張懷中橋安全運(yùn)營(yíng)能力研究

胡 亮

（張家口市城市快速路管理處，河北 張家口 075000）

0 引言

為了張懷中橋的安全運(yùn)營(yíng)，承擔(dān)該座橋梁的結(jié)構(gòu)實(shí)際承載能力的檢測(cè)工作。通過(guò)對(duì)橋梁各構(gòu)件全面的外觀質(zhì)量檢查，分析橋梁的各個(gè)構(gòu)件及附屬物的質(zhì)量和工作狀況，并對(duì)橋梁進(jìn)行總體評(píng)定。通過(guò)靜載試驗(yàn)，確定結(jié)構(gòu)測(cè)試截面的應(yīng)變分布情況，評(píng)估橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)際受力狀況；通過(guò)分析在試驗(yàn)荷載作用下橋梁測(cè)試截面的撓度情況，評(píng)估橋梁上部結(jié)構(gòu)剛度及整體性。通過(guò)這些工作，掌握橋梁的整體工作狀況，對(duì)橋梁承載能力做出綜合評(píng)價(jià)。

1 橋梁概況

張懷中橋位于河北省國(guó)道110線K41+324.2處，該橋修建于2004年，全橋總長(zhǎng)43m，橋跨組合為4-10，橋梁總寬度為7.5m，橋面凈空0.75m+6.0m+0.75m。上部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土上承簡(jiǎn)支空心板橋，預(yù)制空心板、封頭、鉸縫均采用30＃混凝土，橋面鋪裝為10cm厚40＃防水混凝土，護(hù)欄為25＃混凝土，直徑大于12mm的鋼筋均采用Ⅱ級(jí)鋼筋，直徑小于12mm者均采用Ⅰ級(jí)鋼筋；下部結(jié)構(gòu)采用雙柱式橋墩，橋臺(tái)為柱式臺(tái)，基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，下部結(jié)構(gòu)蓋梁、耳墻、背墻、肋板、臺(tái)柱均采用30＃混凝土，系梁、樁基采用25＃混凝土。

2 橋梁檢測(cè)的編號(hào)順序和試驗(yàn)孔的選取

2.1 孔編號(hào)

由河北向內(nèi)蒙古方向，橋孔編號(hào)從小到大依次編號(hào)，分別為第1孔、第2孔、第3孔、第4孔。

2.2 墩臺(tái)編號(hào)

由東至西方向墩臺(tái)編號(hào)依次為0＃臺(tái)、1＃墩、2＃墩、3＃墩、4＃臺(tái)。

2.3 空心板編號(hào)

該橋空心板按位置共分為4部分，進(jìn)行單獨(dú)編號(hào)。其編號(hào)為第一孔：由南至北方向空心板編號(hào)依次為1-1＃板、1-2＃板、1-3＃板、1-4＃板、1-5＃板、1-6＃板；第二孔：由南至北方向空心板編號(hào)依次為2-1＃板、2-2＃板、2-3＃板、2-4＃板、2-5＃板、2-6＃板；依次編下去，全橋共計(jì)24塊板。

2.4 柱子編號(hào)

柱子編號(hào)按照順內(nèi)蒙路線方向，從左到右的順序編制，共6個(gè)柱子。

3 橋梁外觀調(diào)查

根據(jù)各構(gòu)件缺損程度、缺損時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)使用功能的影響和缺損發(fā)展變化情況，以累加評(píng)分方法對(duì)各部件缺損狀況作出等級(jí)評(píng)定。重要部件（如墩臺(tái)與基礎(chǔ)、上部承重構(gòu)件、支座）以其中缺損最嚴(yán)重的構(gòu)件評(píng)分；其他部件根據(jù)多數(shù)構(gòu)件缺損狀況評(píng)分。

該橋整體狀況較好，但存在較多病害，詳細(xì)病害見(jiàn)表1張懷中橋橋梁外觀檢查記錄表，外觀病害見(jiàn)圖1～圖4。

表1 張懷中橋橋梁外觀檢查記錄表

圖1 絞縫砂漿脫落

圖2 護(hù)欄露筋

圖3 梁底橫縫

圖4 橋面鋪裝裂縫

根據(jù)以上檢測(cè)結(jié)果，按照《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》（JTG H11—2004）中的有關(guān)規(guī)定要求對(duì)張懷中橋技術(shù)狀況進(jìn)行了評(píng)定，結(jié)果得87.4分，為二類(lèi)橋［1］，說(shuō)明張懷中橋整體狀況較好。

4 結(jié)構(gòu)靜力荷載試驗(yàn)

4.1 撓度測(cè)試結(jié)果與分析

張懷中橋各工況跨中斷面各個(gè)測(cè)點(diǎn)撓度測(cè)試及理論數(shù)據(jù)見(jiàn)表2；跨中斷面各測(cè)點(diǎn)的殘余變位見(jiàn)表3。

表2 無(wú)名中橋各工況加載時(shí)的撓度值 單位：mm

表3 無(wú)名中橋跨中斷面各測(cè)點(diǎn)的殘余變形 單位：mm

由表2可知：a）在跨中偏心荷載作用下，4＃板的撓度值最大為3.80mm，其撓跨比為1/2631，遠(yuǎn)小于規(guī)范允許值（1/600）；

b）從各工況加載控制斷面的理論撓度值和實(shí)測(cè)撓度值看出，所測(cè)的撓度均能夠反映出在活載作用下產(chǎn)生的是正彎矩的規(guī)律，實(shí)測(cè)與理論撓度具有很好的相似性，由此可知，跨中斷面各梁之間聯(lián)系較好，說(shuō)明該橋橫向分布滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求；

c）各加載工況下所有測(cè)點(diǎn)的撓度校驗(yàn)系數(shù)均小于1.0，控制斷面校驗(yàn)系數(shù)最大值為0.55，在《公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程》（JTG/T J21—2011）規(guī)定的小于1即可。說(shuō)明該橋的豎向剛度能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)公路—Ⅱ級(jí)的荷載要求［2］。

由表3可知：試驗(yàn)測(cè)得的相對(duì)殘余變位的最大值為0.03，小于《公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程》中第8.3.1條規(guī)定。這說(shuō)明該橋處于彈性工作狀態(tài)，符合設(shè)計(jì)理論的假設(shè)條件［2］。

4.2 應(yīng)變測(cè)試結(jié)果與分析

張懷中橋各工況跨中斷面各個(gè)應(yīng)變測(cè)點(diǎn)測(cè)試及理論數(shù)據(jù)見(jiàn)表4，跨中斷面各個(gè)測(cè)點(diǎn)的相對(duì)殘余應(yīng)變見(jiàn)表5。

表4 張懷中橋各工況加載時(shí)的應(yīng)變值（με）

表5 張懷中橋跨中斷面各測(cè)點(diǎn)的殘余應(yīng)變（με）

由表4可知：各工況加載下所有測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)均小于1.0，控制斷面校驗(yàn)系數(shù)最大值為0.77，滿(mǎn)足《公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程》（JTG/T J21—2011）規(guī)定小于1的要求［2］。說(shuō)明該橋的抗彎強(qiáng)度能滿(mǎn)足公路—Ⅱ級(jí)的荷載要求。

由表5可知：相對(duì)殘余應(yīng)變的最大值為0.1，滿(mǎn)足《公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程》中第8.3.1條的規(guī)定［2］。說(shuō)明該橋的抗剪強(qiáng)度能滿(mǎn)足要求。

在試驗(yàn)過(guò)程中，試驗(yàn)孔未發(fā)現(xiàn)有新裂縫產(chǎn)生，舊的裂縫也未發(fā)現(xiàn)有擴(kuò)展。

5 結(jié)論和建議

5.1 結(jié)論

通過(guò)對(duì)張懷中橋技術(shù)狀況評(píng)定，該橋得87.4分，為二類(lèi)橋，說(shuō)明張懷中橋整體狀況較好。通過(guò)荷載試驗(yàn)得出：

a）在跨中偏心荷載作用下，撓度值最大為3.80mm，其撓跨比為1/2631，遠(yuǎn)小于規(guī)范允許值；

b）各加載工況下所有測(cè)點(diǎn)的撓度校驗(yàn)系數(shù)均小于1.0，控制斷面校驗(yàn)系數(shù)最大值為0.55，說(shuō)明該橋的豎向剛度能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)公路—II級(jí)的荷載要求；

c）由各工況加載控制斷面的實(shí)測(cè)撓度與理論撓可知，跨中斷面各梁之間聯(lián)系較好，說(shuō)明該橋橫向分布滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求；

d）試驗(yàn)測(cè)得的相對(duì)殘余變位的最大值為0.03，說(shuō)明該橋處于彈性工作狀態(tài)，符合設(shè)計(jì)理論的假設(shè)條件；

e）各工況加載下所有測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)均小于1.0，控制斷面校驗(yàn)系數(shù)最大值為0.77，說(shuō)明該橋的抗彎強(qiáng)度能滿(mǎn)足公路—II級(jí)的荷載要求。

綜上所述，荷載試驗(yàn)結(jié)果表明：該橋的承載能力滿(mǎn)足公路—II級(jí)荷載要求。

5.2 建議

為了運(yùn)營(yíng)安全，提出以下建議：

a）及時(shí)對(duì)存在病害的梁底裂縫、橋梁伸縮縫、橋面鋪裝、排水設(shè)施、護(hù)欄等進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修處理；

b）目前該橋通行的大型重載、超載車(chē)輛較多，建議采取措施，嚴(yán)格限制通行；

c）加強(qiáng)對(duì)該橋的各項(xiàng)檢查工作。

［1］JTG H11—2004，公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范［S］.

［2］JTG/T J21—2011，公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程［S］.