大件运输车过桥监测分析

董继承

摘 要：本文通过对大件运输车通过桥梁时桥梁应力、挠度变化进行实时监测，确保运输过程中桥梁的安全，进而分析和评价大件运输车过桥对桥梁使用功能和承载能力的影响，为以后类似大件运输车过桥提供相关参考依据。寻求桥梁整体结构的变形规律，了解结构的实际受力状况和工作状况。

关键词：大件运输车；监测；挠度；应变

中图分类号：U445.72 文獻标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）11-0134-02

随着工业技术和建筑行业的不断发展，各种机械设备都趋向于大型化、重型化发展。但国内的很大一部分桥梁修建年代久远，在设计时未考虑到大型荷载对桥梁结构稳定性的作用分析，与此同时，桥梁不断老化，其荷载承受能力下降，因此有效的对桥梁在大件运输车作用下的监测十分重要[1]。本文结合羊叉桥工程实际，对大运输车辆荷载下的桥梁应力—应变、挠度变化以及桥梁开裂等进行了研究，并提出了具体的实施方案和评价体系。

1 工程概况

羊叉桥建于1968年，位于重庆市綦江区打安路为K6+651处，是一座2×20m的钢筋混凝土双曲拱桥，实测桥梁全长52.0m，桥梁全宽6.4m：（0.5+5.4+0.5m）。上部结构由拱圈、拱上结构组成。拱圈净跨径17.87m，计算跨径为18.464m；净矢高为3.575m，计算矢高为3.7m；下部结构由墩、台及其基础组成，桥墩、台中心部分为石砌体。桥面铺装是水泥混凝土，左右两侧均为混凝土护栏，高0.80m，宽0.50m，全桥共计9个泄水孔，桥头设有危桥、限载及桥名牌等标志标牌。现因重庆市綦江区安稳镇电厂建设需要，需通过綦江区打安路羊叉桥将大件变电器运送至电厂，需通过的挂车与货物总重434.5吨。为了保证在运输过程中桥梁的结构稳定性，于2016年7月羊叉桥完成了大件运输车过桥的临时加固，临时加固工程概况：为了满足临时通行434.5吨大件货物的沿线结构安全，充分利用原桥承载力，综合考虑各种因素，本次临时辅助支撑设计采用附加拱圈支撑形式，即在原桥主拱圈下设置工字钢联合支架拱圈，附加拱圈的上表面与原桥拱圈下表面充分接触，通过千斤顶对附加拱圈的拱脚施加轴向顶推力，强迫附加拱圈对原桥主拱圈施加压力，这部分压力可以抵消原桥拱圈的一部分恒载，相当于对原桥拱圈进行减载，达到提高桥梁承载能力的目的。大件运输车过桥时荷载较大，为了保证运输的安全性，在车辆过桥的过程中对全桥应力、挠度进行监控[2]。

2 监测方法及过程

2.1 控制截面及测点布置

根据羊叉桥结构形式及现场实际情况，选择第1跨、第2跨作为大件运输车监控对象，测试的主要内容包括控制截面应变及挠度，测试截面及位置图1所示，测试截面测点布置图2、图3所示。

2.2 大件运输车参数及测试仪器

试验中采用434.5吨大件货物运输车临时通行。其中：牵引车重32吨（含配重），纵桥向共4个轴；挂车部分重402.5吨（货物和车板总重），纵桥向共15个轴，轴距1.55m，车板长23.3m；横桥向共8个轮。试验中应变采用电阻应变片、JM3812多功能静态应变测试系统及便携式计算机进行采集；挠度采用位移计进行测试，监测系统如图4所示。

2.3 位移与应变监测

为保证大件运输车安全通过，需对临时加固的各榀拱架挠度、应力以及原桥主拱圈的应力进行实时监测，现将最大不利情况下各榀钢拱架挠度控制值，各榀钢拱架下缘应力控制值表1-2所示，以供监控参考。

2.4 监测安全控制

为达到监测数据稳定和监测安全目的，根据经验对加载程序作如下安排：（1）挂车行驶过程中在羊叉桥上方的相应轨迹上铺设砂垫层和钢板，钢板长度应超过该桥涵的单跨跨度，钢板厚度不小于1cm，便于荷载的更好分配。（2）大件运输车辆通过前，拟定详细的管理控制方案，指挥、监控协调一致；构件的重心和平板车的装载中心重合，以确保平板车受力均匀和运输过程中的稳定性。（3）运输大件车辆通过时，选择一天中气温较稳定的时段。且在过桥时只允许其单独通行，禁止无关人员和车辆上桥。（4）大件运输车辆过桥时必须匀速慢行（不超过3km/h），严禁在桥梁范围内停车、刹车、变速与重启。

3 监测结果及分析

3.1 监测结果分析原则

监测结果的分析评定按照《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T J21-2011）进行[3]。根据大件运输车过桥时应力、挠度监测，列出对应截面的应变、挠度实测值与理论值，并计算其校验系数，与相关标准规定进行比较，作为确定桥梁的承载力、刚度是否满足设计要求的主要依据。

3.2 应变监测结果及分析

434.5吨大件货物运输车临时通行过程中，各控制截面实测应变值均小于理论计算值，各控制截面应变校验系数为0.208～0.876，控制截面的应变校验系数均在合理范围内。大件运输车通过桥梁后，各测试截面最大相对残余为16.1%，监测结果表明桥梁整体工作性能良好，在卸载后具有较好的变形恢复能力，桥梁整体处于弹性工作状态。

3.3 挠度监测结果及分析

434.5吨大件货物运输车临时通行过程中，各控制截面实测挠度值均小于理论值，各控制截面挠度校验系数为0.513～0.718；各控制截面的挠度校验系数均在正常范围内。卸载后各测试截面最大相对残余变形为11.2%，残余变形较小，监测结果表明桥梁整体工作性能良好，在卸载后具有较好的变形恢复能力，整体处于弹性工作状态。

3.4 裂缝观测分析

试验前对测试截面附近区域进行裂缝检查，原桥混凝土拱圈局部有可见裂缝；大件运输车通过桥梁时原桥主拱圈没有新的可见裂缝出现，原有裂缝长度、宽度闭合情况均满足《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T J21-2011）的要求，结构的抗裂性满足设计和规范要求。

4 监测结论与建议

綦江区羊叉桥在434.5吨大件货物运输车临时通行过程中桥梁实测挠度值、应力值均小于控制值，控制截面的挠度、应力校验系数均在正常范围内，原桥主拱圈没有新的可见裂缝出现，原有裂缝长度、宽度闭合情况均满足规范要求。超重车过桥后，结构具有较好的变形恢复能力，表明结构处于弹性阶段，桥梁结构安全可靠；通车运营期间，按照《公路桥涵养护规范》（JTG H11-2004）的有关规定，加强桥梁的日常养护管理和定期观测检查。

参考文献

[1]乔仲发，李尚.盾构大件运输全周期桥梁检测与评估[J].公路，2012（4）：108-114.

[2]林健安.超重车辆过围墩高架桥的即时监控与分析[J].公路交通技术，2007（6）：117-119.

[3]JTG/T J21-2011.公路桥梁承载能力检测评定规程[S].