橋梁檢測與維修加固

馮淳

摘 要：橋梁檢測主要包括橋梁的外觀檢測和荷載試驗，通過外觀的檢測我們可以基本上確定橋梁結構物的使用狀況，然而理論推斷與實際結構的特性往往存在著一定的差別，尤其需要對病害嚴重的橋梁進行荷載試驗，進行結構性能評定。

關鍵詞：橋梁檢測，外觀檢測，荷載試驗

一緒 論

為了適應公路運輸載重量不斷發展的要求，充分利用現有的公路橋梁，使之能繼續安全地為公路運輸服務，根據交通部頒布的《公路養護技術規范》要求，必須對橋梁進行檢測。荷載試驗包括靜載試驗和動載試驗，由靜載試驗可以得到結構的撓度和靜力應變，由動載試驗可以得到結構的模態特性（自振頻率、振型和阻尼比）和系統參數（剛度、質量和阻尼矩陣）。

二靜載試驗

1.橋梁概況

孟州蟒河橋始建于20世紀80年代，上部結構采用12-10m裝配式鋼筋混凝土T梁，下部結構為雙柱式墩臺、鉆孔灌注樁基礎。橋面寬度：凈-6+2x0.5m防撞護欄，橋面鋪裝采用2cm厚瀝青混凝土+9cmC25防水混凝土，路水交角90°，設計荷載汽-15，掛車-80。

2.靜載試驗的目的

樁基礎靜載試驗的主要目的是確定樁的承載能力，即確定樁的允許荷載和極限荷載，查明樁基礎強度的安全儲備，了解樁基礎的變位情況，并依據試驗結果，確定樁基的安全性。通過該次靜載試驗全面了解橋墩蓋梁、立柱和鉆孔灌注樁的受力性能，確定橋梁下部結構的承載能力，為對該橋下部結構加固提供試驗數據支持。此次靜載試驗的主要目的有：

（1）檢驗橋梁下部結構立柱、蓋梁的力學性能。

（2）檢驗鉆孔灌注樁在試驗荷載作用下的沉降情況，并判定鉆孔灌注樁的承載能力，為該橋的橋梁改造提供可靠依據。

3.靜載試驗的內容

根據試驗目的及現場實際情況，確定該靜載試驗進行下列試驗項目：

（1）墩臺蓋梁、立柱外觀檢測及混凝土的強度檢測；

（2）撓度測量：蓋梁跨中截面；

（3）沉降觀測：樁頂截面處；

（4）應力測試：蓋梁跨中截面下緣應力，墩頂處蓋梁截面上緣應力，橋墩墩底截面應力；

（5）裂縫開展情況。

4.試驗過程

（1）.試驗橋墩

經過對該橋實地檢查，為方便加載，試驗橋孔選擇橋梁第三、九兩孔，即3#墩、9#墩。

（2）.測點布置

根據試驗目的和試驗內容的要求進行測點布置，其布置示意圖如圖1所示：

（3）.荷載試驗效率

根據《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》中的建議，橋梁荷載試驗一般采用基本荷載。其中靜力試驗荷載的效率系數的取值范圍為：

0.8≤η≤1.05

其中：

—試驗荷載作用下檢測部位變位或內力的計算值；

S—設計標準荷載作用下檢測部位變位或內和計算值；

加固后一個橋墩樁基承擔的樁頂力為：

105.4KN（上部結構及橋面鋪裝恒載增加）+ 20.6KN（蓋梁加固后增加）+335（公路-Ⅱ級汽車荷載）=451KN。

為使試驗荷載作用下校驗系數為0.8≤η≤1.05，則試驗車輛產生的豎向力為：360.8 KN≤B≤473.55 KN。本次試驗車輛作用下，產生的樁頂豎向力為B=446KN，校驗系數η=446/451=0.99。

5.試驗結果

通過對橋下部結構外觀檢測及靜載試驗數據分析，可以得出以下結論：

（1）蓋梁表面受流水侵蝕嚴重，導致蓋梁表面混凝土剝落，局部有露筋銹蝕。蓋梁混凝土強度推定值為22.90 MPa，低于C25混凝土強度，立柱混凝土強度推定值為18.5-19.8MPa，接近C20混凝土強度。橋墩蓋梁和立柱的碳化深度在0.5-1mm之間。

（2）分析靜載試驗數據，蓋梁和立柱的變形及應力實測結果與理論數據對比，得到校驗系數，蓋梁撓度的校驗系數最大值為0.96，應力的校驗系數最大值為0.903，立柱應力的校驗系數最大值為0.860。參考《橋梁檢測與加固手冊》鋼筋混凝土結構的校驗系數范圍為0.60-0.85，說明蓋梁的工作性能有所降低，結構安全儲備不足。

（3）由于場地條件的限制，本次試驗測試了第三跨3#墩和第九跨9#墩橋墩在試驗荷載作用下橋墩立柱的應力與沉降，應力實測數據與理論數據基本吻合，沉降觀測數據為0.032mm，承載能力滿足公路-Ⅱ級荷載標準要求。

（4） 靜載試驗數據分析

1、撓度數據分析

主要撓度測試結果如表附表2、附表3所示。附表2列出了第九跨9#墩在荷載作用下的各測點位移值，蓋梁實測最大撓度為0.36mm，而理論值為0.37mm，校驗系數為0.97，殘余變形測點為0.04mm；立柱最大變形為0.027mm，而理論值為0.037mm，校驗系數為0.72，最大殘余變形測點為0.002mm。

附表2列出了第三跨3#墩在荷載作用下的各測點位移值，蓋梁實測最大撓度為0.30mm，而理論值為0.37mm，校驗系數為0.81，最大殘余變形測點為0.06mm；立柱最大變形為0.032mm，而理論值為0.037mm，校驗系數為0.86，最大殘余變形測點為0.004mm。

（5） 應變數據分析

在試驗荷載作用下，測試斷面應力與相應的理論計算值、結構效驗系數及殘余應變值列于附表4、附表5。分別在蓋梁跨中的下部和墩頂處蓋梁截面上緣使用電阻應變片測試，為保證測試的準確，每個測點布置2個應變片。

試驗荷載作用下的應力結果，第九跨9#墩蓋梁跨中截實測最大正應力為1.638MPa，與理論值相比較的校驗系數為0.871，殘余應變為5.92%，墩頂處蓋梁截面上緣實測最大正應力為1.611MPa，與理論值相比較的校驗系數為0.868，殘余應變為5.59%。

三、結論

2.建議

根據檢測結果和分析，現對孟州蟒河橋的下部結構處理提出以下建議：

（1）對橋梁下部結構的蓋梁和立柱進行加固，以提高混凝土蓋梁的抗剪、抗彎能力和立柱的抗壓、抗彎能力；

（2）根據橋梁下部結構靜載試驗和孟州相同跨徑橋梁資料進行分析，雖然在試驗荷載作用下，沉降數據滿足規范和公路-Ⅱ級荷載標準要求，但是考慮超載車作用，從橋梁安全角度出發，為了確保橋梁安全運營應予以加固。

參考文獻

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