廣元市朝天區大巴口嘉陵江大橋承載能力分析研究

薛 路

(四川華騰公路試驗檢測有限責任公司 四川 成都 610000)

一、研究目標

掌握橋梁各結構現有狀況、破損程度，對橋梁進行技術狀況評定；通過靜動載試驗，掌握橋梁結構受力狀況及工作性能，評價橋梁實際承載能力。

二、研究方法

(一)表觀缺陷研究方法

采用目測與儀器相結合的方法對橋梁逐跨進行表觀缺損狀況檢查，對橋梁各構件的缺損進行位置、特性等定性描述，然后輔以專業設備對缺損進行定量描述。重點關注各類型橋梁的主要受力和受力復雜的部位。裂縫檢測，主要檢測裂縫的分布、走向、表現形式、長短、寬度限值及其對應的深度；其他表觀缺損，主要采用卷尺、直尺測量其范圍。對被檢測橋梁進行檢測時，對橋梁所有構件及關鍵部位存在病害部位進行近距離檢查和測量，并對典型病害拍攝高清照片，繪制病害分布圖，分析病害產生原因和其對橋梁安全運營的影響程度。

(二)材質狀況研究方法

混凝土強度(超聲回彈綜合法)：回彈數值揭示結構物表層硬度以及彈性模量，結構物的內部密實度通過超聲聲速數值反應，所以可以通過相關表達式結合超聲聲速、回彈數值的測量來推算結構強度。采用回彈儀測量其回彈值，采用非金屬超聲儀測試其聲速，根據相關曲線的計算公式計算混凝土構件換算強度和推定強度。混凝土保護層厚度(電磁感應法)：鋼筋位置及保護層厚度采用電磁式鋼筋測試儀進行檢測。構件檢測儀產生的交變電磁場不會激起構件產生感應電流，繼而激起出來二次交變電磁場，被構件檢測儀接收裝置接收以及辨識，按照接收到的二次交變電磁場的強弱料定構件位置和墊塊直徑。鋼筋銹蝕狀況(四電極阻抗測量法)：該次測評依照標準建議的方式，選用四電極阻抗測量法測定，即在砌體表層四支電極等直徑接觸，電流電極位于兩外側，兩內側為電壓電極，通過對兩個外部探頭施加電流，并測量兩個內部探頭之間的潛在差異獲得混凝土電阻率ρ。

(三)荷載試驗檢測研究

1.靜載試驗方法。采用梁格法建立空間有限元模型，進行恒載計算及活載分析；全橋各構件的幾何參數、材料參數以及荷載參數均按設計文件取值；邊界條件嚴格按本橋實際支承進行模擬。材料自重均按照設計文件進行取值；橋面荷載(含橋面鋪裝、欄桿等)折合為線荷載加載；設計荷載：汽車設計20級，掛車設計100級。朝天區大巴口嘉陵江大橋主橋為10×30m簡支空心板橋，上部主要承重構件均采用梁單元模擬。朝天區大巴口嘉陵江大橋共離散為330個節點，455個單元。靜載試驗主要測試混凝土梁應變、撓度以及梁裂縫開展情況，其測點主要包括應變測點、撓度及裂縫觀測點。本次試驗擬采用三軸車進行等效加載。對于測驗的應變、軸力(包括支點沉陷)展開狀況等等數據按照《公路橋梁承載能力檢測評定規程》(JTG/TJ21-2011)及《公路橋梁荷載試驗規程》(JTG/TJ21-01-2015)的相關要求展開妥善處理。以數據表模式提出各個工況之下應變、軸力等等測驗實測值、均值、殘余系數、方法論計算系數及校驗值；將具有代表性測點的實測值與理論值繪制成圖，便于觀測試驗荷載下的分布狀況或結構響應；將帶有典型性測點的實測值與理論值繪制成圖，利于觀測試驗荷載下的分布情況或是內部結構響應；

2.動載試驗

脈動試驗：在橋面無任何外加荷載以及沒有相關規則的振源的情況下，測定風載作用、地脈動作用、風作用、水流作用等隨機荷載激振引起的橋址結構微幅度的振動。采取伺服式加速度芯片，再配伺服放大器后接動態數據采集檢測儀展開振動波形的采集。將傳送到的響應脈沖傳入電子計算機，用專用框架結構動態脈沖分析軟件展開FFT信號處理分析、專用框架結構模態分析軟件分別展開頻域以及時域的模態擬以及妥善處理，取得橋梁框架結構低階自振頻度、對應的幅值和阻尼比。無障礙行車試驗：通過驅動力測驗系統測定橋跨框架結構主要控制配筋測點的動應變時間軌跡直線，從而剖析不同車速之下車輛對于橋梁沖擊值。有障礙行車試驗：試驗時，采用1輛試驗車以一定的速度通過設置在控制截面的障礙物，依次序駛出橋跨結構。經由驅力評測系統測定橋跨內部結構主要控制截面測點的動應變時間軌跡直線，進而分析各異車速下列車有障礙停放時對于橋面沖擊數值。試驗時，采用1輛試驗車以一定的速度駛入橋面，當加載車后軸位于試驗跨跨中截面處時，進行緊急制動，通過動力試驗測試橋跨結構主要控制截面測點的動應變時間歷程曲線，進而分析不同車速下車輛對橋梁沖擊系數。

3.文獻綜述

進行理論檢算還可驗證原設計的正確性，檢驗原施工質量;指導荷載檢測的進行;與荷載測試的有關數據資料數據對照剖析,求得框架結構的安全度，知曉結構的安全儲備;檢測數據與理論計算數據還可互相印證。

橋梁進行的荷載試驗結果能夠在橋梁結構承載力評價中具有不可替代的作用。工程上，比較通用的方法是采用車輛加載的靜載和動載試驗就目前而言，存在的主要問題是如何更精細。利用荷載試驗獲得的數據結果，評估損傷程度及承載力總體水平情況，對于框架結構的靠譜度總體水平及預期使用壽命展開評價，而是借以指點結構的修理養護。