工程概况
某大桥主桥为斜拉桥，中间设置挂梁，挂梁为预应力钢筋混凝土工字梁。桥跨组合为:2×35m+108m+3×35m，其中吊梁36m，桥梁全长283m。设计荷载为汽车－20级、挂车－100，于1994年建成通车。
上部结构:主梁采用先简支后连续的组合式部分预应力混凝土连续梁，恒载的绝大部分为预制A类部分预应力工字梁承受。横桥向设四片工字梁，工字梁间距3.2m。索塔为H型，不设上横梁。斜拉索为双索面稀索体系，每塔设置5根拉索，分两种类型，分别由1457mm和2117mm平行钢丝组成。
下部结构:主墩基础为81.5m的钢筋砼钻孔灌注桩组成的高桩承台，过渡锚墩基础为21.5m的钢筋砼钻孔灌注桩组成的高桩承台。
病害分析
1.表观病害
该斜拉桥技术状况评定为4类桥，影响桥梁的正常使用。主要病害有:挂梁受到过往船只的不同程度撞击，存在严重的安全隐患;全挂梁边梁出现严重纵向裂缝，局部有少量斜向裂缝;最大缝长52500px，最大缝宽0.58mm;纵梁多处露筋锈蚀。
2.验算和试验
在承载能力极限状态组合下，斜拉桥挂梁跨中、塔根处纵梁、35m工字梁截面抗力不满足汽车－20级和公路Ⅱ级荷载要求;在正常使用极限状态下，斜拉桥挂梁跨中、塔根处纵梁、13#－14#墩梁、35m工字梁截面缝宽度验算不满足规范要求。静载试验各工况下，主桥跨中挂梁、主桥第二跨工字梁主要测点挠度校验系数均大于规范允许值1.00，不满足规范要求;主桥纵梁主要应变测点及主桥第二跨工字梁主要应变测点校验系数均大于规范允许值1.00，也不满足规范要求;且主桥跨中35m简支挂梁裂缝测点有明显变化。
综上，桥梁的刚度、强度及抗裂能力差。动载试验条件下，斜拉桥主桥和36m挂孔工字梁动载的实测值均大于理论计算值，结构整体刚度满足设计要求。
3.复核模型与加固方案
一般研究桥梁结构损伤程度的校验系数是基于挂梁与主跨相邻35m工字梁作为一个整体的基础上进行考虑。本次复核认为:挂梁作为一个单独结构放置于两侧斜拉桥框架上，结构上可视为独立的简支梁受力。因此，在计算校验系数时，按简支梁考虑扣除两端位移后，以跨中与两端支座间相对位移进行考虑，这样可更真实地反映挂孔的工作状况。
综上所述:（1）斜拉桥主塔、拉索及纵梁满足《公路桥梁承载能力检测评定规程》中“校验系数小于1”的要求，视为工作状态尚可，不考虑加固。（2）斜拉桥挂梁校验系数为2.71和3.11，严重超出《公路桥梁承载能力检测评定规程》中“校验系数小于1”的要求，结构刚度严重不满足设计要求，本复算认为挂孔工字梁工作状况远比理论状况差。根据损伤判断，损伤系数约为0.32，显示挂梁部分的四片主梁损伤均比较严重，刚度较差，且整体性较差，加固方案采用全部更换方案。（3）复算中第一、二跨工字梁基本满足《公路桥梁承载能力检测评定规程》中“校验系数小于1”的要求，且考虑检测报告中未发现该跨工字梁有相应的明显病害，故认为工字梁实际状况要好于理论状况，结构刚度满足设计要求，不考虑加固。
加固设计
基于复核计算结果及检测报告，考虑到结构的安全性，宜适当降低加固标准，故加固的目标是维持原汽车－20级、挂车－100的荷载标准。根据该桥梁交通量、使用要求及结构受力情况，遵循因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护并满足结构强度、刚度、耐久性、适用性的要求，进行本次维修加固设计。另外从美观的角度出发，维修设计时尽量做到维修后结构外观与原结构和谐一致。
1.斜拉桥加固设计
(1)由于原挂梁工作状况较差，考虑拆除原挂孔混凝土工字梁，重新架设钢箱梁，增强挂梁的整体受荷情况，以及改善挂梁整体刚度，减轻自重，缓解恶化速度。采用钢箱梁挂梁替换现有的4片工字梁，复建原有的人行道板及栏杆，以及更换原挂梁端伸缩缝。(2)考虑到边跨工字梁工作状态尚可，仅对工字梁中出现的裂缝进行封闭或灌注处理。(3)鉴于斜拉索于2008年进行了更换，若更换挂梁时发现斜拉索锈蚀较严重则更换斜拉索，若斜拉索工作状态良好则不进行更换。
2.钢箱梁结构设计
斜拉桥挂梁采用钢箱梁。钢箱梁顶面设置钢纤维混凝土现浇层，厚375px(含顶板厚)。主桥挂梁为一孔34m简支钢箱梁。钢箱梁顶宽12.0m，底宽9.66m，悬臂长1.2m，箱梁外腹板处梁体净高2.2m(外轮廓尺寸)。箱梁为单箱三室结构，边、中腹板为直腹板。钢箱梁通过腹板变高形成顶板双向2%横坡，底板横向水平设置。钢箱梁主要由顶板、底板、腹板及各自的加劲肋组成，在钢箱梁中每2m设一道纵向横隔板，强横隔板和弱横隔板交错设置，以保证箱梁的整体作用。桥面板采用正交异性板，箱梁顶板纵肋为闭合截面的U形肋，肋厚6mm，肋距400mm。底板纵肋为板肋，肋厚12mm，肋距400mm，牛腿横梁内对应纵肋处设置板肋，厚16mm。箱梁腹板厚18mm，翼板顶板厚度等厚12mm，顶厚16mm。箱梁底板厚在跨中28.814m范围内为20mm，在牛腿横梁内局部加厚到22mm。底板、顶板不同板厚对接时厚度的变化都在箱外侧进行，保持箱内侧平顺。箱体及分块节段间连接全部采用焊接。为了保证桥梁的平整，钢箱梁应向上设置预拱度，具体预拱度值施工交底时提供。
结语
本文以某大桥的主桥斜拉桥加固为工程背景，在计算桥梁结构损伤程度的校验系数时，取代一般研究中将挂梁与主跨相邻35m工字梁作为一个整体进行考虑的方法，而是将挂梁视为单独受力的简支梁置于两侧斜拉桥框架上，以跨中与两端支座间相对位移来计算校验系数，这样可更真实地反应挂孔的工作状态。通过建立复核模型，计算并提取五种工况下相应的结果，分别与“桥梁特殊检测报告”中的检测结果及检测理论模型所得数值进行对比，由此得到各工况下的校验系数，进而判断出桥梁的损伤程度，并据此对旧桥进行加固设计。
