某连续刚构桥检测评定实例

陈榕

(福建船政交通职业学院 道路工程系，福建 福州 350007)

0 前言

连续刚构桥的特点就是主梁和墩台是刚性连接的，在竖向荷载作用下，主梁端部的负弯矩，能够抵消一部分跨中的正弯矩，使得跨中截面正弯矩减少，从而减少了跨中截面高度和主梁混凝土用量，也增大了桥下的净空。此外，由于墩和梁固结，不需要支座，整个桥梁连成一体，较之于其他桥型行车更加平稳顺畅，抗震性也更好。此种桥型近些年受到国内外建设者的青睐，越来越多的建设部门把目光集中在连续刚构桥上。但是，建成之后的连续刚构桥的施工质量如何、工作性能如何，就需要对其进行静载及动力荷载试验，以得到此种桥型的工作性能。本文以南平常坑大桥为背景，通过对静动载实验结果的研究分析，综合评定了南平常坑大桥的承载能力，检验了此桥的施工质量，也为同类桥型的承载力检测方法提供参考。

1 工程概况

南平常坑大桥为大跨度连续刚构弯箱梁桥，它的建成不仅促进了南平中心城区、南平城市北部和大横片区的经济发展，也带动了黄墩、大家厂、湖尾、常坑组团的土地利用与开发。常坑大桥的桥型布置为(4 ×30)m 连续T 梁+(60+100+60)m 变截面连续刚构箱梁+(4 ×30)m 连续T 梁。由浦城向南平城区方向降坡1．3%以及0．4%，平面位于左线半径分别为943．97m 和2 644．95m，右线半径分别为922．65m 和2 694．25m的卵形曲线内。主墩及连接墩为钢筋混凝土箱型空心墩，T 梁桥为柱墩、座板台，桩基采用钻孔灌注桩基础。设计荷载等级为公路－Ⅰ级，安全等级为一级。南平常坑大桥现场实景图如图1 所示。

2 静载试验

2．1 加载工况和荷载效率

桥梁检测一般先进行静载现场试验，在实验开始前，首先要通过计算确立加载工况和荷载效率。根据连续刚构桥的受力特点，确立的静载测试工况及荷载效率见表1。

2．2 测点布置

由计算得到主梁最不利截面位置后，得到的主梁测试截面的布置(见图2、图3)，主桥选取的应变测试截面分别为:1－1(L/3 截面)、2－2(5#墩墩顶)、3－3(6#孔跨中)。引桥选取截面为4－4(1#墩顶截面)和5－5(2#孔跨中截面)作为应变测试截面，测试项目如表2 所示。

2．3 静载试验结果及分析

采用迈达斯变截面梁单元建立模型进行理论分析，分别对静载试验各荷载工况作用下的挠度和应变进行验算分析。并将试验得到的应变和挠度的实测值与计算得到的应变和挠度的理论值进行对比，如图4、图5 所示。从图4 中可以看出，有限元计算模型模拟的较为准确，得到的应变值与试验的实测应变值相当接近，变化规律也吻合良好。主桥及引桥的应变校验系数(分别为0．50～0．60、0．50～0．80)均符合规范要求(0．50～0．90)。从图5 中可以看出，有限元计算模型准确性再次得到了验证，挠度值与试验的实测值相当接近。主桥及引桥的挠度校验系数(在0．60～0．90之间)均符合规范要求(0．60～1．0)。

表1 静载测试工况及测试内容

表2 静载测试项目表

3 动载试验

3．1 试验内容

导致桥梁震动的因素有很多，发动机的震动、桥面不平顺、人群荷载、风动力、地震力等都能使桥梁发生震动。车辆数的增多、载重量增大、行车速度提高等作用都会加剧桥梁的震动。为此，需对南平常坑大桥进行动载试验，以检验该大桥的动力响应，及在动荷载作用下的受力状况，实验内容和方法列于表3 中。

表3 主桥动载实验内容和方法

3．2 动载试验结果及分析

表4 主桥面内基本动力模态

4 小结

4．1 静载试验

(1)本次静载试验各控制截面在最不利荷载作用的静载试验效率η=0．91～0．95，符合《大跨度混凝土桥梁的试验方法》的要求。

(2)主梁变形规律与理论计算基本一致，主桥应变和挠度校验系数均符合《公路桥梁承载能力检测评定规程》限值要求。

(3)主桥主跨跨中截面顶板处的裂缝，在各工况荷载作用下裂缝宽度变化量小，卸载后裂缝宽度能恢复至初始值。在各工况荷载作用下裂缝长度均未进一步扩展。

4．2 动载试验

(1)常坑大桥主桥的动力响应良好，主桥处于较好受力状态。

(2)标准车辆对主桥的冲击系数为0．04，设计冲击系数为0．07，说明在正常行车时主桥实测冲击系数均小于设计值。

(3)主桥的最大响应加速度为0．0127g，小于人体不适的限值0．065g。

［1］CJJ－99－2003，城市桥梁养护技术规范［S］．

［2］大跨径混凝土桥梁的试验方法［S］．

［3］JTGD60－2004，公路桥涵设计通用规范［S］．

［4］朱先祥．荷载试验在桥梁检测中的应用［J］．公路交通科技，2008，(10) :159～161．

［5］马耕，李子春，柯在田．某高速公路预应力混凝土梁桥的检测评估［J］．铁道建筑，2008，(10) :25～28．

［6］潘理．桥梁检测技术研究［J］．山西建筑，2010，(8) :322～323．