董繼承

摘 要：本文通過對大件運(yùn)輸車通過橋梁時橋梁應(yīng)力、撓度變化進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，確保運(yùn)輸過程中橋梁的安全，進(jìn)而分析和評價大件運(yùn)輸車過橋?qū)蛄菏褂霉δ芎统休d能力的影響，為以后類似大件運(yùn)輸車過橋提供相關(guān)參考依據(jù)。尋求橋梁整體結(jié)構(gòu)的變形規(guī)律，了解結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀況和工作狀況。

關(guān)鍵詞：大件運(yùn)輸車；監(jiān)測；撓度；應(yīng)變

中圖分類號：U445.72 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）11-0134-02

隨著工業(yè)技術(shù)和建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，各種機(jī)械設(shè)備都趨向于大型化、重型化發(fā)展。但國內(nèi)的很大一部分橋梁修建年代久遠(yuǎn)，在設(shè)計時未考慮到大型荷載對橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的作用分析，與此同時，橋梁不斷老化，其荷載承受能力下降，因此有效的對橋梁在大件運(yùn)輸車作用下的監(jiān)測十分重要[1]。本文結(jié)合羊叉橋工程實(shí)際，對大運(yùn)輸車輛荷載下的橋梁應(yīng)力—應(yīng)變、撓度變化以及橋梁開裂等進(jìn)行了研究，并提出了具體的實(shí)施方案和評價體系。

1 工程概況

羊叉橋建于1968年，位于重慶市綦江區(qū)打安路為K6+651處，是一座2×20m的鋼筋混凝土雙曲拱橋，實(shí)測橋梁全長52.0m，橋梁全寬6.4m：（0.5+5.4+0.5m）。上部結(jié)構(gòu)由拱圈、拱上結(jié)構(gòu)組成。拱圈凈跨徑17.87m，計算跨徑為18.464m；凈矢高為3.575m，計算矢高為3.7m；下部結(jié)構(gòu)由墩、臺及其基礎(chǔ)組成，橋墩、臺中心部分為石砌體。橋面鋪裝是水泥混凝土，左右兩側(cè)均為混凝土護(hù)欄，高0.80m，寬0.50m，全橋共計9個泄水孔，橋頭設(shè)有危橋、限載及橋名牌等標(biāo)志標(biāo)牌?，F(xiàn)因重慶市綦江區(qū)安穩(wěn)鎮(zhèn)電廠建設(shè)需要，需通過綦江區(qū)打安路羊叉橋?qū)⒋蠹冸娖鬟\(yùn)送至電廠，需通過的掛車與貨物總重434.5噸。為了保證在運(yùn)輸過程中橋梁的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，于2016年7月羊叉橋完成了大件運(yùn)輸車過橋的臨時加固，臨時加固工程概況：為了滿足臨時通行434.5噸大件貨物的沿線結(jié)構(gòu)安全，充分利用原橋承載力，綜合考慮各種因素，本次臨時輔助支撐設(shè)計采用附加拱圈支撐形式，即在原橋主拱圈下設(shè)置工字鋼聯(lián)合支架拱圈，附加拱圈的上表面與原橋拱圈下表面充分接觸，通過千斤頂對附加拱圈的拱腳施加軸向頂推力，強(qiáng)迫附加拱圈對原橋主拱圈施加壓力，這部分壓力可以抵消原橋拱圈的一部分恒載，相當(dāng)于對原橋拱圈進(jìn)行減載，達(dá)到提高橋梁承載能力的目的。大件運(yùn)輸車過橋時荷載較大，為了保證運(yùn)輸?shù)陌踩?，在車輛過橋的過程中對全橋應(yīng)力、撓度進(jìn)行監(jiān)控[2]。

2 監(jiān)測方法及過程

2.1 控制截面及測點(diǎn)布置

根據(jù)羊叉橋結(jié)構(gòu)形式及現(xiàn)場實(shí)際情況，選擇第1跨、第2跨作為大件運(yùn)輸車監(jiān)控對象，測試的主要內(nèi)容包括控制截面應(yīng)變及撓度，測試截面及位置圖1所示，測試截面測點(diǎn)布置圖2、圖3所示。

2.2 大件運(yùn)輸車參數(shù)及測試儀器

試驗(yàn)中采用434.5噸大件貨物運(yùn)輸車臨時通行。其中：牽引車重32噸（含配重），縱橋向共4個軸；掛車部分重402.5噸（貨物和車板總重），縱橋向共15個軸，軸距1.55m，車板長23.3m；橫橋向共8個輪。試驗(yàn)中應(yīng)變采用電阻應(yīng)變片、JM3812多功能靜態(tài)應(yīng)變測試系統(tǒng)及便攜式計算機(jī)進(jìn)行采集；撓度采用位移計進(jìn)行測試，監(jiān)測系統(tǒng)如圖4所示。

2.3 位移與應(yīng)變監(jiān)測

為保證大件運(yùn)輸車安全通過，需對臨時加固的各榀拱架撓度、應(yīng)力以及原橋主拱圈的應(yīng)力進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，現(xiàn)將最大不利情況下各榀鋼拱架撓度控制值，各榀鋼拱架下緣應(yīng)力控制值表1-2所示，以供監(jiān)控參考。

2.4 監(jiān)測安全控制

為達(dá)到監(jiān)測數(shù)據(jù)穩(wěn)定和監(jiān)測安全目的，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對加載程序作如下安排：（1）掛車行駛過程中在羊叉橋上方的相應(yīng)軌跡上鋪設(shè)砂墊層和鋼板，鋼板長度應(yīng)超過該橋涵的單跨跨度，鋼板厚度不小于1cm，便于荷載的更好分配。（2）大件運(yùn)輸車輛通過前，擬定詳細(xì)的管理控制方案，指揮、監(jiān)控協(xié)調(diào)一致；構(gòu)件的重心和平板車的裝載中心重合，以確保平板車受力均勻和運(yùn)輸過程中的穩(wěn)定性。（3）運(yùn)輸大件車輛通過時，選擇一天中氣溫較穩(wěn)定的時段。且在過橋時只允許其單獨(dú)通行，禁止無關(guān)人員和車輛上橋。（4）大件運(yùn)輸車輛過橋時必須勻速慢行（不超過3km/h），嚴(yán)禁在橋梁范圍內(nèi)停車、剎車、變速與重啟。

3 監(jiān)測結(jié)果及分析

3.1 監(jiān)測結(jié)果分析原則

監(jiān)測結(jié)果的分析評定按照《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》（JTG/T J21-2011）進(jìn)行[3]。根據(jù)大件運(yùn)輸車過橋時應(yīng)力、撓度監(jiān)測，列出對應(yīng)截面的應(yīng)變、撓度實(shí)測值與理論值，并計算其校驗(yàn)系數(shù)，與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行比較，作為確定橋梁的承載力、剛度是否滿足設(shè)計要求的主要依據(jù)。

3.2 應(yīng)變監(jiān)測結(jié)果及分析

434.5噸大件貨物運(yùn)輸車臨時通行過程中，各控制截面實(shí)測應(yīng)變值均小于理論計算值，各控制截面應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)為0.208～0.876，控制截面的應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)均在合理范圍內(nèi)。大件運(yùn)輸車通過橋梁后，各測試截面最大相對殘余為16.1%，監(jiān)測結(jié)果表明橋梁整體工作性能良好，在卸載后具有較好的變形恢復(fù)能力，橋梁整體處于彈性工作狀態(tài)。

3.3 撓度監(jiān)測結(jié)果及分析

434.5噸大件貨物運(yùn)輸車臨時通行過程中，各控制截面實(shí)測撓度值均小于理論值，各控制截面撓度校驗(yàn)系數(shù)為0.513～0.718；各控制截面的撓度校驗(yàn)系數(shù)均在正常范圍內(nèi)。卸載后各測試截面最大相對殘余變形為11.2%，殘余變形較小，監(jiān)測結(jié)果表明橋梁整體工作性能良好，在卸載后具有較好的變形恢復(fù)能力，整體處于彈性工作狀態(tài)。

3.4 裂縫觀測分析

試驗(yàn)前對測試截面附近區(qū)域進(jìn)行裂縫檢查，原橋混凝土拱圈局部有可見裂縫；大件運(yùn)輸車通過橋梁時原橋主拱圈沒有新的可見裂縫出現(xiàn)，原有裂縫長度、寬度閉合情況均滿足《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》（JTG/T J21-2011）的要求，結(jié)構(gòu)的抗裂性滿足設(shè)計和規(guī)范要求。

4 監(jiān)測結(jié)論與建議

綦江區(qū)羊叉橋在434.5噸大件貨物運(yùn)輸車臨時通行過程中橋梁實(shí)測撓度值、應(yīng)力值均小于控制值，控制截面的撓度、應(yīng)力校驗(yàn)系數(shù)均在正常范圍內(nèi)，原橋主拱圈沒有新的可見裂縫出現(xiàn)，原有裂縫長度、寬度閉合情況均滿足規(guī)范要求。超重車過橋后，結(jié)構(gòu)具有較好的變形恢復(fù)能力，表明結(jié)構(gòu)處于彈性階段，橋梁結(jié)構(gòu)安全可靠；通車運(yùn)營期間，按照《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》（JTG H11-2004）的有關(guān)規(guī)定，加強(qiáng)橋梁的日常養(yǎng)護(hù)管理和定期觀測檢查。

參考文獻(xiàn)

[1]喬仲發(fā)，李尚.盾構(gòu)大件運(yùn)輸全周期橋梁檢測與評估[J].公路，2012（4）：108-114.

[2]林健安.超重車輛過圍墩高架橋的即時監(jiān)控與分析[J].公路交通技術(shù)，2007（6）：117-119.

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