橋梁試驗檢測技術(shù)應(yīng)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(nèi)，上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)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(jié)構(gòu)橋臺采用漿砌片石U型橋臺，橋臺基礎(chǔ)為擴大基礎(chǔ)，橋墩采用薄壁式橋墩，梁體混凝土設(shè)計強度等級為C40，橋臺臺帽、橋墩帽梁混凝土設(shè)計強度等級為C25，設(shè)計荷載：汽-超20、掛-120。

橋梁特殊檢測

構(gòu)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(jié)構(gòu)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(cè)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(cè)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(qū)屬于正方形，其規(guī)格為20cm×20cm，且各個測試區(qū)設(shè)置16個測點，同時，在回彈測區(qū)中，將3個測區(qū)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(qū)域?qū)嵤?。采用基于電磁感?yīng)原理的鋼筋保護層測試儀對該區(qū)域的鋼筋保護層厚度進行測試。

臺前側(cè)豎筋、2#墩柱豎筋、3#橋臺后側(cè)豎筋保護層實測特征值與設(shè)計值比值為0.97至1.11，評定標(biāo)度為1，表明結(jié)構(gòu)鋼筋耐久性的影響不顯著。

表1 工況測試斷面及測試內(nèi)容

鋼筋銹蝕檢測結(jié)果

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

有限元模型的建立

為準(zhǔn)確進行荷載試驗，試驗前先進行理論計算。本橋采用MIDASCivil程序?qū)Ρ緲蜻M行結(jié)構(gòu)靜力計算、活載效應(yīng)計算及相應(yīng)的加載效率的計算。

工況的設(shè)置

根據(jù)結(jié)構(gòu)受力特點，設(shè)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(nèi)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(yīng)變測點布置

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，考慮到試驗的可實施性，應(yīng)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(zhǔn)儀進行測量，具體工況一與二的內(nèi)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(shù)據(jù)

表3 荷載效應(yīng)（彎矩）及荷載效率

圖4 1號撓度測點實測值與計算值關(guān)系

圖5 2號撓度測點實測值與計算值關(guān)系

圖6 3號撓度測點實測值與計算值關(guān)系

表4 1號梁應(yīng)變測點實測數(shù)據(jù)與計算數(shù)據(jù)表（με）

表5 2號梁應(yīng)變測點實測數(shù)據(jù)與計算數(shù)據(jù)表（με）

表6 3號梁應(yīng)變測點實測數(shù)據(jù)與計算數(shù)據(jù)表（με）

表7 1號梁撓度測點實測數(shù)據(jù)與計算數(shù)據(jù)表（mm）

表8 2號梁撓度測點實測數(shù)據(jù)與計算數(shù)據(jù)表（mm）

表9 3號梁撓度測點實測數(shù)據(jù)與計算數(shù)據(jù)表（mm）

靜載試驗結(jié)果分析

應(yīng)變測試結(jié)果

應(yīng)變計算值-實測值關(guān)系曲線

表4～6為該工況測試截面1、2、3號梁的應(yīng)變實測數(shù)據(jù)與計算數(shù)據(jù)。

撓度測試結(jié)果

撓度計算值-實測值關(guān)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(shù)據(jù)與計算數(shù)據(jù)，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(guān)系曲線。

通過上圖可以發(fā)現(xiàn)，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(shù)據(jù)良好，且線性相關(guān)指數(shù)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(jié)構(gòu)屬于彈性工作狀態(tài)。