张怀中桥安全运营能力研究

胡 亮

（张家口市城市快速路管理处，河北 张家口 075000）

0 引言

为了张怀中桥的安全运营，承担该座桥梁的结构实际承载能力的检测工作。通过对桥梁各构件全面的外观质量检查，分析桥梁的各个构件及附属物的质量和工作状况，并对桥梁进行总体评定。通过静载试验，确定结构测试截面的应变分布情况，评估桥梁结构实际受力状况；通过分析在试验荷载作用下桥梁测试截面的挠度情况，评估桥梁上部结构刚度及整体性。通过这些工作，掌握桥梁的整体工作状况，对桥梁承载能力做出综合评价。

1 桥梁概况

张怀中桥位于河北省国道110线K41+324.2处，该桥修建于2004年，全桥总长43m，桥跨组合为4-10，桥梁总宽度为7.5m，桥面净空0.75m+6.0m+0.75m。上部结构为钢筋混凝土上承简支空心板桥，预制空心板、封头、铰缝均采用30＃混凝土，桥面铺装为10cm厚40＃防水混凝土，护栏为25＃混凝土，直径大于12mm的钢筋均采用Ⅱ级钢筋，直径小于12mm者均采用Ⅰ级钢筋；下部结构采用双柱式桥墩，桥台为柱式台，基础为钻孔灌注桩基础，下部结构盖梁、耳墙、背墙、肋板、台柱均采用30＃混凝土，系梁、桩基采用25＃混凝土。

2 桥梁检测的编号顺序和试验孔的选取

2.1 孔编号

由河北向内蒙古方向，桥孔编号从小到大依次编号，分别为第1孔、第2孔、第3孔、第4孔。

2.2 墩台编号

由东至西方向墩台编号依次为0＃台、1＃墩、2＃墩、3＃墩、4＃台。

2.3 空心板编号

该桥空心板按位置共分为4部分，进行单独编号。其编号为第一孔：由南至北方向空心板编号依次为1-1＃板、1-2＃板、1-3＃板、1-4＃板、1-5＃板、1-6＃板；第二孔：由南至北方向空心板编号依次为2-1＃板、2-2＃板、2-3＃板、2-4＃板、2-5＃板、2-6＃板；依次编下去，全桥共计24块板。

2.4 柱子编号

柱子编号按照顺内蒙路线方向，从左到右的顺序编制，共6个柱子。

3 桥梁外观调查

根据各构件缺损程度、缺损时对结构使用功能的影响和缺损发展变化情况，以累加评分方法对各部件缺损状况作出等级评定。重要部件（如墩台与基础、上部承重构件、支座）以其中缺损最严重的构件评分；其他部件根据多数构件缺损状况评分。

该桥整体状况较好，但存在较多病害，详细病害见表1张怀中桥桥梁外观检查记录表，外观病害见图1～图4。

表1 张怀中桥桥梁外观检查记录表

图1 绞缝砂浆脱落

图2 护栏露筋

图3 梁底横缝

图4 桥面铺装裂缝

根据以上检测结果，按照《公路桥涵养护规范》（JTG H11—2004）中的有关规定要求对张怀中桥技术状况进行了评定，结果得87.4分，为二类桥［1］，说明张怀中桥整体状况较好。

4 结构静力荷载试验

4.1 挠度测试结果与分析

张怀中桥各工况跨中断面各个测点挠度测试及理论数据见表2；跨中断面各测点的残余变位见表3。

表2 无名中桥各工况加载时的挠度值 单位：mm

表3 无名中桥跨中断面各测点的残余变形 单位：mm

由表2可知：a）在跨中偏心荷载作用下，4＃板的挠度值最大为3.80mm，其挠跨比为1/2631，远小于规范允许值（1/600）；

b）从各工况加载控制断面的理论挠度值和实测挠度值看出，所测的挠度均能够反映出在活载作用下产生的是正弯矩的规律，实测与理论挠度具有很好的相似性，由此可知，跨中断面各梁之间联系较好，说明该桥横向分布满足设计要求；

c）各加载工况下所有测点的挠度校验系数均小于1.0，控制断面校验系数最大值为0.55，在《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T J21—2011）规定的小于1即可。说明该桥的竖向刚度能满足设计公路—Ⅱ级的荷载要求［2］。

由表3可知：试验测得的相对残余变位的最大值为0.03，小于《公路桥梁承载能力检测评定规程》中第8.3.1条规定。这说明该桥处于弹性工作状态，符合设计理论的假设条件［2］。

4.2 应变测试结果与分析

张怀中桥各工况跨中断面各个应变测点测试及理论数据见表4，跨中断面各个测点的相对残余应变见表5。

表4 张怀中桥各工况加载时的应变值（με）

表5 张怀中桥跨中断面各测点的残余应变（με）

由表4可知：各工况加载下所有测点的应变校验系数均小于1.0，控制断面校验系数最大值为0.77，满足《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T J21—2011）规定小于1的要求［2］。说明该桥的抗弯强度能满足公路—Ⅱ级的荷载要求。

由表5可知：相对残余应变的最大值为0.1，满足《公路桥梁承载能力检测评定规程》中第8.3.1条的规定［2］。说明该桥的抗剪强度能满足要求。

在试验过程中，试验孔未发现有新裂缝产生，旧的裂缝也未发现有扩展。

5 结论和建议

5.1 结论

通过对张怀中桥技术状况评定，该桥得87.4分，为二类桥，说明张怀中桥整体状况较好。通过荷载试验得出：

a）在跨中偏心荷载作用下，挠度值最大为3.80mm，其挠跨比为1/2631，远小于规范允许值；

b）各加载工况下所有测点的挠度校验系数均小于1.0，控制断面校验系数最大值为0.55，说明该桥的竖向刚度能满足设计公路—II级的荷载要求；

c）由各工况加载控制断面的实测挠度与理论挠可知，跨中断面各梁之间联系较好，说明该桥横向分布满足设计要求；

d）试验测得的相对残余变位的最大值为0.03，说明该桥处于弹性工作状态，符合设计理论的假设条件；

e）各工况加载下所有测点的应变校验系数均小于1.0，控制断面校验系数最大值为0.77，说明该桥的抗弯强度能满足公路—II级的荷载要求。

综上所述，荷载试验结果表明：该桥的承载能力满足公路—II级荷载要求。

5.2 建议

为了运营安全，提出以下建议：

a）及时对存在病害的梁底裂缝、桥梁伸缩缝、桥面铺装、排水设施、护栏等进行养护维修处理；

b）目前该桥通行的大型重载、超载车辆较多，建议采取措施，严格限制通行；

c）加强对该桥的各项检查工作。

［1］JTG H11—2004，公路桥涵养护规范［S］.

［2］JTG/T J21—2011，公路桥梁承载能力检测评定规程［S］.