簡析橋梁動載檢測的基本防范

(廣州大學 廣東 廣州 510000)

一、項目概況

東紅村橋位于江門市江海區南環路，東西向。全長48m，左右獨立的兩幅橋，雙向六車道。上部結構是C40混凝土預應力混凝土簡支空心板；板高0.95m，中板寬1.65m，邊板寬2.07m；下部結構是直徑1m的柱式墩柱，樁柱式橋臺，直徑1.2m的鉆孔灌注樁。橋面鋪裝總厚18cm，下層為10cm厚C40混凝土現澆層，上層為8cm厚C40混凝土路面，設1條伸縮縫。該橋由中交公路規劃設計院設計，竣工于2010年12月，該橋設計荷載為“汽超—20級，掛車—120”。

二、實施動載檢測的必要性

當橋梁遭受特殊災害造成結構損傷、定期檢測難以判斷、或需提高設計承載等級、超過設計使用年限及在定期檢測評為D、E級。定期檢測不能真實準確反應橋梁的現有狀態，需要特殊檢測來確定橋梁現有狀態，動載檢測是常見的特殊檢測方法。

通過對該橋的動載試驗，測定其固有頻率、阻尼比、振型、動力響應系數等參量，對所按照的設計理論、采取的計算方法及設計過程中各項假定是否合理、正確進行驗證，從而判斷該橋的整體剛度及其動力性能。對橋梁整體技術狀況等級和工作狀態作出綜合評價，對橋梁存在的安全隱患或不足提出相應的處治建議，以供維修養護及管理部門決策，并為橋梁日后的養護提供科學的資料及依據。

三、橋梁檢測試驗內容

(一)檢測依據

根據《公路橋梁荷載試驗規程》中第六章的相關規定，橋梁動載試驗應測試橋跨結構的自振特性(自振頻率、阻尼比)。自振特性的測試在橋梁無荷載作用下所處的自然環境中進行，采用地脈動為激振源。動載試驗采用DASP動態測試與分析系統進行。

根據《公路橋梁承載能力檢測評定規程》(JTG/TJ21-2011)規范中對實測自振頻率fmi理論計算頻率fdii的比值。按表3-1的規定確定自振頻率評定標度。

表3-1 橋梁自振頻率評定標準

(二)有限元建模計算

采用MIDAS有限元軟件建立有限元計算模型作為理論依據。共建立222個節點，311個梁單元，如圖3.1所示。

圖3.1 有限元計算模型

采用該有限元模型進行橋梁在的自振特性的分析計算。分析結果如標3.2所示。

表3.2 自振特性理論計算結果

(三)現場試驗

通常結構的L/4、L/2、3L/4點各設置測點。本次動載試驗對象為東紅村橋第三跨右幅橋，使用DASP動載檢測系統對該橋進行地脈動采集。L/2處采集結果以如圖3.2所示。

圖3.2 地脈動第一跨L/2時程曲線圖

(四)結論對比

在DASP系統中，對時程曲線進行快速傅里葉變換可以得到結構的自振基頻。計算fmi/fdi，參考表3.1，確定評定標度。在本橋中，評定標度如表3.3所示。該橋結構特性良好。

表3.3 評定標度表

四、結束語

綜上所述，通過動載試驗，可以確定橋梁結構在受到動力荷載作用后的各項性能參數，再通過與設計要求的對比，確定橋梁結構能否達到穩定和安全，并為橋梁結構正常使用及維修、管理等實際工作提供參考依據。