于海龍，楊 奎

(1.安徽省交通規(guī)劃設(shè)計研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230000;2.四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 成都 610000)

0 引 言

貝雷梁橋由于構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)、適應(yīng)性強(qiáng)、互換性好、裝配方便，作為臨時跨越結(jié)構(gòu)在工程中得到廣泛的運用。在一些低等級公路上甚至采用該類型結(jié)構(gòu)作為永久橋梁使用。貝雷梁橋構(gòu)件通過銷軸或螺栓連接，橋梁結(jié)構(gòu)整體性不如鋼筋混凝土橋梁。貝雷梁橋在運營荷載反復(fù)沖擊作用下易造成部分連接構(gòu)件失效，或施工質(zhì)量原因造成連接缺陷，或在長期不利自然條件中鋼構(gòu)件發(fā)生銹蝕，這些不利因素對橋梁運營安全存在較大影響，甚至造成坍塌事故。2011年3月3日杭州杭寧高鐵施工現(xiàn)場發(fā)生貝雷梁坍塌事故，同年12月5日，合肥市包河大道高架橋第二聯(lián)貝雷梁在預(yù)壓過程中發(fā)生坍塌，2013年8月19日寧波輕軌一號線二期工程一工地發(fā)生貝雷梁坍塌事故。因此，對該類型橋梁進(jìn)行安全性評估具有重要意義。

1 工程概況

某貝雷鋼便橋位于川西高原，跨越大渡河，作為某水電站淹沒區(qū)村民整體搬遷通行橋梁，為臨時性過渡橋梁。橋梁全長120 m，總寬5.50 m，凈寬4.2 m。橋梁上部結(jié)構(gòu)為3×36.576 mHD200加強(qiáng)型單層三排簡支貝雷梁橋；下部結(jié)構(gòu)為柱式橋墩、雙層擴(kuò)大基礎(chǔ)，重力式U型橋臺；橋面結(jié)構(gòu)為工字鋼縱橫梁+鋼板組合式橋面。橋面橫向布置為：0.35 m(路肩)+3.50 m(行車道)+0.35 m(路肩)。橋頭設(shè)置鋼筋混凝土搭板，墩頂處橋面連續(xù)。設(shè)計荷載等級：公路-Ι-級。

2 橋梁技術(shù)狀況評定

2.1 檢測結(jié)果

上部結(jié)構(gòu)：個別貝雷梁片、銷軸、銷孔安全銷銹蝕，油漆層局部剝落，1處貝雷片局部變形；個別螺栓松動、缺失，部分支撐架松動，2處支撐架局部變形；橋面鋪裝少量局部坑槽；個別橫梁、橋面鋼板焊縫有氣孔。下部結(jié)構(gòu)：混凝土墩臺局部有裂縫和露筋現(xiàn)象。

2.2 技術(shù)狀況評定

根據(jù)《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》JTG/T H21-2011，該橋總體技術(shù)狀況評定為2類橋梁，即個別構(gòu)件有輕微缺損，對橋梁使用功能無影響。

3 靜載試驗

通過測定橋梁試驗跨控制截面在試驗靜荷載作用下的應(yīng)力和撓度，并與理論計算值比較，檢驗橋梁結(jié)構(gòu)控制截面應(yīng)力與撓度值是否與設(shè)計要求相符。根據(jù)試驗結(jié)果，對橋梁的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性作出評定，以判斷橋梁結(jié)構(gòu)的實際承載能力是否滿足設(shè)計荷載要求；并為日后橋梁的運營、養(yǎng)護(hù)和管理提供依據(jù)。

3.1 測點布置

應(yīng)變測點布置在試驗跨L/2截面，截面上布置12個測點(即貝雷梁6排上下弦桿各一個)，如圖1所示。應(yīng)變采用金屬應(yīng)變片BX120-5AA和靜態(tài)應(yīng)變測試儀TST3826EW測試，以半橋方式貼片。應(yīng)力通過實測應(yīng)變和材料的彈性模量理論值換算得到。撓度測點布置在試驗跨L/2截面，截面上沿橫向布置3個測點，采用精密水準(zhǔn)儀進(jìn)行撓度測量。

圖1 試驗跨L/2截面應(yīng)變測點布置

3.2 靜載試驗結(jié)果

本次試驗選用2臺420 KN加載車輛加載，荷載效率為0.98，滿足《公路橋梁荷載試驗規(guī)程》(JTG/T J21-01-2015)荷載效率為0.85～1.05的規(guī)定。采用橋梁結(jié)構(gòu)計算分析軟件MIDAS對該橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，建立全橋計算模型如圖2所示。選定第一跨跨中截面作為控制斷面。

圖2 全橋計算模型

表1 測點實測撓度與計算值比較(mm)

說明：撓度負(fù)值表示下?lián)稀?/p>

從表中分析得出，試驗荷載作用下，撓度校驗系數(shù)在0.75～0.80范圍內(nèi)，撓度測點相對殘余最大為5.90%，處于《公路橋梁荷載試驗規(guī)程》(JTG/T J21-01-2015)鋼橋撓度檢驗系數(shù)0.75～1.00范圍之內(nèi)，說明該橋縱向抗彎剛度有一定的安全儲備。

表2 測點實測應(yīng)變與計算值比較(με)

在試驗荷載作用下，應(yīng)變校驗系數(shù)在0.76～0.87范圍內(nèi)，處于《公路橋梁荷載試驗規(guī)程》(JTG/T J21-01-2015)鋼橋應(yīng)力檢驗系數(shù)0.75～1.00范圍之內(nèi)，說明該橋縱向抗彎強(qiáng)度有一定的安全儲備。

在各種工況試驗荷載作用下各測點相對殘余變形小于《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》(JTG/T J21-2011)規(guī)定的20%。結(jié)合校驗系數(shù)綜合判斷，結(jié)構(gòu)目前處于彈性工作狀態(tài)。

4 動載試驗內(nèi)容

4.1 試驗內(nèi)容

脈動試驗，用于測定橋跨結(jié)構(gòu)固有振動特性，包括自振頻率和阻尼比；無障礙行車試驗，主要測定第一跨跨中截面、在運行車輛荷載作用下，橋跨結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)；制動試驗，主要測定第一跨跨中截面、在運行車輛荷載作用下，橋跨結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)。

4.2 動載試驗測點布置

脈動測試測點：振動測試采用TST126V拾振器，拾振器測點布置在橋梁第一跨L/2截面中線處。動應(yīng)變測點：第一跨和第二跨跨中截面梁底各布置一個測點(即9#和10#測點)。

4.3 無障礙行車試驗測試結(jié)果

無障礙行車激振作用下，由實測動應(yīng)變時程數(shù)據(jù)推算所得的動應(yīng)力增大系數(shù)見表3，行車激振工況下各試驗截面處的行車應(yīng)變時程曲線見圖3。

表3 無障礙行車沖擊系數(shù)檢測結(jié)果

圖3 第一跨15 km/h無障礙行車(跑車)測點動應(yīng)變曲線

由試驗結(jié)果知，試驗橋跨無障礙行車試驗(跑車試驗)沖擊系數(shù)(1+μ)對行車速度敏感度不高，試驗車速15 km/h內(nèi)所測試的沖擊系數(shù)(1+μ)小于理論計算值1.12，表明該橋整體性能良好。

4.4 制動試驗測試結(jié)果

車輛制動作用下，由實測動應(yīng)變時程數(shù)據(jù)推算所得的動應(yīng)力增大系數(shù)見表4，行車激振工況下各試驗截面處的行車應(yīng)變時程曲線見圖4。

表4 跳車沖擊系數(shù)檢測結(jié)果

圖4 第一跨15 km/h制動測點動應(yīng)變曲線

由試驗結(jié)果知，試驗橋跨有障礙行車試驗(制動試驗)沖擊系數(shù)(1+μ)對行車速度總體較敏感(放大效應(yīng)總體較明顯)，試驗車速范圍內(nèi)所測試的沖擊系數(shù)(1+μ)均大于理論計算值1.12。與無障礙行車試驗結(jié)果(跑車試驗)相比較知，沖擊系數(shù)大幅增加；因此在橋梁的運營管理過程中應(yīng)注意對行駛車輛車速的限制，避免因車速過高遇緊急情況制動時造成的不利影響。

5 試驗結(jié)論與建議

通過對橋梁進(jìn)行靜載、動載試驗，結(jié)果表明：該橋滿足公路-Ⅰ級荷載等級使用要求。

建議：

(1)貝雷梁鋼便橋作為臨時性橋梁，其結(jié)構(gòu)整體性較鋼筋混凝土梁橋差，所以應(yīng)加強(qiáng)橋梁在運營過程中的養(yǎng)護(hù)維修工作。

(2)對貝雷梁、銷軸、鋼梁、限位板、分配梁、陽頭鋼支座、鋼墊塊構(gòu)件中出現(xiàn)銹蝕的部位進(jìn)行除銹并按設(shè)計要求重新涂裝，及時擰緊松動螺栓。

(3)對該橋按進(jìn)行限速、限重處理，建議限速15 km/h，限載40 t。