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隆务河大桥试验检测及分析

 期刊栏目:工作研究     更新时间:2015-09-21 14:42:06     浏览: 540 次

隆务河大桥试验检测及分析

任国志

(甘肃建筑职业技术学院  甘肃兰州  730050)

【摘要】本文通过对青海省隆务河大桥工程现有的缺陷和病害状况调查、主梁强度的抽样检测、桥梁静载试验,对该大桥试验孔跨控制截面和典型位置的应力及变形进行观测,得到了梁实际应力及变形情况。并对试验结果进行分析和研究,做出了试验检测的技术鉴定结论及工程处置建议。

【关键词】大桥;试验;检测;分析

一、 工程简介

隆务河大桥工程是青海省黄南藏族自治州府隆务镇上的一座重要桥梁。大桥全长420.8m,桥面总宽22m,其中行车道净宽2×8m=16m,两侧各设置3.0m的人行道大桥上部结构采用3联(4×35m)预应力混凝土装配式连续箱梁,桥梁横截面由7片预制预应力混凝土箱梁组成。在第二联桥梁外侧设置(35+70+35)m三孔连续的装饰性拱。桥梁下部采用3柱式桥墩,单排钻孔桩基础,桥台为桩柱式台。

二、 检测项目

根据桥梁工程设计、构造及施工技术特点拟检测试验如下:

1. 桥梁工程总体质量检查 

(1)桥跨结构主要受力构件实际尺寸的量测;

(2)主要受力构件混凝土实际强度的测定;

(3)既有恒载作用下桥梁结构的工作状态观察;

(4)桥梁结构裂纹及其位置、宽度、走向等的观测与描述;

(5)混凝土外观质量评价。

2. 桥梁结构静力反应测试

在试验荷载作用下,量测受检桥跨结构控制孔跨在最不利截面处的结构反应,以及检测装饰性拱圈与预制箱梁的联动作用效应:

(1)桥跨结构典型位置处的挠度;

(2)梁体既有裂纹及新生裂纹的扩展状况、趋势与分布规律;

(3)桥跨典型截面处混凝土的应力分布; 

(4)桥梁结构的弹性(缺陷的荷载—变形表现)恢复特性。

三、 试验实施

1、检测截面

试验桥跨为3联(4×35)米的连续箱梁桥,根据连续箱梁桥的受力特点及构造特点,确定第三联阿赛公路边跨为试验控制孔跨,考察荷载作用下最不利截面位置处的结构受力与变形行为。采用MIDAS和ANSYS结构分析通用程序,计算当前桥梁结构在使用活载作用下的内力与变形,确定产生最大内力(正、负弯矩)的截面和最大变形位置的截面。

根据桥跨结构试验检测的目的并考虑测试控制、数据采集、布点、布线工作的方便,利用结构的对称性,选择的如下典型截面作为检测截面:

(1)第三联靠近阿赛公路边跨A-A截面处;

(2)第三联靠近阿赛公路边跨B-B截面处;

(3)第三联靠近阿赛公路边跨C-C截面处;

截面具体位置如图3.1所示。

图3.1  检测截面位置(第三联)示意图

2、测点布置

按照拟定的检测项目及检测任务要求,根据结构构造特点和理论计算结果,在每个受检截面在箱梁底布设2个应变片,每截面共布设14个应变片,共A-A、C-C两个检测截面共布设28个应变片。静态挠度测点布置在B-B截面处箱梁底部布设7个位移测点,为检查吊杆下端与主梁悬臂板处的铰形锚块的联动作用,在第二联第一跨跨中下游侧的悬臂处和栏杆内侧布设两个位移测点,共计16个位移测点。

对被检测桥梁结构,根据结构施工设计图、已受荷载的状态和相关规范,计算分析结构各检测截面的最大设计内力值,确定检测截面在最不利设计荷载作用下的反应。按照静力等效原则,并根据现场提供的试验荷载类型,计算确定所需试验荷载总值及其作用方式。

工况1—第三联边跨(A-A截面)最大正弯矩左偏加载(如图3.2);

工况2—第三联边跨(A-A截面)最大正弯矩右偏加载;

图3.2 试验加载工况1

四、 测试数据分析

1、结构挠度/变形特性

各荷载工况下的位移校验系数ηw最大值为0.90,ηw最小值为0.68,平均挠度校验系数值为0.80(如表4.1),预应力混凝土梁桥的挠度检验系数一般在0.70≤ηw≤1.00之间,受检桥跨的挠度表现优于一般预应力混凝土桥跨结构的变形反应。

表4.1 第三联位移平均校验系数汇总表

截  面

B-B

测点号

B-1

B-2

B-3

B-4

B-5

B-6

B-7

工况

1

0.78

0.82

0.85

0.87

0.79

0.86

0.80

2

0.68

0.75

0.78

0.78

0.83

0.72

0.75

3

0.71

0.73

0.76

0.82

0.82

0.90

0.79

测点均值

0.75

0.77

0.80

0.80

0.82

0.83

0.80

截面均值

0.80

2、结构应力/应变特性

应力校验系数是各测点实测应力值与理论计算应力值的比值,是评价桥跨结构强度及承载能力特性的重要参数。正常预应力混凝土梁桥的应力检验系数一般在0.60≤ησ≤0.90之间。受测桥跨的平均校验系数为0.74(如表4.2)。桥梁的承载能力满足设计的基本要求。

 

表4.2 A-A截面处各主梁应力平均校验系数

测试

截面

箱梁

编号

测点

编号

工  况

每片均值

箱梁均值

截面均值

1

2

3

A-A

1

1

0.73

0.68

0.71

0.71

0.706

0.74

2

0.65

0.71

0.72

0.70

2

3

0.78

0.72

0.77

0.73

0.738

4

0.76

0.68

0.81

0.74

3

5

0.81

0.76

0.76

0.74

0.746

6

0.71

0.92

0.72

0.75

14

0.66

0.69

0.66

0.71

3、结构裂纹状况

在各试验荷载工况下,密切观测了既有纵向裂纹的变化趋势,观测了梁体其它新生受力性裂纹的产生情况。在荷载作用下,箱梁既有纵向裂纹宽度存在微小的呼吸,裂纹长度没有任何扩展,最大裂纹宽度为0.24㎜,超过JTG D62-2004规定限值,没有观测到主梁新生受力性裂纹的出现、没有观测到竖向弯曲裂纹产生。

4、桥跨结构的弹性恢复特性

卸载后,继续采集测点位移和应力值,采数间隔10分钟,连续三次,从卸载后的位移、应力的测试结果发现主梁位移、应力恢复较快,与一般受弯构件的测试结果比较,桥跨结构弹性恢复速度基本正常,桥跨结构在正常设计荷载作用下的弹性反应性能满足要求。

五、 技术鉴定结论及工程处置建议

通过检查检测,可得出该大桥的技术鉴定结论:桥跨结构的整体受力性能良好,在试验荷载作用下的结构弹性性能正常,混凝土总体质量合格。梁体混凝土外观质量总体较好,但局部存在纵桥向表面裂纹及混凝土剥落,箱梁连接铰缝及横隔板外观质量较好,局部存在雨水侵蚀,既有裂纹及雨水的侵蚀对结构耐久性可能造成不利影响。箱梁表面存在的裂纹在试验荷载作用下最大宽度0.24mm,超过规范JTGD62-2004的限值,对结构使用耐久性可能造成不利影响。桥梁工程的静载强度满足设计承载能力要求,桥跨结构整体承载能力的安全储备达到设计及规范要求。

隆务河大桥工程的总体施工质量达到了现行相关规程和规范的技术要求,总体工程施工质量合格,但存在的既有裂纹及结构混凝土表面的侵蚀现象可能会降低桥梁工程的使用耐久性,为确保桥梁工程的正常设计使用年限,建议对梁体裂纹及雨水侵蚀现象进行进一步的观测,并考虑进行维修处理的必要性。

 

参考文献:

[1]《公路工程技术标准》(JTGB01—2003)[s].人民交通出版社,2003;

[2]《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)[s].人民交通出版社,2004;

[3]《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 062—2004)[s].人民交通出版社,2004;

[4]《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1—2004)[s].人民交通出版社,2004;

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