馬 躍

(河北省交通規(guī)劃設計院試驗檢測室，河北 石家莊 050091)

1 工程概況

賽魚大橋修建于1979年，上部結構為9孔17.30m雙曲拱橋，每孔主拱圈由8根拱肋、7塊拱波及橫向聯(lián)系組成，拱肋呈倒T型截面，橋面寬12 m;下部結構為擴大基礎，重力式墩臺。設計標準為汽-20、拖-100。上部結構主體混凝土標號為25號，其強度略低于現(xiàn)行C25混凝土。橋梁總體布置見圖1。

圖1 賽魚大橋總體布置圖(單位:cm)

該橋經過30來年的運營，經受了嚴重超載車輛的考驗，總體使用狀況基本良好。經過現(xiàn)場勘查，發(fā)現(xiàn)存在一些局部病害，主要表現(xiàn)為:(1)拱肋有局部裂紋;(2)拱頂一帶拱肋間的小拱出現(xiàn)滲水現(xiàn)象和縱向斷裂;(3)有些橋墩上部一帶簡支板出現(xiàn)病害局部可能損壞嚴重，坑洼較多，高低不平，車輛運行時會產生沖擊力，而且會積水。

2 承載能力檢算及試驗加載方案

(1)承載能力檢算。在荷載試驗實施前，采用Midas Civil軟件對結構進行了計算分析［1］，上部結構主要參數(shù)取自《賽魚大橋施工圖設計》，計算模型及結構影響線見圖2、圖3、圖4。

(2)試驗加載方案。本次橋靜載試驗采用3輛重為30 t左右的重車進行加載，加載車均為后八輪的三軸車，從前向后，軸距為3.2、1.35m，各軸實際質量依次為 8、11、11 t。

(3)荷載試驗效率。試驗彎矩和效率系數(shù)見表1。

圖2 結構模型

圖3 跨中截面正彎矩影響線

圖4 支點截面負彎矩影響線

表1 試驗彎矩和效率系數(shù)

3 靜載試驗

賽魚橋共計9跨，根據(jù)現(xiàn)場條件及結構的受力特點，選取南側起第三跨為試驗跨。

3.1 靜載試驗檢測內容

通過靜載試驗主要達到以下目的:

(1)測定該橋主拱圈截面在靜載試驗荷載下的撓度、應變響應;

(2)該橋各拱肋的活荷載橫向分布規(guī)律;

(3)觀測在靜載試驗過程中橋梁結構裂縫的發(fā)展及變化;

(4)評定橋梁結構的實際承載性能狀況，為加固設計提供依據(jù)［2］。

3.2 靜載試驗測點布置及工況

根據(jù)該橋的結構特點及運營實際情況，確定了靜載試驗測試截面和測點布置方案。

(1)測試截面布置見圖5。

(2)跨中A截面測點布置。每個拱肋跨中截面各布設1個撓度測點;1個順橋向應變測點，共計16個測點，具體位置如圖6所示。

圖5 試驗橋跨測試截面布置(單位:cm)

圖6 跨中截面測點布置圖

(3)拱腳附近B截面測點布置。拱腳截面共計11個點，具體位置如圖 7 所示［3］。

(4)確定試驗加載工況。工況一:第三跨跨中截面(A截面)偏心加載承載能力試驗;工況二:第三跨拱腳截面(B截面)偏心加載承載能力試驗。

3.3 靜載試驗結果分析

表2列出了最大級試驗荷載下，各拱肋控制截面處撓度測點、應變測點及效驗系數(shù)。

由試驗結果可知，在最大級荷載作用下，跨中和拱腳測試截面的最大撓度值和應變值均小于理論計算值，滿足技術規(guī)范要求。但實測數(shù)值偏大并接近上限，說明該橋安全儲備較小。

圖7 拱腳B截面測點布置圖

在試驗過程中，對結構裂縫進行實時觀測，未發(fā)現(xiàn)顯著變化。

表2 各工況下控制截面最大測值及效驗系數(shù)統(tǒng)計表

4 動載試驗

動載試驗主要是測試橋梁結構的自振特性。自振特性的測量是在橋梁無車輛通行時，橋梁受環(huán)境自然激勵，量測橋梁的固有振動頻率。自振特性測點布置于2號拱肋和7號拱肋的1/4截面、1/2截面、3/4 截面共6 個測點［4］。

通過對測量結果進行分析，本橋的實測一階頻率為5.86 Hz，頻譜圖見圖8。結構動力分析計算結果一階頻率為5.288 Hz，實測值大于理論值，說明結構實際剛度較大。

圖8 脈動試驗頻譜分析圖

5 結束語

根據(jù)對雙曲拱橋技術狀態(tài)檢測和荷載試驗檢測，可以得出以下的結論:

該雙曲拱橋在等級汽-20級、拖-100的原設計荷載下，各個測點應變、撓度校驗系數(shù)均能滿足規(guī)范要求，但均較范圍值偏大并接近上限，說明該橋基本滿足原設計要求，但其安全儲備較小。

基于上述檢測結果，對賽魚大橋評定為:結構部分出現(xiàn)的損傷，已對該橋的正常使用構成了威脅，該橋不能滿足日益增長的車流量和荷載等級的要求，應對該橋進行加固改造，方能正常使用。

建議橋梁加固前，應在兩橋頭設置限重標志。根據(jù)設計極限安全系數(shù)和現(xiàn)行車輛運行質量，建議標志牌限重為50 t(車貨共重)單車通行［5］。

［1］交通部公路科學研究院.公路雙曲拱橋上部構造設計計算［M］.2版.北京:人民交通出版社，1983.

［2］諶潤水，胡釗芳.公路橋梁荷載試驗［M］.北京:人民交通出版社，2003.

［3］孫卓，張俊平.某雙曲拱橋靜動載試驗與分析［J］.鐵道建筑，2006(8):1-3.

［4］黨立俊.基于荷載試驗的某立交橋結構性能評價［J］.石家莊鐵道學院學報:自然科學版，2009，22(3):34-37.

［5］雷顯勇，胡大琳，陳峰.雙曲拱橋加固后荷載試驗分析與承載力評定［J］.橋梁結構，2006，7(4):87-90.