隆務河大橋試驗檢測及分析

文/任國志 甘肅建筑職業技術學院 甘肅 蘭州 730050

隆務河大橋試驗檢測及分析

文/任國志 甘肅建筑職業技術學院 甘肅 蘭州 730050

本文通過對青海省隆務河大橋工程現有的缺陷和病害狀況調查、主梁強度的抽樣檢測、橋梁靜載試驗，對該大橋試驗孔跨控制截面和典型位置的應力及變形進行觀測，得到了梁實際應力及變形情況。并對試驗結果進行分析和研究，做出了試驗檢測的技術鑒定結論及工程處置建議。

大橋；試驗；檢測；分析

一、工程簡介

隆務河大橋工程是青海省黃南藏族自治州府隆務鎮上的一座重要橋梁。大橋全長420.8m，橋面總寬22m，其中行車道凈寬2×8m=16m，兩側各設置3.0m的人行道。大橋上部結構采用3聯（4×35m）預應力混凝土裝配式連續箱梁，橋梁橫截面由7片預制預應力混凝土箱梁組成。在第二聯橋梁外側設置（35+70+35）m三孔連續的裝飾性拱。橋梁下部采用3柱式橋墩，單排鉆孔樁基礎，橋臺為樁柱式臺。

二、檢測項目

根據橋梁工程設計、構造及施工技術特點擬檢測試驗如下：

1.橋梁工程總體質量檢查

（1）橋跨結構主要受力構件實際尺寸的量測；

（2）主要受力構件混凝土實際強度的測定；

（3）既有恒載作用下橋梁結構的工作狀態觀察；

（4）橋梁結構裂紋及其位置、寬度、走向等的觀測與描述；

（5）混凝土外觀質量評價。

2.橋梁結構靜力反應測試

在試驗荷載作用下，量測受檢橋跨結構控制孔跨在最不利截面處的結構反應，以及檢測裝飾性拱圈與預制箱梁的聯動作用效應：

（1）橋跨結構典型位置處的撓度；

（2）梁體既有裂紋及新生裂紋的擴展狀況、趨勢與分布規律；

（3）橋跨典型截面處混凝土的應力分布；

（4）橋梁結構的彈性（缺陷的荷載—變形表現）恢復特性。

三、試驗實施

1、檢測截面

試驗橋跨為3聯（4×35）米的連續箱梁橋，根據連續箱梁橋的受力特點及構造特點，確定第三聯阿賽公路邊跨為試驗控制孔跨，考察荷載作用下最不利截面位置處的結構受力與變形行為。采用MIDAS和ANSYS結構分析通用程序，計算當前橋梁結構在使用活載作用下的內力與變形，確定產生最大內力（正、負彎矩）的截面和最大變形位置的截面。

根據橋跨結構試驗檢測的目的并考慮測試控制、數據采集、布點、布線工作的方便，利用結構的對稱性，選擇的如下典型截面作為檢測截面：

（1）第三聯靠近阿賽公路邊跨A-A截面處；

（2）第三聯靠近阿賽公路邊跨B-B截面處；

（3）第三聯靠近阿賽公路邊跨C-C截面處；

截面具體位置如圖3.1所示。

圖3.1 檢測截面位置（第三聯）示意圖

2、測點布置

按照擬定的檢測項目及檢測任務要求，根據結構構造特點和理論計算結果，在每個受檢截面在箱梁底布設2個應變片，每截面共布設14個應變片，共A-A、C-C兩個檢測截面共布設28個應變片。靜態撓度測點布置在B-B截面處箱梁底部布設7個位移測點，為檢查吊桿下端與主梁懸臂板處的鉸形錨塊的聯動作用，在第二聯第一跨跨中下游側的懸臂處和欄桿內側布設兩個位移測點，共計16個位移測點。

對被檢測橋梁結構，根據結構施工設計圖、已受荷載的狀態和相關規范，計算分析結構各檢測截面的最大設計內力值，確定檢測截面在最不利設計荷載作用下的反應。按照靜力等效原則，并根據現場提供的試驗荷載類型，計算確定所需試驗荷載總值及其作用方式。

工況1—第三聯邊跨（A-A截面）最大正彎矩左偏加載（如圖3.2）；

工況2—第三聯邊跨（A-A截面）最大正彎矩右偏加載；

圖3.2 試驗加載工況1

四、測試數據分析

1、結構撓度/變形特性

各荷載工況下的位移校驗系數ηw最大值為0.90，ηw最小值為0.68，平均撓度校驗系數值為0.80（如表4.1），預應力混凝土梁橋的撓度檢驗系數一般在0.70≤ηw≤1.00之間，受檢橋跨的撓度表現優于一般預應力混凝土橋跨結構的變形反應。

2、結構應力/應變特性

應力校驗系數是各測點實測應力值與理論計算應力值的比值，是評價橋跨結構強度及承載能力特性的重要參數。正常預應力混凝土梁橋的應力檢驗系數一般在0.60≤ησ≤0.90之間。受測橋跨的平均校驗系數為0.74（如表4.2）。橋梁的承載能力滿足設計的基本要求。

表4.2 A-A截面處各主梁應力平均校驗系數

3、結構裂紋狀況

在各試驗荷載工況下，密切觀測了既有縱向裂紋的變化趨勢，觀測了梁體其它新生受力性裂紋的產生情況。在荷載作用下，箱梁既有縱向裂紋寬度存在微小的呼吸，裂紋長度沒有任何擴展，最大裂紋寬度為0.24mm，超過JTG D62-2004規定限值，沒有觀測到主梁新生受力性裂紋的出現、沒有觀測到豎向彎曲裂紋產生。

4、橋跨結構的彈性恢復特性

卸載后，繼續采集測點位移和應力值，采數間隔10分鐘，連續三次，從卸載后的位移、應力的測試結果發現主梁位移、應力恢復較快，與一般受彎構件的測試結果比較，橋跨結構彈性恢復速度基本正常，橋跨結構在正常設計荷載作用下的彈性反應性能滿足要求。

五、技術鑒定結論及工程處置建議

通過檢查檢測，可得出該大橋的技術鑒定結論：橋跨結構的整體受力性能良好，在試驗荷載作用下的結構彈性性能正常，混凝土總體質量合格。梁體混凝土外觀質量總體較好，但局部存在縱橋向表面裂紋及混凝土剝落，箱梁連接鉸縫及橫隔板外觀質量較好，局部存在雨水侵蝕，既有裂紋及雨水的侵蝕對結構耐久性可能造成不利影響。箱梁表面存在的裂紋在試驗荷載作用下最大寬度0.24mm，超過規范JTGD62-2004的限值，對結構使用耐久性可能造成不利影響。橋梁工程的靜載強度滿足設計承載能力要求，橋跨結構整體承載能力的安全儲備達到設計及規范要求。

隆務河大橋工程的總體施工質量達到了現行相關規程和規范的技術要求，總體工程施工質量合格，但存在的既有裂紋及結構混凝土表面的侵蝕現象可能會降低橋梁工程的使用耐久性，為確保橋梁工程的正常設計使用年限，建議對梁體裂紋及雨水侵蝕現象進行進一步的觀測，并考慮進行維修處理的必要性。

[1］《公路工程技術標準》（JTGB01—2003）[s］.人民交通出版社，2003；

[2］《公路橋涵設計通用規范》（JTG D60—2004）[s］.人民交通出版社，2004；

[3］《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTG 062—2004）[s］.人民交通出版社，2004；

[4］《公路工程質量檢驗評定標準》（JTGF80/1—2004）[s］.人民交通出版社，2004；

表4.1 第三聯位移平均校驗系數匯總表