王寶珍

(河北省交通建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司)

某大橋引橋檢測與評估

王寶珍

(河北省交通建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司)

以某大橋引橋的上部結(jié)構(gòu)為例，進行結(jié)構(gòu)性能及服務(wù)功能的檢測，并通過理論計算與現(xiàn)場靜載、動載試驗結(jié)果比較，進行承載力綜合評估，根據(jù)評估結(jié)果，提出建議。為加固改造和養(yǎng)護管理提供技術(shù)依據(jù)，以保證結(jié)構(gòu)的安全與正常使用。

某大橋引橋;檢測;評估;維修

某大橋引橋的上部結(jié)構(gòu)為三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，其跨徑組成為20 m+2×35 m，計算跨徑為19.545 m+35 m+34.545 m，橋面為雙幅分離式布置，截面由四片預(yù)應(yīng)力小箱梁組成，梁高為2.08 m，主墩形式為雙柱式墩。設(shè)計荷載為汽車-超20級，掛車-120。單幅橋?qū)?2.0 m，按雙車道設(shè)計。主梁采用C50混凝土，橋墩采用C40混凝土。

為了掌握該橋目前的技術(shù)狀態(tài)和承載能力，保證大橋的安全使用和耐久性，對該引橋的左幅橋進行了詳細(xì)檢測，并根據(jù)檢測結(jié)果提出了養(yǎng)護和維修建議。

1 試驗?zāi)康?/h2>

(1)了解橋跨結(jié)構(gòu)在試驗荷載下的實際工作狀態(tài)，評價其在設(shè)計使用荷載下的工作性能。

(2)了解橋跨結(jié)構(gòu)的固有振動特性和正常使用階段的動載性能，為論證其抗震性能提供依據(jù)，同時也為建立橋梁維護管理檔案提供動力學(xué)參數(shù)。

(3)通過獲取靜力試驗指標(biāo)評價橋梁結(jié)構(gòu)強度，通過獲取動力試驗指標(biāo)評價橋梁整體剛度。

2 試驗檢測情況

2.1 外觀檢測

(1)連續(xù)梁橋橋面系外觀狀況良好，橋面鋪裝平整，護欄完好。

(2)主梁個別位置出現(xiàn)混凝土蜂窩麻面，振搗不密實和養(yǎng)護缺陷外，整體狀況良好。

(3)墩柱與系梁外觀狀況完好，未見缺陷。

2.2 靜載試驗

靜載實驗主要確定主梁控制截面在試驗荷載下的應(yīng)變及豎向撓度，通過理論計算與試驗結(jié)果評定大橋的承受設(shè)計荷載的能力。

各工況試驗荷載作用下各撓度測點的撓度實測值與計算值見表1所示。

圖1 橋梁測試截面布置示意圖

表1 各工況撓度(mm)實測值與計算值比較

荷載校驗系數(shù)是實測變形值與相應(yīng)的理論值之比，是評定結(jié)構(gòu)工作狀況、確定橋梁承載能力的一個指標(biāo)。一般要求校驗系數(shù)不大于1，校驗系數(shù)值越小，表明結(jié)構(gòu)的安全儲備越大，校驗系數(shù)值過大或過小都應(yīng)該從多方面分析原因。如校驗系數(shù)值過大可能說明組成結(jié)構(gòu)的材料強度較低、結(jié)構(gòu)各部分聯(lián)結(jié)性能較差、剛度較低等;校驗系數(shù)值過小可能說明材料的實際強度及彈性模量較高、計算理論或力學(xué)計算模型偏于安全等，試驗加載車的稱量誤差、儀表的觀測誤差對校驗系數(shù)值也有影響等。實際試驗中需要從撓度和應(yīng)力兩方面考慮校驗系數(shù)的計算結(jié)果。

2.3 結(jié)構(gòu)自振特性

動力分析采用有限元通用程序ANSYS進行空間結(jié)構(gòu)建模分析。全橋主梁采用368個單元，橫梁采用39個單元，372個節(jié)點，其中主梁為空間梁單元，橫隔梁為平面梁單元。橋梁結(jié)構(gòu)在移動車輛荷載作用下會產(chǎn)生振動、沖擊等動力反應(yīng)，此時橋梁各部位除產(chǎn)生靜態(tài)應(yīng)力和靜態(tài)變形外，還產(chǎn)生動態(tài)應(yīng)力和動態(tài)變形。本次動載試驗同時測量應(yīng)力和撓度最大動態(tài)增量，計算點位選在主梁兩側(cè)護欄附近沿縱橋向在各跨四分點及跨中處。

在橋面設(shè)置障礙條件下，進行如下各工況試驗。

工況1:兩輛試驗車以30 km/h勻速通過全橋。

工況2:兩輛試驗車以40 km/h勻速通過全橋。

3 綜合評定

(1)除極少數(shù)位置出現(xiàn)混凝土蜂窩麻面外，該橋外觀狀況良好。

(2)在相當(dāng)于設(shè)計荷載效應(yīng)的車輛荷載作用下，各工況應(yīng)變校驗系數(shù)平均值在0.72～0.82之間，絕大多數(shù)測點校驗系數(shù)均在0.61～0.90之間;正應(yīng)變絕對值均小于理論計算值;說明整座橋梁應(yīng)力狀況符合設(shè)計要求。

(3)在相當(dāng)于設(shè)計荷載效應(yīng)的車輛荷載作用下，絕大多數(shù)測點撓度系數(shù)均在0.61～0.80之間;邊跨0.4 L(Ⅰ-Ⅰ)截面中載撓度校驗系數(shù)為0.43～0.68;35 m中跨跨中(Ⅲ-Ⅲ)截面中載撓度校驗系數(shù)為0.80～0.88;35 m邊跨0.4 L(Ⅴ-Ⅴ)截面中載撓度校驗系數(shù)為0.72～0.77;各控制截面撓度值均小于理論計算值，整座橋梁應(yīng)力狀況符合設(shè)計要求。

(4)可知，各工況時結(jié)構(gòu)前三階自振頻率的實測值與計算值比較接近，變化規(guī)律一致，且實測值均大于計算值，說明動力剛度滿足設(shè)計要求。

4 結(jié)語

(1)對于主梁個別位置出現(xiàn)的蜂窩麻面現(xiàn)象，應(yīng)及時加以修補，即將麻面部分侵潤后用水泥漿或水泥砂漿抹平，對于小蜂窩可先用水洗刷干凈后，用1∶2或2∶5水泥砂漿修補。如果是大蜂窩，應(yīng)先將松動石子剔掉，用水沖刷干凈濕透，再用高一級標(biāo)號的細(xì)石混凝土搗實。

(2)根據(jù)荷載試驗結(jié)果，該大橋引橋滿足設(shè)計荷載為汽車-超20級，掛車-120作用下的正常使用要求，但綜合考慮本橋的荷載等級、結(jié)構(gòu)形式特點以及長期荷載效應(yīng)等方面的因素，建議仍按原設(shè)計荷載等級進行控制。

［1］宋一凡.公路橋梁荷載試驗與結(jié)構(gòu)評定［M］.北京:人民交通出版社，2002.

［2］陳開利.橋梁工程鑒定與加固手冊［M］.北京:人民交通出版社，2005.

［3］交通部公路科學(xué)研究所.公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程(征求意見稿)，2003.

［4］公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范(JTG H11-2004)［S］.北京:人民交通出版社，2009.

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2011-10-17