厦门市BRT高架曲线桥梁受力性能检测分析

2018-11-28朱剑锋鲁耀刚戴沂新

江西建材 2018年13期

朱剑锋,鲁耀刚,戴沂新

(1.厦门快速公交场站有限公司,福建厦门 361000；2.厦门合诚工程检测有限公司,福建厦门 361000)

桥梁是陆路交通的关键结构,自热环境和其他荷载作用下使得桥梁结构劣化,进而影响桥梁的承载力和耐久性,因此,定期检测是十分必有的。本文通过对厦门市快速交通系统(BRT)一号线第93联的预应力混凝土连续刚构曲线桥进行静动荷载试验,并结合有限元分析对试验结果进行分析。其检测及分析结果可为该桥梁的今后运营管理及检修提供参考。

1 工程概况

厦门市快速交通系统(BRT)一号线岛内段起自第一码头,沿厦禾路、莲前西路、县黄路与集美大桥对接。各区间使用高架桥梁连接。其中,第93联设计采用4跨预应力混凝土连续刚构桥结构,孔跨布置为(23+24+29+29)m,桥宽11.3m,属区间桥梁；该桥为曲线桥,其曲线半径为150m,平面布置如图1所示。主梁断面为单箱单室,混凝土强度等级为C50；墩柱为瓶式变断面,混凝土强度等级为C40。计算荷载：轻轨荷载(直线电机B型车荷载),设计行车速度：30kmh。

图1 厦门市BRT第93联高架桥平面布置图(单位：m)

2 现状检测

经外观现状检测,该桥整体状况较好,主要病害如下：

(1)桥面系：桥面铺装磨损共计3处,占全联铺装总面积4%；312#墩顶伸缩缝轻微堵塞、钢构件锈蚀；排水管堵塞、水篦子缺失、锈蚀5处；防撞护栏钢构件轻微锈蚀共3处。

(2)上部结构：主梁共计7处泛碱析白,总面积为0.775m2,未见其他病害。

(3)支座：支座类型为盆式钢支座,其中钢板、螺栓锈蚀共计8个。

(2)下部结构：桥梁墩柱植被严重覆盖共计3处,基础被土体掩埋,无法观测。

根据《城市桥梁养护技术规范》(CJJ99-2017)[1]、《城市桥梁检测与评定技术规范》(CJJ/T233-2015)[2],综合分析外观检测结果,将第93联技术状况评定等级为B级。

3 有限元模型

采用MIDAS/Civil软件建立第93联曲线桥空间有限元模型,见图2。模型中主梁与桥墩皆用梁单元模拟。主梁支座类型为盆式钢支座,模型中边跨支座处主梁约束竖向、横桥向的平动自由度和面外转动自由度。刚构桥桥墩与主梁完全固结在一起,模型中采用刚性连接进行模拟。模型共计120个节点,115个单元。

图2 第93联曲线桥有限元模型

4 静载试验

4.1 试验断面及工况

根据多跨连续刚构桥的受力特点,按最不利原则,静载试验共布置3个荷载工况。测试断面示意如图3所示。测试断面应变片、挠度布置方式见图4所示。

图3 静载试验断面示意图(单位：cm)

图4 第93联测试断面测点布置示意图 (单位：cm)

表1列出了各工况的理论内力、试验内力以及试验效率,各工况试验效率介于0.96～1.03之间,满足规范《城市桥梁检测与评定技术规范》(CJJ/T233-2015)[2]的要求。

表1 第93联静力荷载试验效率

4.2 静载结果分析

对静载试验中测量得到的应变和挠度数据进行处理分析后得到,各工况下断面应变校验系数平均值分别为0.65、0.68、0.57、0.57、0.53、0.55,最大应变相对残余值为15.38%；挠度校验系数平均值分别为0.65、0.66、0.60、0.61(负弯矩工况三、四不测挠度),最大挠度相对残余值为4.27%。各工况应变、挠度校验系数均满足《城市桥梁检测与评定技术规范》(CJJ/T233-2015)[2]中所规定不大于1的要求。鉴于篇幅,仅列出工况一的典型应变、挠度测试结果,见表3和4。