桥梁试验检测技术应用研究

文/江西赣州市公路管理局兴国分局 陈森林

江西赣州市公路管理局瑞金分局 许正伟

工程概述

某桥位于江西境内，上部结构为预应力钢筋混凝土空心板梁，跨径组合为3×10m，梁高40cm，桥下净空4.3m。下部结构桥台采用浆砌片石U型桥台，桥台基础为扩大基础，桥墩采用薄壁式桥墩，梁体混凝土设计强度等级为C40，桥台台帽、桥墩帽梁混凝土设计强度等级为C25，设计荷载：汽-超20、挂-120。

桥梁特殊检测

构件编号

桥跨依次编号为第1跨、第2跨、第3跨；伸缩缝沿路线前进方向依次编号为1号伸缩缝、2号伸缩缝；下部结构沿前进方向依次编号为0号台、1号墩、2号墩、3号台；主梁编号以中央分隔带为中心，从中间向两侧进行，依次编号为1-1号梁、1-2号梁、……、1-n号梁，2-1号梁、2-2号梁、……、m-n号梁；支座编号以中央分隔带为中心，从中间向两侧进行，依次编号为1-1号支座、1-2号支座、……、1-n号支座，2-1号支座、……、m-n号支座。

混凝土强度及碳化深度测试

测试区属于正方形，其规格为20cm×20cm，且各个测试区设置16个测点，同时，在回弹测区中，将3个测区进行混凝土碳化深度测试。

钢筋保护层厚度测试

在钢筋保护层厚度测试中，主要选择没有敲击空鼓声的区域实施。采用基于电磁感应原理的钢筋保护层测试仪对该区域的钢筋保护层厚度进行测试。

台前侧竖筋、2#墩柱竖筋、3#桥台后侧竖筋保护层实测特征值与设计值比值为0.97至1.11，评定标度为1，表明结构钢筋耐久性的影响不显著。

表1 工况测试断面及测试内容

钢筋锈蚀检测结果

本次检测选取6个测区，测区最低值为-397mv～-498mv。根据混凝土桥梁钢筋锈蚀电位评定标准，1-1号梁、1-5号梁、0号桥台最低值为-391、-389、-397，评定标度为3，表明该处钢筋有锈蚀活动性，发生锈蚀概率大于90%。

有限元模型的建立

为准确进行荷载试验，试验前先进行理论计算。本桥采用MIDASCivil程序对本桥进行结构静力计算、活载效应计算及相应的加载效率的计算。

工况的设置

根据结构受力特点，设置测试截面及测试工况为：第2跨0.5L最大正弯矩工况（A截面）工况测试内容见表1所示。

具体截面布置如图1所示。

图1 测试截面布置图（单位：cm）

应变测点布置

根据现场实际情况，考虑到试验的可实施性，应变测点布置如图2所示。

挠度测点布置

将挠度测点布置在试验跨主梁顶面位置上，然后选择精密水准仪进行测量，具体工况一与二的内容如图3所示。

试验荷载布置

采用自卸式载重车进行加载，加载车吨位为470kN，具体车重如表2所示。

试验荷载布置

使用4辆470kN载重车进行4级加载，1级卸载。加载的效率如表3所示。

图2 A-A截面测点布置图（单位：cm）

图3 挠度测点布置图（单位：cm）

表2 试验所用实际加载车轴重数据

表3 荷载效应（弯矩）及荷载效率

图4 1号挠度测点实测值与计算值关系

图5 2号挠度测点实测值与计算值关系

图6 3号挠度测点实测值与计算值关系

表4 1号梁应变测点实测数据与计算数据表（με）

表5 2号梁应变测点实测数据与计算数据表（με）

表6 3号梁应变测点实测数据与计算数据表（με）

表7 1号梁挠度测点实测数据与计算数据表（mm）

表8 2号梁挠度测点实测数据与计算数据表（mm）

表9 3号梁挠度测点实测数据与计算数据表（mm）

静载试验结果分析

应变测试结果

应变计算值-实测值关系曲线

表4～6为该工况测试截面1、2、3号梁的应变实测数据与计算数据。

挠度测试结果

挠度计算值-实测值关系曲线

表7～9分别为该工况测试截面1、2、3号梁挠度测点的实测数据与计算数据，图4～图6分别为1、2、3号梁挠度测点的实测值与计算值关系曲线。

通过上图可以发现，1、2、3号梁挠度测点，相互间的实测值及计算值线性各个方面数据良好，且线性相关指数R2分别为0.9764、0.9666、0.9765，同时，实测值和计算值相比，前者小于后者，这表示结构属于弹性工作状态。