10×30m简支转连续梁桥检测技术研究

刘海英

（内蒙古自治区交通运输培训中心，内蒙古 呼和浩特 010051）

10×30m简支转连续梁桥检测技术研究

刘海英

（内蒙古自治区交通运输培训中心，内蒙古 呼和浩特 010051）

通过桥梁检测能够了解桥梁实际工作状态和承载能力，为桥梁养护和加固提供可靠详实的数据.本文结合某桥10x30m简支转连续梁桥检测的实际案例，阐述外观检查、静动载试验的设计以及工况设置，分析试验数据，为以后桥梁检测提供一些参考.

简支梁桥；静荷载；动荷载

1 工程概况

该桥是某环岛高速公路的重要控制性工程，中心里程为K33+158.5，全长606m.桥梁上部构造采用20孔30m先简支后连续的装配式预应力钢筋砼T形梁，10孔一联，共两联，桥跨组合10×30+10×30m.桥面净宽：11.5m.

2 桥梁外观检测

该桥整体状况较好，主要病害如下：

（1）桥面系整体情况较好，典型病害为：左幅伸缩缝5处堵塞，2处橡胶开裂，1处钢板脱落；护栏1处裂缝.右幅桥面铺装共发现裂缝3处；伸缩缝堵塞2处；护栏裂缝2处，防撞网损坏1处，构件缺失2处.

（2）上部结构整体情况差，典型病害为：左幅主梁有1处超宽裂缝，长1m；31处剥落，总体积0.166m3；12处露筋，总体积0.091m3；8处泛碱，总体积0.158m3；7处蜂窝，总体积0.058m3；11处空洞，总体积0.083m3；2处锈胀，总体积0.01m3；2处锚栓脱落.右幅主梁有3处超宽裂缝，总长5.2m；33 处剥落，总体积 0.79m3；4 处露筋，总体积 0.0265m3；8 处空洞，总体积 0.085m3；12 处蜂窝，总体积 0.0665m3；5 处泛碱，总面积0.29m2；2处锈胀，总体积 0.0186m3；1处预应力锚头混凝土剥落；1处植物生长.

（3）支座典型病害为：左幅22处鼓包，33处剪切，13处脱空，1处支座滑移，2处垫石开裂.右幅129处鼓包；5处剪切；69处老化开裂；2处垫板锈蚀.

（4）下部结构典型病害为：左幅超宽裂缝4处，总长2.4m，未超宽裂缝11处，总长5.75m；露筋1处；剥落6处；砼破损14处，总体积0.146m3；锈胀2处，总体积0.006m3；垃圾堆积4处；挡块滑移2处，锚栓松脱9处.右幅桥台有1处裂缝；桥墩有2处锈胀，总体积0.0322m3；1处砼破损，总体积0.032m3；17处裂缝，总长15.121m；1处挡块缺失.

综合分析外观检查和无损检测数据，该桥左幅技术状况评定结果为3类；右幅技术状况评定结果为3类.

3 静荷载试验

3.1 静载试验内容

根据该桥的结构特点及实际情况，此次选择右幅进行静载试验，测试工况如表1所示.

表1 测试工况汇总表

静载试验的测试截面编号(A截面～C截面)，如图1所示.

图1 静载试验截面编号示意图

3.2 试验测点布置

3.2.1 应变测点

应变测点布置如图2和图3所示，应变测点布置图中仅示意跨中截面和支点截面，对于挠度测点布置图中仅示意跨中截面，梁体其余截面可参照布设.3.2.2 挠度测点

图2 跨中截面应变测点布置图

图3 支点截面应变测点布置图

本次荷载试验选择在第1跨和第2跨跨中截面测量挠度变化，依据《试验方法》要求，每片T形梁底布置1个挠度测点，每跨合计7个挠度测点，两跨共14个测点，每跨具体测点布置见图4.

图4 跨中截面挠度测点布置和测试断面图

3.3 加载方案

加载工况根据控制截面和加载方式划分，静载试验划分成4个工况，见表2.

表2 静载试验加载工况和试验内容汇总表

工况4为横向分布系数测定工况，通过横向移动车辆荷载来测试，共计移动6次.此次静载试验试验车均为36t加载车，确保荷载试验安全分为二级加载，卸载不分级，一次卸载.

4 动载试验方案

动载试验桥跨为右幅第一跨.

4.1 测点布置

脉动测试：根据Midas/Civil2012对的固有特性计算结果，脉动试验测点布置在桥面行车道两侧的跨中、1/4和3/4截面位置，如图5所示.

图5 脉动试验测点布置示意图/cm

各测点均布置竖向拾振器.

强迫振动试验：对右幅第一跨进行跑车试验振动测试，在该跨四分点处各布置一个竖向拾振器.

4.2 测试工况

工况汇总如表3所示.

5 荷载试验结果分析

5.1 静载结果分析

表3 动载试验测试工况汇总表

5.1.1 应变数据分析

各荷载工况下测试截面应变测试结果见表4，表中正值表示拉应变，负值表示压应变.

表4 工况一应变测点数据分析表

应变试验结果数据表明：各加载工况下各测试截面测点的实测应变校验系数在0.32～0.70之间，应变校验系数均小于1，承载能力满足规范要求；实测应变的相对残余应变率介于0.0%～18%之间，均低于20%，表明结构具有一定的弹性恢复能力.

5.1.2 变形数据分析

结构各荷载工况下测试截面变形测试分析结果见表5，表中负值表示变形向下，正值表示变形向上（见表5）.

变形试验结果数据表明：各加载工况下各测试截面测点的实测挠度校验系数在0.30～0.83之间，变形校验系数均小于1，结构实际状态优于理论状态；实测变形的相对残余变形率介于0.0%～12%之间，相对残余变形均低于20%.表明结构具有一定的弹性恢复能力.

5.1.3 荷载横向分布分析

本工况通过对比横向分布影响线的理论值和实测值，进一步将实测横向分布影响线进行拟合，计算得到实测横向分布系数.横向分布系数理论值和实测值对比情况，如图6所示.

表5 工况一变形测点数据分析表

图6

由图可见1～3#梁的横向分布影响线实测值与理论值较为接近，4#梁实测曲线有明显的凸起，这表明4#梁的横向分布特性不再满足刚性横梁法假定；除4#梁外，各梁挂车和人群横向分布系数实测值均小于理论值.

5.2 动载结果分析

5.2.1 脉动结果分析

该桥右幅桥脉动自振频率分析表，如表6所示.

脉动试验结果表明：脉动试验各测点采集到的数据时程曲线正常有效，无奇异波形，各测点间的响应协调；频谱分析后频率峰值明显，各测点实测频率值均比设计理论计算值大，通过分析脉动试验数据，南渡江大桥右幅整体刚度满足设计要求，该结论与静载试验结果相吻合.

表6 自振频率分析表

5.2.2 强迫振动试验结果分析

该桥各强迫工况下测点实测振幅见表7.

表7 强迫振动试验测点实测振幅

南渡江大桥右幅桥强迫振动试验结果表明：由各强迫振动试验下振动时程曲线可以看出，对称测点的竖向振幅较为接近，分布较为规律，说明结构整体性较好；由跑车试验工况下的振动时程图可以看出，跑车振动响应明显，随车速增加，跑车时响应振动幅值增大，同时整个跑车过程没有出现其他奇异的振动响应，说明的桥面平整度良好；跑车试验工况下，各点实测加速度值均小于0.065g，说明桥梁行车舒适性良好，不会引起司乘人员不适.

6 结语

静载试验结果表明：各工况下主要测点实测应变校验系数小于1，各工况下所有测点实测变形校验系数小于1，满足《大跨径混凝土桥梁的试验方法》的要求，表明结构的承载能力满足设计要求；实测结构各测点相对残余应变和相对残余变形均低于20%，表明结构具有一定的弹性恢复能力；各加载工况下测试截面对称测点的应变值较接近，表明在偏载情况下截面整体受力较均匀，荷载横向传递较好.

动载试验结果表明：由脉动试验测试结果得到实测固有频率大于相应的理论计算值，说明整体刚度满足设计要求，符合静载试验结果；各跑车试验工况下振动响应明显，振动时程曲线未出现奇异振动，说明桥面平整度良好；各点实测加速度值均小于0.065g，说明桥梁行车舒适性良好，不会引起司乘人员不适.

〔1〕邵克敏.公路桥梁检测技术的应用探讨[J].交通建设与管理，2014（2）：62-63.

〔2〕郭亚辉.公路桥梁检测技术探讨[J].交通世界（运输车辆），2015（18）：126-127.

U445

A

1673-260X（2017）12-0061-03

2017-09-22