10×30m簡支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋檢測技術(shù)研究

劉海英

（內(nèi)蒙古自治區(qū)交通運(yùn)輸培訓(xùn)中心，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010051）

10×30m簡支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋檢測技術(shù)研究

劉海英

（內(nèi)蒙古自治區(qū)交通運(yùn)輸培訓(xùn)中心，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010051）

通過橋梁檢測能夠了解橋梁實(shí)際工作狀態(tài)和承載能力，為橋梁養(yǎng)護(hù)和加固提供可靠詳實(shí)的數(shù)據(jù).本文結(jié)合某橋10x30m簡支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋檢測的實(shí)際案例，闡述外觀檢查、靜動載試驗(yàn)的設(shè)計(jì)以及工況設(shè)置，分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，為以后橋梁檢測提供一些參考.

簡支梁橋；靜荷載；動荷載

1 工程概況

該橋是某環(huán)島高速公路的重要控制性工程，中心里程為K33+158.5，全長606m.橋梁上部構(gòu)造采用20孔30m先簡支后連續(xù)的裝配式預(yù)應(yīng)力鋼筋砼T形梁，10孔一聯(lián)，共兩聯(lián)，橋跨組合10×30+10×30m.橋面凈寬：11.5m.

2 橋梁外觀檢測

該橋整體狀況較好，主要病害如下：

（1）橋面系整體情況較好，典型病害為：左幅伸縮縫5處堵塞，2處橡膠開裂，1處鋼板脫落；護(hù)欄1處裂縫.右幅橋面鋪裝共發(fā)現(xiàn)裂縫3處；伸縮縫堵塞2處；護(hù)欄裂縫2處，防撞網(wǎng)損壞1處，構(gòu)件缺失2處.

（2）上部結(jié)構(gòu)整體情況差，典型病害為：左幅主梁有1處超寬裂縫，長1m；31處剝落，總體積0.166m3；12處露筋，總體積0.091m3；8處泛堿，總體積0.158m3；7處蜂窩，總體積0.058m3；11處空洞，總體積0.083m3；2處銹脹，總體積0.01m3；2處錨栓脫落.右幅主梁有3處超寬裂縫，總長5.2m；33 處剝落，總體積 0.79m3；4 處露筋，總體積 0.0265m3；8 處空洞，總體積 0.085m3；12 處蜂窩，總體積 0.0665m3；5 處泛堿，總面積0.29m2；2處銹脹，總體積 0.0186m3；1處預(yù)應(yīng)力錨頭混凝土剝落；1處植物生長.

（3）支座典型病害為：左幅22處鼓包，33處剪切，13處脫空，1處支座滑移，2處墊石開裂.右幅129處鼓包；5處剪切；69處老化開裂；2處墊板銹蝕.

（4）下部結(jié)構(gòu)典型病害為：左幅超寬裂縫4處，總長2.4m，未超寬裂縫11處，總長5.75m；露筋1處；剝落6處；砼破損14處，總體積0.146m3；銹脹2處，總體積0.006m3；垃圾堆積4處；擋塊滑移2處，錨栓松脫9處.右幅橋臺有1處裂縫；橋墩有2處銹脹，總體積0.0322m3；1處砼破損，總體積0.032m3；17處裂縫，總長15.121m；1處擋塊缺失.

綜合分析外觀檢查和無損檢測數(shù)據(jù)，該橋左幅技術(shù)狀況評定結(jié)果為3類；右幅技術(shù)狀況評定結(jié)果為3類.

3 靜荷載試驗(yàn)

3.1 靜載試驗(yàn)內(nèi)容

根據(jù)該橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及實(shí)際情況，此次選擇右幅進(jìn)行靜載試驗(yàn)，測試工況如表1所示.

表1 測試工況匯總表

靜載試驗(yàn)的測試截面編號(A截面～C截面)，如圖1所示.

圖1 靜載試驗(yàn)截面編號示意圖

3.2 試驗(yàn)測點(diǎn)布置

3.2.1 應(yīng)變測點(diǎn)

應(yīng)變測點(diǎn)布置如圖2和圖3所示，應(yīng)變測點(diǎn)布置圖中僅示意跨中截面和支點(diǎn)截面，對于撓度測點(diǎn)布置圖中僅示意跨中截面，梁體其余截面可參照布設(shè).3.2.2 撓度測點(diǎn)

圖2 跨中截面應(yīng)變測點(diǎn)布置圖

圖3 支點(diǎn)截面應(yīng)變測點(diǎn)布置圖

本次荷載試驗(yàn)選擇在第1跨和第2跨跨中截面測量撓度變化，依據(jù)《試驗(yàn)方法》要求，每片T形梁底布置1個(gè)撓度測點(diǎn)，每跨合計(jì)7個(gè)撓度測點(diǎn)，兩跨共14個(gè)測點(diǎn)，每跨具體測點(diǎn)布置見圖4.

圖4 跨中截面撓度測點(diǎn)布置和測試斷面圖

3.3 加載方案

加載工況根據(jù)控制截面和加載方式劃分，靜載試驗(yàn)劃分成4個(gè)工況，見表2.

表2 靜載試驗(yàn)加載工況和試驗(yàn)內(nèi)容匯總表

工況4為橫向分布系數(shù)測定工況，通過橫向移動車輛荷載來測試，共計(jì)移動6次.此次靜載試驗(yàn)試驗(yàn)車均為36t加載車，確保荷載試驗(yàn)安全分為二級加載，卸載不分級，一次卸載.

4 動載試驗(yàn)方案

動載試驗(yàn)橋跨為右幅第一跨.

4.1 測點(diǎn)布置

脈動測試：根據(jù)Midas/Civil2012對的固有特性計(jì)算結(jié)果，脈動試驗(yàn)測點(diǎn)布置在橋面行車道兩側(cè)的跨中、1/4和3/4截面位置，如圖5所示.

圖5 脈動試驗(yàn)測點(diǎn)布置示意圖/cm

各測點(diǎn)均布置豎向拾振器.

強(qiáng)迫振動試驗(yàn)：對右幅第一跨進(jìn)行跑車試驗(yàn)振動測試，在該跨四分點(diǎn)處各布置一個(gè)豎向拾振器.

4.2 測試工況

工況匯總?cè)绫?所示.

5 荷載試驗(yàn)結(jié)果分析

5.1 靜載結(jié)果分析

表3 動載試驗(yàn)測試工況匯總表

5.1.1 應(yīng)變數(shù)據(jù)分析

各荷載工況下測試截面應(yīng)變測試結(jié)果見表4，表中正值表示拉應(yīng)變，負(fù)值表示壓應(yīng)變.

表4 工況一應(yīng)變測點(diǎn)數(shù)據(jù)分析表

應(yīng)變試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)表明：各加載工況下各測試截面測點(diǎn)的實(shí)測應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)在0.32～0.70之間，應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)均小于1，承載能力滿足規(guī)范要求；實(shí)測應(yīng)變的相對殘余應(yīng)變率介于0.0%～18%之間，均低于20%，表明結(jié)構(gòu)具有一定的彈性恢復(fù)能力.

5.1.2 變形數(shù)據(jù)分析

結(jié)構(gòu)各荷載工況下測試截面變形測試分析結(jié)果見表5，表中負(fù)值表示變形向下，正值表示變形向上（見表5）.

變形試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)表明：各加載工況下各測試截面測點(diǎn)的實(shí)測撓度校驗(yàn)系數(shù)在0.30～0.83之間，變形校驗(yàn)系數(shù)均小于1，結(jié)構(gòu)實(shí)際狀態(tài)優(yōu)于理論狀態(tài)；實(shí)測變形的相對殘余變形率介于0.0%～12%之間，相對殘余變形均低于20%.表明結(jié)構(gòu)具有一定的彈性恢復(fù)能力.

5.1.3 荷載橫向分布分析

本工況通過對比橫向分布影響線的理論值和實(shí)測值，進(jìn)一步將實(shí)測橫向分布影響線進(jìn)行擬合，計(jì)算得到實(shí)測橫向分布系數(shù).橫向分布系數(shù)理論值和實(shí)測值對比情況，如圖6所示.

表5 工況一變形測點(diǎn)數(shù)據(jù)分析表

圖6

由圖可見1～3#梁的橫向分布影響線實(shí)測值與理論值較為接近，4#梁實(shí)測曲線有明顯的凸起，這表明4#梁的橫向分布特性不再滿足剛性橫梁法假定；除4#梁外，各梁掛車和人群橫向分布系數(shù)實(shí)測值均小于理論值.

5.2 動載結(jié)果分析

5.2.1 脈動結(jié)果分析

該橋右幅橋脈動自振頻率分析表，如表6所示.

脈動試驗(yàn)結(jié)果表明：脈動試驗(yàn)各測點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)時(shí)程曲線正常有效，無奇異波形，各測點(diǎn)間的響應(yīng)協(xié)調(diào)；頻譜分析后頻率峰值明顯，各測點(diǎn)實(shí)測頻率值均比設(shè)計(jì)理論計(jì)算值大，通過分析脈動試驗(yàn)數(shù)據(jù)，南渡江大橋右幅整體剛度滿足設(shè)計(jì)要求，該結(jié)論與靜載試驗(yàn)結(jié)果相吻合.

表6 自振頻率分析表

5.2.2 強(qiáng)迫振動試驗(yàn)結(jié)果分析

該橋各強(qiáng)迫工況下測點(diǎn)實(shí)測振幅見表7.

表7 強(qiáng)迫振動試驗(yàn)測點(diǎn)實(shí)測振幅

南渡江大橋右幅橋強(qiáng)迫振動試驗(yàn)結(jié)果表明：由各強(qiáng)迫振動試驗(yàn)下振動時(shí)程曲線可以看出，對稱測點(diǎn)的豎向振幅較為接近，分布較為規(guī)律，說明結(jié)構(gòu)整體性較好；由跑車試驗(yàn)工況下的振動時(shí)程圖可以看出，跑車振動響應(yīng)明顯，隨車速增加，跑車時(shí)響應(yīng)振動幅值增大，同時(shí)整個(gè)跑車過程沒有出現(xiàn)其他奇異的振動響應(yīng)，說明的橋面平整度良好；跑車試驗(yàn)工況下，各點(diǎn)實(shí)測加速度值均小于0.065g，說明橋梁行車舒適性良好，不會引起司乘人員不適.

6 結(jié)語

靜載試驗(yàn)結(jié)果表明：各工況下主要測點(diǎn)實(shí)測應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)小于1，各工況下所有測點(diǎn)實(shí)測變形校驗(yàn)系數(shù)小于1，滿足《大跨徑混凝土橋梁的試驗(yàn)方法》的要求，表明結(jié)構(gòu)的承載能力滿足設(shè)計(jì)要求；實(shí)測結(jié)構(gòu)各測點(diǎn)相對殘余應(yīng)變和相對殘余變形均低于20%，表明結(jié)構(gòu)具有一定的彈性恢復(fù)能力；各加載工況下測試截面對稱測點(diǎn)的應(yīng)變值較接近，表明在偏載情況下截面整體受力較均勻，荷載橫向傳遞較好.

動載試驗(yàn)結(jié)果表明：由脈動試驗(yàn)測試結(jié)果得到實(shí)測固有頻率大于相應(yīng)的理論計(jì)算值，說明整體剛度滿足設(shè)計(jì)要求，符合靜載試驗(yàn)結(jié)果；各跑車試驗(yàn)工況下振動響應(yīng)明顯，振動時(shí)程曲線未出現(xiàn)奇異振動，說明橋面平整度良好；各點(diǎn)實(shí)測加速度值均小于0.065g，說明橋梁行車舒適性良好，不會引起司乘人員不適.

〔1〕邵克敏.公路橋梁檢測技術(shù)的應(yīng)用探討[J].交通建設(shè)與管理，2014（2）：62-63.

〔2〕郭亞輝.公路橋梁檢測技術(shù)探討[J].交通世界（運(yùn)輸車輛），2015（18）：126-127.

U445

A

1673-260X（2017）12-0061-03

2017-09-22