基于荷载试验下的桥梁检测

南宏斌，魏清环

(甘肃路桥建设集团有限公司，甘肃 兰州 730070)

桥梁是公路贯通的重要纽带，其使用性能决定着公路交通的通畅与否，也与广大群众的生命财产息息相关[1]。但是桥梁在多种使用状态下，长期受到疲劳荷载，收缩徐变温度效应等引起梁体位移，以及雨雪侵蚀作用导致桥梁上部和下部结构的老化和腐蚀，使结构的承载能力、稳定性以及安全性能经受不同程度的考验，因此定期对桥梁结构进行检测和性能评定具有一定的理论及现实意义。

1 工程概况

青岛新机场站前立交桥，全长540.48 m，桥面宽18.5 m，桥面布置双向四车道纵坡度3.4%，横向坡度1.5%。其结构为单跨 T形简支梁桥，引桥架空部分共21跨，设计荷载标准为汽-20级，挂车-100。

2 荷载试验

2.1 主要目的和内容

测试结构主要构件在设计荷载作用下的受力性能，以此来判断该桥在实际工作中的状态。

对桥梁做静载试验来判断其承载能力，评定使用等级，同时也是为桥梁在维修加固设计和维护提供一定的依据。

对桥梁做动载试验，评定桥梁在振动状态下的动力性能。

主要对该桥的动静载试验展开研究。根据《城市桥梁检测与评定技术规范》(CJJ/T 233—2015)[2]相关规定，该桥的主要检测项目及内容如表1所示。

表1 动静载试验

2.2 静载试验

本桥为混凝土T梁桥，整个主要受力结构由主梁、横隔板、桥墩、桥台和基础组成。为了能够真实地反映梁结构的空间受力状态，将采用空间理论和有限元程序midas Civil相结合的分析方法进行静力分析[3,4]。通过静力分析来确定梁体的最不利位置处能够承受的荷载极限以及位移极限。经过荷载组合，结合空间理论计算和有限元计算，本试验采用控制荷载等级为汽-20，恒载结果如表2所示，汽-20结果如表3所示，以1#、3#、6#梁为例。

表2 恒载结果对比

表3 汽-20结果对比

图1 汽20加载有限元模型

本试验选择了两辆25 t渣土车作为加载车辆，备用两辆相同车型的车辆，选择第七孔和第八孔作为测试截面，具体布置见图2、图3。

图2 测试截面布置图

图3 跨中截面应变测点

取第八跨跨中截面做对比，试验结果如表4所示。

表4 位移理论与实测对比

如表4和表5所示，校验系数均小于1，根据《城市桥梁检测与评定标准》(CJJ/T 233—2015)相关规定，可判定该桥静力强度满足控制荷载等级的要求。

表5 应力理论与实测对比

2.3 动载试验

利用脉冲试验和行车余震测试来测试该桥梁的自振频率、振型和阻尼比。

通过现场的脉冲试验和理论计算，得到该桥的自振频率对比如表6所示。

表6 自振频率理论与实测对照

通过行车余震来测试该桥的阻尼比，测试结果如表7所示。

表7 阻尼比实测值

文献[5]给出的钢筋混凝土桥阻尼比经验值和阻尼比推荐数值的平均值为0.032。从表7中数据可以看出，阻尼比平均为0.013 1，小于推荐值，结构处于有效状态。

3 结 论

(1)静载试验显示，该桥静力强度满足控制荷载等级的要求。

(2)通过动载试验得到该桥的自振频率实际值和理论值基本相近，且阻尼比小于0.032，该桥的动力特性满足要求。

综上所述，利用动静载试验可以有效地检测桥梁的工作状态，评估其承载能力，明确桥梁现阶段真实存在的问题，对后续桥梁的养护提供一定的指导。