吊索倾斜可能与索夹安装时的定位方法有必然联系。
3、主缆吊杆索力不均
通过对吊索索力分布与加劲梁及主缆线形的对比分析发现，吊索索力与主缆线形之间具有较强的关联性，在一定程度上呈伴生关系。由于吊索索力与主缆及加劲梁线形之间具有很强的关联性，索力的安装误差会导致主缆及加劲梁线形发生变化，同时主缆及加劲梁的变形又会影响到周边索力的变化，二者之间总是在相互影响。因此，吊索索力不均除与其自身的安装误差有关外，还和二者之间的关联性存在必然联系。
由于吊索索力不均，为满足节点受力平衡的条件，各吊索间的主缆索力必然会与之相适应地作出调整，因此，主跨主缆索力不均也就是理所当然。对于南北两侧边缆，由于主索鞍的移动，桥梁理论跨径发生变化，且主缆线形存在差异，故南北两侧边缆索力在一定程度上存在差异是必然的。
4、主缆锈蚀
主缆两端的锚室均未做好必要的防雨防潮除湿处理，雨水可以沿着主缆、预埋管直接进入锚室；
索鞍附近的主缆有一段未进行缠丝防护，雨水可以从该处进入索体内部，沿着钢丝往下渗透，直到锚室内的索股段；
由于贵州侧的锚室处于开放状态，可以充分地进行氧气交换，加上长期受到雨水、紫外线的直接侵袭，造成索股钢丝严重锈蚀，出现大量的锈坑，有效截面损失率达到10%；
贵州岸锚室上方的预制板的正处于散索的上方，该铰缝长期渗水至散索表面，也是造成散索钢丝锈蚀的原因之一。
5、加劲梁病害
钢纵加劲梁、横梁节点锈蚀病害：由于上部桥面系构造不合理，造成桥面铺装破损严重，桥面雨水顺吊索处的横向结构缝下渗至横梁上节点，造成较大数量节点处构件表面锈蚀。纵梁主要是桥面人行道板因卸载拆除后，无防护措施，灰尘及雨水集聚在上弦杆H型钢的槽内，雨水顺拼缝流至节点，造成大范围纵梁上节点的锈蚀。
横梁现场拼接焊缝主要是施工质量差造成，部分吊索下节点板施工不规范，螺栓孔定位不严，错孔螺栓安装不上。造成螺栓缺失，以致栓接该成焊接。
八、 承载能力评定
1、计算模型
静力计算结论—主缆索力
主缆所能承受的最大索力为2984×19=56696KN,计算出主缆在恒载及活载共同作用下的最大拉力为28869.6KN。主缆安全系数1.96，不满足规范要求主缆安全系数为2.5的容许值。
结合本桥主缆病害检测结果，确定承载能力检算系数Z1为0.9，折减后主缆安全系数为1.77，不满足规范要求主缆安全系数为2.5的容许值。
静力计算结论—吊杆索力
吊索所能承受的最大索力为3920KN,经计算吊索在恒活载共同作用下的最大拉力为648.3KN，安全系数6.0。表明具有一定的安全储备，承载能力满足要求。
结合本桥吊杆病害检测结果，确定承载能力检算系数Z1为0.9，折减后主缆安全系数为5.4，表明吊索仍具有一定的安全储备，承载能力满足要求。
静力计算结论—主梁挠度
主梁桁架由汽车荷载引起的最大竖向变形δ＝0.673m＜L/300＝0.8m，满足规范允许值，但已经接近规范容许值。
结合本桥钢桁架检测结果，确定承载能力检算系数Z1为0.85，折减后本桥竖向允许变形为0.68m，该桥的竖向变形已非常接近容许变形值。
静力计算结论—桁架应力
加劲梁采用16Mn钢，钢材的容许应力为：[σ]=210MPa，纵梁上弦杆最大应力-170.7 MPa，下弦杆最大应力153.5 MPa；横梁上弦杆最大应力-118.3 MPa，下弦杆最大应力158.1 MPa，满足规范要求。
2、根据加劲梁检测结果，确定承载能力检算系数Z1为0.85，折减后的钢材容许应力为178.5MPa，弦杆的最大应力虽未超过折减后的容许应力，虽满足规范要求，但应力储备已较小。
