大件運輸車過橋監測分析

董繼承

摘 要：本文通過對大件運輸車通過橋梁時橋梁應力、撓度變化進行實時監測，確保運輸過程中橋梁的安全，進而分析和評價大件運輸車過橋對橋梁使用功能和承載能力的影響，為以后類似大件運輸車過橋提供相關參考依據。尋求橋梁整體結構的變形規律，了解結構的實際受力狀況和工作狀況。

關鍵詞：大件運輸車；監測；撓度；應變

中圖分類號：U445.72 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）11-0134-02

隨著工業技術和建筑行業的不斷發展，各種機械設備都趨向于大型化、重型化發展。但國內的很大一部分橋梁修建年代久遠，在設計時未考慮到大型荷載對橋梁結構穩定性的作用分析，與此同時，橋梁不斷老化，其荷載承受能力下降，因此有效的對橋梁在大件運輸車作用下的監測十分重要[1]。本文結合羊叉橋工程實際，對大運輸車輛荷載下的橋梁應力—應變、撓度變化以及橋梁開裂等進行了研究，并提出了具體的實施方案和評價體系。

1 工程概況

羊叉橋建于1968年，位于重慶市綦江區打安路為K6+651處，是一座2×20m的鋼筋混凝土雙曲拱橋，實測橋梁全長52.0m，橋梁全寬6.4m：（0.5+5.4+0.5m）。上部結構由拱圈、拱上結構組成。拱圈凈跨徑17.87m，計算跨徑為18.464m；凈矢高為3.575m，計算矢高為3.7m；下部結構由墩、臺及其基礎組成，橋墩、臺中心部分為石砌體。橋面鋪裝是水泥混凝土，左右兩側均為混凝土護欄，高0.80m，寬0.50m，全橋共計9個泄水孔，橋頭設有危橋、限載及橋名牌等標志標牌。現因重慶市綦江區安穩鎮電廠建設需要，需通過綦江區打安路羊叉橋將大件變電器運送至電廠，需通過的掛車與貨物總重434.5噸。為了保證在運輸過程中橋梁的結構穩定性，于2016年7月羊叉橋完成了大件運輸車過橋的臨時加固，臨時加固工程概況：為了滿足臨時通行434.5噸大件貨物的沿線結構安全，充分利用原橋承載力，綜合考慮各種因素，本次臨時輔助支撐設計采用附加拱圈支撐形式，即在原橋主拱圈下設置工字鋼聯合支架拱圈，附加拱圈的上表面與原橋拱圈下表面充分接觸，通過千斤頂對附加拱圈的拱腳施加軸向頂推力，強迫附加拱圈對原橋主拱圈施加壓力，這部分壓力可以抵消原橋拱圈的一部分恒載，相當于對原橋拱圈進行減載，達到提高橋梁承載能力的目的。大件運輸車過橋時荷載較大，為了保證運輸的安全性，在車輛過橋的過程中對全橋應力、撓度進行監控[2]。

2 監測方法及過程

2.1 控制截面及測點布置

根據羊叉橋結構形式及現場實際情況，選擇第1跨、第2跨作為大件運輸車監控對象，測試的主要內容包括控制截面應變及撓度，測試截面及位置圖1所示，測試截面測點布置圖2、圖3所示。

2.2 大件運輸車參數及測試儀器

試驗中采用434.5噸大件貨物運輸車臨時通行。其中：牽引車重32噸（含配重），縱橋向共4個軸；掛車部分重402.5噸（貨物和車板總重），縱橋向共15個軸，軸距1.55m，車板長23.3m；橫橋向共8個輪。試驗中應變采用電阻應變片、JM3812多功能靜態應變測試系統及便攜式計算機進行采集；撓度采用位移計進行測試，監測系統如圖4所示。

2.3 位移與應變監測

為保證大件運輸車安全通過，需對臨時加固的各榀拱架撓度、應力以及原橋主拱圈的應力進行實時監測，現將最大不利情況下各榀鋼拱架撓度控制值，各榀鋼拱架下緣應力控制值表1-2所示，以供監控參考。

2.4 監測安全控制

為達到監測數據穩定和監測安全目的，根據經驗對加載程序作如下安排：（1）掛車行駛過程中在羊叉橋上方的相應軌跡上鋪設砂墊層和鋼板，鋼板長度應超過該橋涵的單跨跨度，鋼板厚度不小于1cm，便于荷載的更好分配。（2）大件運輸車輛通過前，擬定詳細的管理控制方案，指揮、監控協調一致；構件的重心和平板車的裝載中心重合，以確保平板車受力均勻和運輸過程中的穩定性。（3）運輸大件車輛通過時，選擇一天中氣溫較穩定的時段。且在過橋時只允許其單獨通行，禁止無關人員和車輛上橋。（4）大件運輸車輛過橋時必須勻速慢行（不超過3km/h），嚴禁在橋梁范圍內停車、剎車、變速與重啟。

3 監測結果及分析

3.1 監測結果分析原則

監測結果的分析評定按照《公路橋梁承載能力檢測評定規程》（JTG/T J21-2011）進行[3]。根據大件運輸車過橋時應力、撓度監測，列出對應截面的應變、撓度實測值與理論值，并計算其校驗系數，與相關標準規定進行比較，作為確定橋梁的承載力、剛度是否滿足設計要求的主要依據。

3.2 應變監測結果及分析

434.5噸大件貨物運輸車臨時通行過程中，各控制截面實測應變值均小于理論計算值，各控制截面應變校驗系數為0.208～0.876，控制截面的應變校驗系數均在合理范圍內。大件運輸車通過橋梁后，各測試截面最大相對殘余為16.1%，監測結果表明橋梁整體工作性能良好，在卸載后具有較好的變形恢復能力，橋梁整體處于彈性工作狀態。

3.3 撓度監測結果及分析

434.5噸大件貨物運輸車臨時通行過程中，各控制截面實測撓度值均小于理論值，各控制截面撓度校驗系數為0.513～0.718；各控制截面的撓度校驗系數均在正常范圍內。卸載后各測試截面最大相對殘余變形為11.2%，殘余變形較小，監測結果表明橋梁整體工作性能良好，在卸載后具有較好的變形恢復能力，整體處于彈性工作狀態。

3.4 裂縫觀測分析

試驗前對測試截面附近區域進行裂縫檢查，原橋混凝土拱圈局部有可見裂縫；大件運輸車通過橋梁時原橋主拱圈沒有新的可見裂縫出現，原有裂縫長度、寬度閉合情況均滿足《公路橋梁承載能力檢測評定規程》（JTG/T J21-2011）的要求，結構的抗裂性滿足設計和規范要求。

4 監測結論與建議

綦江區羊叉橋在434.5噸大件貨物運輸車臨時通行過程中橋梁實測撓度值、應力值均小于控制值，控制截面的撓度、應力校驗系數均在正常范圍內，原橋主拱圈沒有新的可見裂縫出現，原有裂縫長度、寬度閉合情況均滿足規范要求。超重車過橋后，結構具有較好的變形恢復能力，表明結構處于彈性階段，橋梁結構安全可靠；通車運營期間，按照《公路橋涵養護規范》（JTG H11-2004）的有關規定，加強橋梁的日常養護管理和定期觀測檢查。

參考文獻

[1]喬仲發，李尚.盾構大件運輸全周期橋梁檢測與評估[J].公路，2012（4）：108-114.

[2]林健安.超重車輛過圍墩高架橋的即時監控與分析[J].公路交通技術，2007（6）：117-119.

[3]JTG/T J21-2011.公路橋梁承載能力檢測評定規程[S].