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        張懷中橋安全運(yùn)營能力研究

        2013-06-10 01:22:02
        交通運(yùn)輸研究 2013年5期
        關(guān)鍵詞:校驗(yàn)撓度測點(diǎn)

        胡 亮

        (張家口市城市快速路管理處,河北 張家口 075000)

        0 引言

        為了張懷中橋的安全運(yùn)營,承擔(dān)該座橋梁的結(jié)構(gòu)實(shí)際承載能力的檢測工作。通過對橋梁各構(gòu)件全面的外觀質(zhì)量檢查,分析橋梁的各個構(gòu)件及附屬物的質(zhì)量和工作狀況,并對橋梁進(jìn)行總體評定。通過靜載試驗(yàn),確定結(jié)構(gòu)測試截面的應(yīng)變分布情況,評估橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)際受力狀況;通過分析在試驗(yàn)荷載作用下橋梁測試截面的撓度情況,評估橋梁上部結(jié)構(gòu)剛度及整體性。通過這些工作,掌握橋梁的整體工作狀況,對橋梁承載能力做出綜合評價。

        1 橋梁概況

        張懷中橋位于河北省國道110線K41+324.2處,該橋修建于2004年,全橋總長43m,橋跨組合為4-10,橋梁總寬度為7.5m,橋面凈空0.75m+6.0m+0.75m。上部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土上承簡支空心板橋,預(yù)制空心板、封頭、鉸縫均采用30#混凝土,橋面鋪裝為10cm厚40#防水混凝土,護(hù)欄為25?;炷粒睆酱笥?2mm的鋼筋均采用Ⅱ級鋼筋,直徑小于12mm者均采用Ⅰ級鋼筋;下部結(jié)構(gòu)采用雙柱式橋墩,橋臺為柱式臺,基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ),下部結(jié)構(gòu)蓋梁、耳墻、背墻、肋板、臺柱均采用30?;炷?,系梁、樁基采用25?;炷?。

        2 橋梁檢測的編號順序和試驗(yàn)孔的選取

        2.1 孔編號

        由河北向內(nèi)蒙古方向,橋孔編號從小到大依次編號,分別為第1孔、第2孔、第3孔、第4孔。

        2.2 墩臺編號

        由東至西方向墩臺編號依次為0#臺、1#墩、2#墩、3#墩、4#臺。

        2.3 空心板編號

        該橋空心板按位置共分為4部分,進(jìn)行單獨(dú)編號。其編號為第一孔:由南至北方向空心板編號依次為1-1#板、1-2#板、1-3#板、1-4#板、1-5#板、1-6#板;第二孔:由南至北方向空心板編號依次為2-1#板、2-2#板、2-3#板、2-4#板、2-5#板、2-6#板;依次編下去,全橋共計24塊板。

        2.4 柱子編號

        柱子編號按照順內(nèi)蒙路線方向,從左到右的順序編制,共6個柱子。

        3 橋梁外觀調(diào)查

        根據(jù)各構(gòu)件缺損程度、缺損時對結(jié)構(gòu)使用功能的影響和缺損發(fā)展變化情況,以累加評分方法對各部件缺損狀況作出等級評定。重要部件(如墩臺與基礎(chǔ)、上部承重構(gòu)件、支座)以其中缺損最嚴(yán)重的構(gòu)件評分;其他部件根據(jù)多數(shù)構(gòu)件缺損狀況評分。

        該橋整體狀況較好,但存在較多病害,詳細(xì)病害見表1張懷中橋橋梁外觀檢查記錄表,外觀病害見圖1~圖4。

        表1 張懷中橋橋梁外觀檢查記錄表

        圖1 絞縫砂漿脫落

        圖2 護(hù)欄露筋

        圖3 梁底橫縫

        圖4 橋面鋪裝裂縫

        根據(jù)以上檢測結(jié)果,按照《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》(JTG H11—2004)中的有關(guān)規(guī)定要求對張懷中橋技術(shù)狀況進(jìn)行了評定,結(jié)果得87.4分,為二類橋[1],說明張懷中橋整體狀況較好。

        4 結(jié)構(gòu)靜力荷載試驗(yàn)

        4.1 撓度測試結(jié)果與分析

        張懷中橋各工況跨中斷面各個測點(diǎn)撓度測試及理論數(shù)據(jù)見表2;跨中斷面各測點(diǎn)的殘余變位見表3。

        表2 無名中橋各工況加載時的撓度值 單位:mm

        表3 無名中橋跨中斷面各測點(diǎn)的殘余變形 單位:mm

        由表2可知:a)在跨中偏心荷載作用下,4#板的撓度值最大為3.80mm,其撓跨比為1/2631,遠(yuǎn)小于規(guī)范允許值(1/600);

        b)從各工況加載控制斷面的理論撓度值和實(shí)測撓度值看出,所測的撓度均能夠反映出在活載作用下產(chǎn)生的是正彎矩的規(guī)律,實(shí)測與理論撓度具有很好的相似性,由此可知,跨中斷面各梁之間聯(lián)系較好,說明該橋橫向分布滿足設(shè)計要求;

        c)各加載工況下所有測點(diǎn)的撓度校驗(yàn)系數(shù)均小于1.0,控制斷面校驗(yàn)系數(shù)最大值為0.55,在《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》(JTG/T J21—2011)規(guī)定的小于1即可。說明該橋的豎向剛度能滿足設(shè)計公路—Ⅱ級的荷載要求[2]。

        由表3可知:試驗(yàn)測得的相對殘余變位的最大值為0.03,小于《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》中第8.3.1條規(guī)定。這說明該橋處于彈性工作狀態(tài),符合設(shè)計理論的假設(shè)條件[2]。

        4.2 應(yīng)變測試結(jié)果與分析

        張懷中橋各工況跨中斷面各個應(yīng)變測點(diǎn)測試及理論數(shù)據(jù)見表4,跨中斷面各個測點(diǎn)的相對殘余應(yīng)變見表5。

        表4 張懷中橋各工況加載時的應(yīng)變值(με)

        表5 張懷中橋跨中斷面各測點(diǎn)的殘余應(yīng)變(με)

        由表4可知:各工況加載下所有測點(diǎn)的應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)均小于1.0,控制斷面校驗(yàn)系數(shù)最大值為0.77,滿足《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》(JTG/T J21—2011)規(guī)定小于1的要求[2]。說明該橋的抗彎強(qiáng)度能滿足公路—Ⅱ級的荷載要求。

        由表5可知:相對殘余應(yīng)變的最大值為0.1,滿足《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》中第8.3.1條的規(guī)定[2]。說明該橋的抗剪強(qiáng)度能滿足要求。

        在試驗(yàn)過程中,試驗(yàn)孔未發(fā)現(xiàn)有新裂縫產(chǎn)生,舊的裂縫也未發(fā)現(xiàn)有擴(kuò)展。

        5 結(jié)論和建議

        5.1 結(jié)論

        通過對張懷中橋技術(shù)狀況評定,該橋得87.4分,為二類橋,說明張懷中橋整體狀況較好。通過荷載試驗(yàn)得出:

        a)在跨中偏心荷載作用下,撓度值最大為3.80mm,其撓跨比為1/2631,遠(yuǎn)小于規(guī)范允許值;

        b)各加載工況下所有測點(diǎn)的撓度校驗(yàn)系數(shù)均小于1.0,控制斷面校驗(yàn)系數(shù)最大值為0.55,說明該橋的豎向剛度能滿足設(shè)計公路—II級的荷載要求;

        c)由各工況加載控制斷面的實(shí)測撓度與理論撓可知,跨中斷面各梁之間聯(lián)系較好,說明該橋橫向分布滿足設(shè)計要求;

        d)試驗(yàn)測得的相對殘余變位的最大值為0.03,說明該橋處于彈性工作狀態(tài),符合設(shè)計理論的假設(shè)條件;

        e)各工況加載下所有測點(diǎn)的應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)均小于1.0,控制斷面校驗(yàn)系數(shù)最大值為0.77,說明該橋的抗彎強(qiáng)度能滿足公路—II級的荷載要求。

        綜上所述,荷載試驗(yàn)結(jié)果表明:該橋的承載能力滿足公路—II級荷載要求。

        5.2 建議

        為了運(yùn)營安全,提出以下建議:

        a)及時對存在病害的梁底裂縫、橋梁伸縮縫、橋面鋪裝、排水設(shè)施、護(hù)欄等進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修處理;

        b)目前該橋通行的大型重載、超載車輛較多,建議采取措施,嚴(yán)格限制通行;

        c)加強(qiáng)對該橋的各項檢查工作。

        [1]JTG H11—2004,公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范[S].

        [2]JTG/T J21—2011,公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程[S].

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