楊　炯

(上海鐵路局工務(wù)處，上?！?00071)

?

蕪湖長(zhǎng)江大橋常規(guī)檢定評(píng)估試驗(yàn)

楊炯

(上海鐵路局工務(wù)處，上海200071)

摘要：為判別蕪湖長(zhǎng)江大橋當(dāng)前安全運(yùn)營(yíng)狀況，2014年對(duì)蕪湖長(zhǎng)江大橋進(jìn)行了第一次常規(guī)檢定評(píng)估試驗(yàn)。試驗(yàn)對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力、撓度、支座位移、索力、橫豎向振幅和自振頻率等進(jìn)行了測(cè)試。實(shí)測(cè)結(jié)果表明：主桁主要桿件應(yīng)力、跨中撓度、支座位移等測(cè)試結(jié)果與2000年成橋試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果基本一致，結(jié)構(gòu)受力正常且處于彈性工作階段。應(yīng)力和撓度實(shí)測(cè)動(dòng)力系數(shù)均較小，振動(dòng)各項(xiàng)指標(biāo)(橫向振幅、橫向自振頻率、加速度)均滿足《橋檢規(guī)》相關(guān)要求。

關(guān)鍵詞：蕪湖長(zhǎng)江大橋；斜拉橋；檢測(cè)

1概述

蕪湖長(zhǎng)江大橋2000年9月30日建成通車，至今運(yùn)營(yíng)超過(guò)10年。目前橋上客車運(yùn)營(yíng)速度為100 km/h，貨車運(yùn)營(yíng)速度為80 km/h。依據(jù)《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》要求，2014年對(duì)全橋進(jìn)行了第一次常規(guī)檢定評(píng)估試驗(yàn)。

檢定對(duì)象為正橋第7～9孔3×144 m連續(xù)鋼桁梁橋和第10～12孔(180+312+180) m鋼桁梁斜拉橋。檢定內(nèi)容包括主桁應(yīng)力、撓度、支座位移、索力、橫豎向振幅和自振頻率等[1-3]。

2試驗(yàn)方案

2.1　(180+312+180)m斜拉橋靜載試驗(yàn)2.1.1　試驗(yàn)荷載

經(jīng)理論計(jì)算比較，鐵路試驗(yàn)荷載選用雙線1DF4+19C70(滿載)編組，C70車型為C70和C70B兩種(下同)。與鐵路設(shè)計(jì)雙線中—活載相比，鐵路面最大加載效率系數(shù)為0.86(第11孔跨中上弦桿應(yīng)力)。公路試驗(yàn)荷載采用28輛250 kN載重汽車，分四車道加載，汽車縱向間距18.0 m，與公路設(shè)計(jì)活載(四車道汽-C20、兩側(cè)1.5 m寬人行道的人群荷載為3.0 kN/m2)相比，公路面最大加載效率系數(shù)為1.03(10號(hào)塔中跨水平索索力)。公鐵滿載時(shí)，實(shí)際最大加載效率系數(shù)為0.88(第11孔跨中上弦桿應(yīng)力和10號(hào)塔中跨水平索索力均為0.88)。公路單獨(dú)加載采用1輛300 kN載重汽車進(jìn)行加載。測(cè)點(diǎn)布設(shè)見(jiàn)圖1。

圖1　斜拉橋測(cè)點(diǎn)布設(shè)

2.1.2荷載工況(表1)

表1　斜拉橋荷載工況

靜載試驗(yàn)包括公鐵同時(shí)加載、鐵路單獨(dú)加載、公路單獨(dú)加載三部分。對(duì)主桁桿件、鐵路橋面系和公路橋面系等各控制截面的應(yīng)力、斜拉索索力增量、鋼桁梁撓度、活動(dòng)支座縱向位移、斜拉橋副桁受力和公路橋面板縱向受力進(jìn)行測(cè)試。公路單獨(dú)加載對(duì)斜拉橋公路縱梁及橋面板應(yīng)力進(jìn)行測(cè)試。

2.2　3×144 m連續(xù)鋼桁梁橋靜載試驗(yàn)

2.2.1試驗(yàn)荷載

經(jīng)理論計(jì)算比較，鐵路試驗(yàn)荷載選用雙線1DF4+9C70(滿載)編組。與鐵路設(shè)計(jì)雙線中-活載相比，鐵路面最大加載效率系數(shù)為0.78(第8孔跨中上弦桿應(yīng)力)。公路試驗(yàn)荷載采用20輛25 t載重汽車，分四車道加載，汽車縱向間距18.0 m，與公路設(shè)計(jì)活載(四車道汽-C20、兩側(cè)1.5 m寬人行道的人群荷載為3.0 kN/m2)相比，公路面最大加載效率系數(shù)為1.07(第9孔跨中撓度)。公鐵滿載時(shí)，實(shí)際最大加載效率系數(shù)為0.83(第8孔跨中上弦桿應(yīng)力和跨中撓度均為0.83)。公路單獨(dú)加載采用1輛300 kN載重汽車進(jìn)行加載。測(cè)點(diǎn)布設(shè)見(jiàn)圖2。

圖2　連續(xù)鋼桁梁橋測(cè)點(diǎn)布設(shè)

2.2.2荷載工況(表2)

表2　連續(xù)梁橋荷載工況

靜載試驗(yàn)包括公鐵同時(shí)加載、鐵路單獨(dú)加載、公路單獨(dú)加載3部分。對(duì)主桁桿件、鐵路橋面系和公路橋面系等各控制截面的應(yīng)力、鋼桁梁撓度、活動(dòng)支座縱向位移進(jìn)行測(cè)試。公路單獨(dú)加載對(duì)公路縱梁及橋面板應(yīng)力進(jìn)行測(cè)試。

2.3　正橋動(dòng)載試驗(yàn)

正橋動(dòng)載試驗(yàn)分編組列車試驗(yàn)、過(guò)路列車試驗(yàn)及公路面跑車試驗(yàn)。

編組列車試驗(yàn)和過(guò)路列車試驗(yàn)主要對(duì)正橋第7～9孔3×144 m連續(xù)鋼桁梁橋和第10～12孔(180+312+180) m斜拉橋控制部位的動(dòng)應(yīng)力、動(dòng)位移及振動(dòng)特性進(jìn)行測(cè)試。對(duì)斜拉橋縱梁斷開(kāi)處三向位移進(jìn)行測(cè)試。編組列車試驗(yàn)使用特定編組的專列作為試驗(yàn)荷載，分單線試驗(yàn)和交會(huì)試驗(yàn)。過(guò)路列車試驗(yàn)利用過(guò)路客貨列車作為試驗(yàn)荷載，在封鎖時(shí)間外進(jìn)行。

鐵路面列車編組為2DF4+19C70(滿載)+32C62(空車)。公路面跑車試驗(yàn)采用一輛250 kN載重汽車，測(cè)試汽車以一定速度通過(guò)時(shí)對(duì)公路橋面系(公路縱梁、橋面板)的動(dòng)力作用。

3試驗(yàn)結(jié)果

3.1　3×144 m連續(xù)鋼桁梁橋

靜載試驗(yàn)和動(dòng)載試驗(yàn)結(jié)果匯總見(jiàn)表3和表4。

表3　連續(xù)梁橋靜載試驗(yàn)結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)匯總

表4　連續(xù)梁橋動(dòng)載試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果匯總

3.2　(180+312+180) m斜拉橋

斜拉橋靜載試驗(yàn)和動(dòng)載試驗(yàn)結(jié)果匯總見(jiàn)表5和表6。

表5　斜拉橋靜載試驗(yàn)結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)匯總

3.3　試驗(yàn)成果分析

(1)連續(xù)梁橋輥軸支座下擺與輥軸間潤(rùn)滑作用不充分，存在一定程度的干摩擦，造成支座結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)較2000年試驗(yàn)值偏小。

(2)斜拉橋公路橋面系參與主桁工作作用明顯，主桁上弦桿結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)小于下弦桿，副桁連接主桁與斜拉索，參與主桁結(jié)構(gòu)受力，增大了下弦桿、豎桿和斜桿的受力，故主桁桿件結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)略偏大。

4結(jié)論[4-13]

4.1　第7～9孔3×144 m連續(xù)鋼桁梁橋

(1)連續(xù)鋼桁梁橋靜載主要桿件應(yīng)力、跨中撓度、支座位移等測(cè)試結(jié)果與2000年成橋試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果基本一致。橋梁撓度、支座位移、主桁桿件軸向應(yīng)力、公路縱梁橋面板應(yīng)力的結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)全部小于1.00，結(jié)構(gòu)受力正常且處于彈性工作狀態(tài)。

(2)連續(xù)鋼桁梁橋動(dòng)應(yīng)力和動(dòng)撓度的動(dòng)力系數(shù)均較小，振動(dòng)各項(xiàng)指標(biāo)(橫向振幅、橫向自振頻率、加速度)均滿足《橋檢規(guī)》相關(guān)要求。

表6　斜拉橋動(dòng)載試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果匯總

4.2　第10～12孔(180+312+180) m斜拉橋

(1)斜拉橋靜載主要桿件應(yīng)力、跨中撓度、塔頂縱向位移測(cè)試結(jié)果與2000年成橋試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果基本一致。橋梁撓度、大部分主桁桿件軸向應(yīng)力、鐵路縱橫梁應(yīng)力、公路縱梁橋面板應(yīng)力的結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)均小于1.00，結(jié)構(gòu)受力正常且處于彈性工作狀態(tài)。

(2)斜拉橋動(dòng)應(yīng)力和動(dòng)撓度的動(dòng)力系數(shù)均較小，振動(dòng)各項(xiàng)指標(biāo)(橫向振幅、橫向自振頻率、加速度)均滿足《橋檢規(guī)》相關(guān)要求。

(3)鐵路橋面系活動(dòng)縱梁豎向相對(duì)位移較小為-0.73 mm，明顯小于南京長(zhǎng)江大橋?qū)崪y(cè)值-4.54 mm，該處活動(dòng)縱梁鉸板受力較小，現(xiàn)場(chǎng)檢查鉸板處也未發(fā)現(xiàn)裂縫?？v向相對(duì)位移最大為13.91 mm。

(4)試驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)10號(hào)、11號(hào)塔左右側(cè)輥軸支座的實(shí)測(cè)縱向位移均較小，造成錨固在索塔橫梁處水平索索力增量結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)也較小。斜拉橋的塔梁索三者為一共同受力體，在列車活載作用下，主梁承受強(qiáng)制支座位移荷載，主梁受力分擔(dān)比例增加，斜拉索和主塔相應(yīng)減少，故靜載試驗(yàn)中部分桿件(豎桿和斜桿)結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)偏高，斜拉索索力增量結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)偏小。

(5)制動(dòng)撐架豎桿焊縫位置處的裂紋是由荷載引起的疲勞裂紋。

參考文獻(xiàn)：

[1]上海鐵路局工務(wù)檢測(cè)所.淮南線蕪湖長(zhǎng)江大橋常規(guī)檢定評(píng)估試驗(yàn)方案[Z].上海：上海鐵路局工務(wù)檢測(cè)所，2014.

[2]上海鐵路局工務(wù)檢測(cè)所.京滬線南京長(zhǎng)江大橋常規(guī)檢定評(píng)估試驗(yàn)報(bào)告[R].上海：上海鐵路局工務(wù)檢測(cè)所，2012.

[3]上海鐵路局工務(wù)檢測(cè)所.淮南線蕪湖長(zhǎng)江大橋常規(guī)檢定評(píng)估試驗(yàn)報(bào)告[R].上海：上海鐵路局工務(wù)檢測(cè)所，2015.

[4]鐵道部科學(xué)研究院.蕪湖長(zhǎng)江大橋斜拉橋靜動(dòng)載試驗(yàn)報(bào)告[R].北京：鐵道部科學(xué)研究院，2000.

[5]夏建中.蕪湖長(zhǎng)江大橋成橋靜動(dòng)載試驗(yàn)[J].中國(guó)鐵道科學(xué)，2001，22(5)：81-85.

[6]鐵道部大橋工程局勘測(cè)設(shè)計(jì)院.蕪湖長(zhǎng)江大橋設(shè)計(jì)資料[Z].武漢：鐵道部大橋工程局勘測(cè)設(shè)計(jì)院，1998.

[7]鐵道部大橋局第四橋梁工程處.蕪湖長(zhǎng)江大橋竣工資料[Z].南京：鐵道部大橋局第四橋梁工程處，1998.

[8]中華人民共和國(guó)鐵道部.TBJ 2—96鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)鐵道出版社，1996.

[9]中華人民共和國(guó)鐵道部.TBJ 24—89鐵路結(jié)合梁設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)鐵道出版社，1990.

[10]中華人民共和國(guó)交通部.JTJ 021—89公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，1989.

[11]中華人民共和國(guó)交通部.JTJ 023—85公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，1985.

[12]中華人民共和國(guó)鐵道部.鐵運(yùn)函[2010]38號(hào)鐵路橋隧建筑物修理規(guī)則[S].北京：中國(guó)鐵道出版社，2010.

[13]中華人民共和國(guó)鐵道部.鐵運(yùn)函[2004]120號(hào)鐵路橋梁檢定規(guī)范[S].北京：中國(guó)鐵道出版社，2004.

Routine Evaluation Test of Wuhu Yangtze River Bridge

YANG Jiong

(Track Maintenance Department， Shanghai Railway Administration， Shanghai 200071, China)

Abstract：The first routine evaluation test was conducted in 2014 for Wuhu Yangtze River Bridge to evaluate its safety conditions. Structural stress， deflection， bearing displacement， cable tension， vibration amplitude and frequency were tested. Test results show that the main truss’s stress， mid-span deflection， bearing displacement are basically consistent with the 2000 complete bridge experimental test results， the bridge structure is normal and at a elastic working stage. The tested dynamic coefficients of stress and deflection are both small and the vibration indicators (transverse amplitude， horizontal amplitude， natural frequency and acceleration) met the requirements related to bridge inspection regulations.

Key words：Wuhu Yangtze River Bridge; Cable-stayed bridge; Test

作者簡(jiǎn)介：楊炯(1984—)，男，工程師，2010年畢業(yè)于東南大學(xué)，工學(xué)碩士。

收稿日期：2015-05-11； 修回日期：2015-06-01

中圖分類號(hào)：U446

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI:10.13238/j.issn.1004-2954.2016.01.014

文章編號(hào)：1004-2954(2016)01-0066-05