邢 蓉

（太原理工大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院，山西 太原 030024；山西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030031）

近年來(lái)，我國(guó)交通部對(duì)橋梁的檢測(cè)更加重視。鑒于這些年某些大型橋梁由于沒(méi)有進(jìn)行有效的定期的及時(shí)的檢測(cè)引發(fā)交通事故的發(fā)生，橋梁的建設(shè)者們都對(duì)橋梁的施工階段、建成試用階段、使用階段及其他特殊時(shí)期的各項(xiàng)檢測(cè)毫無(wú)松懈地進(jìn)行著，不管是大橋中橋，還是小橋涵洞都要引起我們的重視，都要通過(guò)一步步的檢測(cè)使橋梁的安全性得到加強(qiáng)，同時(shí)提高橋梁的耐久性和適用性。

一、工程概況

某橋是一座運(yùn)營(yíng)十多年的大橋，起點(diǎn)樁號(hào)為14+83.53，終點(diǎn)樁號(hào)為19+68.67，橋梁全長(zhǎng)485.14米，全橋共分為16跨，每跨標(biāo)準(zhǔn)跨徑30m。橋面寬度為0.25米（護(hù)欄）+0.75米（人行道）+14（車(chē)行道）+0.75米（人行道）+0.25米（護(hù)欄）。橋梁上部結(jié)構(gòu)：采用了簡(jiǎn)支橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)，每四跨為一聯(lián)，每跨設(shè)七根預(yù)應(yīng)力混凝土“T”型梁，梁高2.0m，梁間距2.2m，每跨共設(shè)七道橫隔板，采用濕接與焊接相結(jié)合的聯(lián)結(jié)方法。橋梁下部結(jié)構(gòu)：橋墩為鋼筋混凝土四柱式橋墩，橋臺(tái)為加筋土橋臺(tái)，墩、臺(tái)基礎(chǔ)均為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。橋梁設(shè)計(jì)荷載等級(jí)為汽車(chē)-20級(jí)，掛車(chē)-100級(jí)；地震基本烈度為8度。

二、試驗(yàn)?zāi)康?/h2>

通過(guò)對(duì)該橋的動(dòng)載試驗(yàn)：（1）檢測(cè)大橋結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能。（2）綜合評(píng)價(jià)該橋現(xiàn)有的工作性能、實(shí)際的承載能力是否滿足設(shè)計(jì)要求及正常使用要求。（3）為大橋的養(yǎng)護(hù)維修提供依據(jù)。

三、試驗(yàn)依據(jù)

（1）《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》（JTG H11-2004）；（ 2）《 混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（ GB50152-92） ；（3）《大跨徑混凝土橋梁的試驗(yàn)方法》（YC4-4/1982） ；（4）《公路舊橋承載能力鑒定方法》（交通部標(biāo)準(zhǔn)1988）；（5）公路橋梁設(shè)計(jì)、施工有關(guān)規(guī)范、規(guī)程及標(biāo)準(zhǔn)；（6）有關(guān)該橋的設(shè)計(jì)、施工及竣工文件和近幾年的養(yǎng)護(hù)、維修等技術(shù)資料；（7）試驗(yàn)橋梁有關(guān)設(shè)計(jì)文件、施工圖等技術(shù)資料。

四、試驗(yàn)項(xiàng)目及方法

根據(jù)對(duì)試驗(yàn)橋梁的受力分析及橋梁的實(shí)際情況，選取橋梁第二、三、四跨作為試驗(yàn)檢測(cè)跨。第二跨各梁腹板無(wú)明顯的彎剪裂縫，與大部分橋垮病害情況基本相同；第三跨腹板有明顯的彎剪裂縫；第四跨4#、5#梁腹板與翼板連接處開(kāi)裂且縫寬較大。在此基礎(chǔ)上選取動(dòng)應(yīng)力（應(yīng)變）測(cè)點(diǎn)，強(qiáng)迫振動(dòng)試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)，脈動(dòng)試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)。

（1）動(dòng)應(yīng)變

通過(guò)動(dòng)應(yīng)變儀（SDA-830B動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀）采集行車(chē)試驗(yàn)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)響應(yīng)信號(hào)（即動(dòng)應(yīng)變的時(shí)程曲線），并通過(guò)對(duì)響應(yīng)信號(hào)的分析，確定橋梁結(jié)構(gòu)在動(dòng)荷載作用下的響應(yīng)。

（2）結(jié)構(gòu)強(qiáng)迫振動(dòng)特性的測(cè)試

通過(guò)DASP數(shù)據(jù)大容量自動(dòng)采集與信號(hào)處理分析系統(tǒng)，采集行車(chē)試驗(yàn)過(guò)程中的振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)，確定橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)迫振動(dòng)特性，即強(qiáng)迫振動(dòng)的頻率、阻尼、振幅等。

（3）結(jié)構(gòu)自振特性的測(cè)試

通過(guò)DASP數(shù)據(jù)大容量自動(dòng)采集與信號(hào)處理分析系統(tǒng)，采集結(jié)構(gòu)的無(wú)荷載狀況下的自由振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)，確定橋梁結(jié)構(gòu)的自振動(dòng)特性，即結(jié)構(gòu)的固有頻率、阻尼、振幅、振型等。

五、試驗(yàn)荷載設(shè)計(jì)及加載程序

橋梁結(jié)構(gòu)在移動(dòng)車(chē)輛荷載作用下的動(dòng)力反應(yīng)是橋梁和車(chē)輛這兩個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)相互作用的結(jié)果。除與兩者本身的動(dòng)力特性（質(zhì)量、剛度、阻尼）有關(guān)外，還與橋面的平整度、車(chē)輛行駛速度有關(guān)，測(cè)定橋梁在使用荷載作用下的動(dòng)力特性及其響應(yīng)是非常必要的。

在移動(dòng)車(chē)輛荷載作用下，橋梁將產(chǎn)生振動(dòng)、沖擊等動(dòng)力效應(yīng)。此時(shí)橋梁各截面除受靜力外，還受動(dòng)力荷載作用。在一輛或橫向一排車(chē)輛荷載作用下的動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)率稱(chēng)為動(dòng)態(tài)增量。對(duì)于不同的測(cè)試項(xiàng)目，動(dòng)態(tài)增量又可分為位移動(dòng)態(tài)增量和應(yīng)力動(dòng)態(tài)增量。

該次動(dòng)載試驗(yàn)程序如下：一輛重車(chē)按不同車(chē)速（20km/h、30km/h）行駛通過(guò)試驗(yàn)橋跨。兩輛車(chē)并排按不同車(chē)速（20km/h、30km/h）行駛通過(guò)試驗(yàn)橋跨。一輛車(chē)按不同車(chē)速（20km/h）行駛至指定測(cè)試斷面（第二跨跨中）急剎車(chē)。無(wú)活載荷載作用下橋梁的脈動(dòng)試驗(yàn)。

六、動(dòng)載試驗(yàn)結(jié)果及分析

（1）在行車(chē)試驗(yàn)荷載作用下，實(shí)測(cè)動(dòng)應(yīng)力分析結(jié)果見(jiàn)附表1。

（2）在行車(chē)試驗(yàn)荷載作用下，實(shí)測(cè)結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性分析結(jié)果見(jiàn)附表2、附表3、附表4。

（3）實(shí)測(cè)橋梁自振特性分析結(jié)果見(jiàn)附表5。

（4）由橋梁強(qiáng)迫振動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果分析，橋梁在行車(chē)試驗(yàn)荷載作用下沒(méi)有發(fā)生共振現(xiàn)象。

（5）由行車(chē)試驗(yàn)實(shí)測(cè)動(dòng)應(yīng)力分析結(jié)果看，動(dòng)應(yīng)力動(dòng)態(tài)增量μ主要集中在0.06～0.20范圍內(nèi)，車(chē)速與動(dòng)態(tài)增量之間無(wú)明顯的相關(guān)關(guān)系。

（6）由動(dòng)應(yīng)力時(shí)程曲線看出，不同測(cè)試斷面上的動(dòng)應(yīng)力測(cè)點(diǎn)隨時(shí)間（移動(dòng)車(chē)輛位置）變化的規(guī)律，應(yīng)力時(shí)程曲線較為平緩，在車(chē)輛荷載經(jīng)過(guò)應(yīng)力測(cè)試斷面時(shí)，應(yīng)力無(wú)突變現(xiàn)象。

（7）由橋梁的脈動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果分析：該橋結(jié)構(gòu)的豎向一階自振頻率為2.71Hz,橫向一階自振頻率為3.65Hz。

七、試驗(yàn)結(jié)論

橋梁在動(dòng)力試驗(yàn)荷載作用下所反映的自身振動(dòng)特性及動(dòng)力響應(yīng)、動(dòng)力性能不能滿足正常運(yùn)營(yíng)車(chē)輛荷載作用下的使用要求。

附表1 行車(chē)試驗(yàn)荷載作用下實(shí)測(cè)動(dòng)應(yīng)力分析結(jié)果

附表2 行車(chē)試驗(yàn)荷載作用下實(shí)測(cè)結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性分析結(jié)果

附表3 行車(chē)試驗(yàn)荷載作用下實(shí)測(cè)結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性分析結(jié)果

附表4 行車(chē)試驗(yàn)荷載作用下實(shí)測(cè)結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性分析結(jié)果

附表5 橋梁自振特性結(jié)果分析