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（山西省高速公路管理局，山西 太原 030006）

1 概況

某大橋截面形式為鋼筋混凝土單箱單室箱梁，橋跨布置為3m×5 m×20 m，5孔為1聯(lián)，共3聯(lián)。箱梁混凝土設(shè)計(jì)為C40，為普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，橋梁上部結(jié)構(gòu)施工采用滿堂支架現(xiàn)澆。

下部結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁，除5#、10#橋墩采用雙柱墩外，其他均采用獨(dú)柱墩。

橋梁設(shè)計(jì)荷載為汽超20、掛120。

2 動(dòng)載試驗(yàn)和靜載試驗(yàn)的目的及依據(jù)

2.1 試驗(yàn)?zāi)康?/h3>

試驗(yàn)?zāi)康氖牵孩偻ㄟ^靜載試驗(yàn)，掌握該橋梁結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有工作狀態(tài)，判斷橋梁的實(shí)際工作狀態(tài)是否處于正常受力狀態(tài)；②通過動(dòng)載試驗(yàn)，掌握橋梁的動(dòng)力性能（包括頻率、振幅、沖擊系數(shù)等）；③根據(jù)靜載試驗(yàn)、動(dòng)載試驗(yàn)的結(jié)果，對(duì)橋梁的承載能力及工作狀況作出綜合評(píng)價(jià)；④本次靜載試驗(yàn)、動(dòng)載試驗(yàn)的結(jié)果可為該橋使用、養(yǎng)護(hù)提供依據(jù)。

2.2 試驗(yàn)依據(jù)

試驗(yàn)依據(jù)是：①《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG F80/1—2004）；②《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTJ D60—2004）；③《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ D62—2004）；④《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ041—2000）；⑤《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ 004—89）；⑥《公路舊橋承載能力鑒定方法（試行）》（交通部標(biāo)準(zhǔn)，1988年）。

3 上部結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)備及試驗(yàn)荷載工況

3.1 靜載試驗(yàn)工況

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，上部結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)擬選擇第2聯(lián)第5跨（9#墩～10#墩間）跨中最大正彎矩，根據(jù)理論計(jì)算結(jié)果，在滿足結(jié)構(gòu)效率系數(shù)基礎(chǔ)上分別布車，分別測試以上3個(gè)工況下跨中測試截面的正應(yīng)力、跨中撓度。

布車情況及各工況試驗(yàn)荷載效率系數(shù)見“4靜載試驗(yàn)”。

3.2 動(dòng)載試驗(yàn)工況

動(dòng)載試驗(yàn)主要進(jìn)行第2聯(lián)8#～9#跨中、9#～10#跨中截面固有頻率、豎向振幅、橫向振幅、沖擊系數(shù)測試；

固有頻率、振幅測試采用重車后輪在15 cm高方木上跳車，使車輛分別按20 km/h、30 km/h、40 km/h勻速過橋，測試結(jié)構(gòu)在動(dòng)載情況下結(jié)構(gòu)動(dòng)撓度變化，依次得到上部結(jié)構(gòu)沖擊系數(shù)。

4 靜載試驗(yàn)

4.1 測試內(nèi)容

測試內(nèi)容是：箱梁測試截面正應(yīng)力；箱梁測試結(jié)構(gòu)跨中撓度；觀測靜載作用下結(jié)構(gòu)裂縫開展情況、分布及裂縫寬度。

4.2 靜載測試儀器

為適應(yīng)野外測試需要，確保測試結(jié)果準(zhǔn)確，靜載應(yīng)力測試全部采用外置鋼弦傳感器。鋼弦傳感器是一種間接測量儀器，其測試原理是通過測試兩端固定鋼弦的頻率，通過事先標(biāo)定的鋼弦頻率與其應(yīng)變的關(guān)系值得到混凝土的應(yīng)變，再根據(jù)混凝土彈性模量換算出混凝土應(yīng)力。

鋼弦式應(yīng)變傳感器的工作原理是：在微幅振動(dòng)條件下，鋼弦的自振頻率與鋼弦應(yīng)力有如下關(guān)系

式中：f：鋼弦的自振頻率；

L：鋼弦的自由長度；

σ：鋼弦應(yīng)力；

ρ：鋼弦的質(zhì)量密度。

上式可變換為：

σ=k·f2

式中：k：常數(shù)。

從上式可發(fā)現(xiàn)，鋼弦應(yīng)力與其自振頻率的平方成正比，常數(shù)k可通過標(biāo)定求得。

實(shí)用弦式應(yīng)變傳感器均經(jīng)過標(biāo)定得到應(yīng)變一頻率關(guān)系：

ε=k（f2-f20-A）（με）

式中：k，A：常數(shù)；

f0：初始頻率。

4.3 箱梁測試截面及測點(diǎn)布置

見圖 1，圖 2。

圖1 箱梁靜載測試截面布置

圖2 9#～10#間跨中測試截面應(yīng)力、撓度測點(diǎn)布置

4.4 試驗(yàn)采用車輛及布置

4.4.1 單個(gè)車輛布置

單個(gè)車輛軸重分布見圖3。

圖3 單個(gè)車輛軸重分布

4.4.2 車輛組布置

跨中試驗(yàn)車輛組布置見圖4。

圖4 跨中試驗(yàn)車輛組布置

5 動(dòng)載試驗(yàn)

5.1 測試內(nèi)容

測試內(nèi)容包括:測試第2聯(lián)固有頻率；測試第2聯(lián)動(dòng)撓度、沖擊系數(shù)；測試動(dòng)載作用時(shí)橋梁上部結(jié)構(gòu)橫向振幅、豎向振幅、豎向頻率。

5.2 測試截面及測點(diǎn)布置

圖5 動(dòng)撓度、拾振器平面布置

圖6 跨中截面拾振器、動(dòng)撓度測點(diǎn)立面布置

6 結(jié)束語

鋼筋混凝土單箱單室箱梁廣泛應(yīng)用于匝道、天橋等結(jié)構(gòu)橋梁。內(nèi)在技術(shù)因素（設(shè)計(jì)施工、材料質(zhì)量等）與外在環(huán)境因素（交通、荷載、氣候、環(huán)境污染、特殊事故等）共同作用的結(jié)果，直接反映橋梁的使用性能及安全性，是一系列的動(dòng)態(tài)變量，一般隨使用年限的增加而逐年下降。動(dòng)載試驗(yàn)、靜載試驗(yàn)有效地評(píng)估橋梁的承載力，保證橋梁的正常使用。