橋梁試驗檢測技術應用研究

文/江西贛州市公路管理局興國分局 陳森林

江西贛州市公路管理局瑞金分局 許正偉

工程概述

某橋位于江西境內，上部結構為預應力鋼筋混凝土空心板梁，跨徑組合為3×10m，梁高40cm，橋下凈空4.3m。下部結構橋臺采用漿砌片石U型橋臺，橋臺基礎為擴大基礎，橋墩采用薄壁式橋墩，梁體混凝土設計強度等級為C40，橋臺臺帽、橋墩帽梁混凝土設計強度等級為C25，設計荷載：汽-超20、掛-120。

橋梁特殊檢測

構件編號

橋跨依次編號為第1跨、第2跨、第3跨；伸縮縫沿路線前進方向依次編號為1號伸縮縫、2號伸縮縫；下部結構沿前進方向依次編號為0號臺、1號墩、2號墩、3號臺；主梁編號以中央分隔帶為中心，從中間向兩側進行，依次編號為1-1號梁、1-2號梁、……、1-n號梁，2-1號梁、2-2號梁、……、m-n號梁；支座編號以中央分隔帶為中心，從中間向兩側進行，依次編號為1-1號支座、1-2號支座、……、1-n號支座，2-1號支座、……、m-n號支座。

混凝土強度及碳化深度測試

測試區屬于正方形，其規格為20cm×20cm，且各個測試區設置16個測點，同時，在回彈測區中，將3個測區進行混凝土碳化深度測試。

鋼筋保護層厚度測試

在鋼筋保護層厚度測試中，主要選擇沒有敲擊空鼓聲的區域實施。采用基于電磁感應原理的鋼筋保護層測試儀對該區域的鋼筋保護層厚度進行測試。

臺前側豎筋、2#墩柱豎筋、3#橋臺后側豎筋保護層實測特征值與設計值比值為0.97至1.11，評定標度為1，表明結構鋼筋耐久性的影響不顯著。

表1 工況測試斷面及測試內容

鋼筋銹蝕檢測結果

本次檢測選取6個測區，測區最低值為-397mv～-498mv。根據混凝土橋梁鋼筋銹蝕電位評定標準，1-1號梁、1-5號梁、0號橋臺最低值為-391、-389、-397，評定標度為3，表明該處鋼筋有銹蝕活動性，發生銹蝕概率大于90%。

有限元模型的建立

為準確進行荷載試驗，試驗前先進行理論計算。本橋采用MIDASCivil程序對本橋進行結構靜力計算、活載效應計算及相應的加載效率的計算。

工況的設置

根據結構受力特點，設置測試截面及測試工況為：第2跨0.5L最大正彎矩工況（A截面）工況測試內容見表1所示。

具體截面布置如圖1所示。

圖1 測試截面布置圖（單位：cm）

應變測點布置

根據現場實際情況，考慮到試驗的可實施性，應變測點布置如圖2所示。

撓度測點布置

將撓度測點布置在試驗跨主梁頂面位置上，然后選擇精密水準儀進行測量，具體工況一與二的內容如圖3所示。

試驗荷載布置

采用自卸式載重車進行加載，加載車噸位為470kN，具體車重如表2所示。

試驗荷載布置

使用4輛470kN載重車進行4級加載，1級卸載。加載的效率如表3所示。

圖2 A-A截面測點布置圖（單位：cm）

圖3 撓度測點布置圖（單位：cm）

表2 試驗所用實際加載車軸重數據

表3 荷載效應（彎矩）及荷載效率

圖4 1號撓度測點實測值與計算值關系

圖5 2號撓度測點實測值與計算值關系

圖6 3號撓度測點實測值與計算值關系

表4 1號梁應變測點實測數據與計算數據表（με）

表5 2號梁應變測點實測數據與計算數據表（με）

表6 3號梁應變測點實測數據與計算數據表（με）

表7 1號梁撓度測點實測數據與計算數據表（mm）

表8 2號梁撓度測點實測數據與計算數據表（mm）

表9 3號梁撓度測點實測數據與計算數據表（mm）

靜載試驗結果分析

應變測試結果

應變計算值-實測值關系曲線

表4～6為該工況測試截面1、2、3號梁的應變實測數據與計算數據。

撓度測試結果

撓度計算值-實測值關系曲線

表7～9分別為該工況測試截面1、2、3號梁撓度測點的實測數據與計算數據，圖4～圖6分別為1、2、3號梁撓度測點的實測值與計算值關系曲線。

通過上圖可以發現，1、2、3號梁撓度測點，相互間的實測值及計算值線性各個方面數據良好，且線性相關指數R2分別為0.9764、0.9666、0.9765，同時，實測值和計算值相比，前者小于后者，這表示結構屬于彈性工作狀態。