在役某桥梁加固前后荷载试验对比分析

张问坪

（广州诚安路桥检测有限公司， 广东 广州 510420）

1 工程概况

广州市某桥右幅第二十六联为预应力混凝土连续箱梁，其跨径组合为28m+2×37m+45m +28m，是全桥预应力混凝土连续箱梁中单跨跨径最大，单联总长最长的一联。该桥单幅桥面横向布置为：0.45（护栏）+13.0m（行车道）+0.45（护栏），采用粘贴钢板方式进行加固，第二十六联原设计荷载为“汽车-超20”加固设计荷载为1.3 倍“汽车-超20”。

图1 .1 桥梁右幅第二十六联跨中截面（单位：cm）

图1 .2 桥梁右幅第二十六联墩顶截面（单位：cm）

2 桥梁历史维修加固情况

1）2015 年以右线76～79 孔作为加固试验段，进行了梁体粘贴钢板加固，并加设涂装。

2）2017 年～2018 年对左线（1#-75#跨）、右线（1-75#跨、80#～116#跨）进行了维修加固，主要维修加固情况如下：

①针对箱腹板斜向裂缝，在箱梁外侧粘贴宽度为10cm，厚度8mm 的斜向钢板条。

②针对箱梁底板横向裂缝，在箱梁底板0.8L 范围内粘贴纵向钢板条进行加固补强，提高箱梁的抗弯承载能力安全储备。

③对箱梁间横隔板进行粘贴钢板条加固补强，提高箱梁的整体性和抗弯承载能力安全储备。

3 试验方案

3.1 有限元计算

采用MIDAS/Civil 2015 有限元软件建立该桥右幅第二十六联的空间有限元模型计算，尺寸严格按照实际结构模拟（在计算中考虑外贴钢板的影响，依据截面等效原则等效率为普通钢筋，并考虑钢板与混凝土粘结的强度），第二十六联MIDAS/Civil 2015 模型共划分为584 个节点和550 个空间梁单元。通过MIDAS/Civil 2015 模型进行设计荷载及试验荷载内力、试验荷载反应和自振特性的分析计算。有限元模型见图3，设计荷载作用下的控制截面弯矩及加载效率见表1。

图3 MIDAS/Civil 2015 有限元模型

表1 各控制截面内力值及加载效率

4 加固前、后两次荷载试验结果对比

2013 年10 月份，由于该桥在外观检测中发现结构性裂缝，为了对该桥实际承载能力进行评价，故需对该桥第二十六联进行荷载试验。为评价右幅第二十六联加固效果，将右幅第二十六联加固前后两次荷载试验结果进行对比。

4.1 静载试验结果对比分析

为了反映全桥最不利技术状况联的承载能力，加固前后均选择第111#孔跨中截面、111#墩顶截面、112#孔跨中截面、112 墩顶截面以及113#孔跨中截面，截面选择具体位置如图4.1 所示。

图4 右幅第二十六联荷载试验截面选择（单位：cm）

静载试验通过加载前后应变、挠度变化来评价结构的强度、刚度情况，同时通过分级加载试验荷载与变位(应变)的关系曲线，分析结构是否处于弹性工作状态，保证结构安全。

4.2 动载试验结果对比分析

动载试验通过桥跨结构动力性能参量(如固有频率、阻尼比、振型、动力冲击系数)宏观评价桥梁结构的整体刚度、运营性能。加固前后分别选用重约350kN 和重约330kN 重车进行跑车、跳车等动载试验。

加固前、后桥梁结构频率的实测值均大于理论计算值，说明桥跨结构的实际刚度均比理论计算值大，桥跨结构整体刚度较好。而且结构在加固后的基频比加固前基频有所提高，说明结构整体刚度有所提高。

5 结论

由静载试验数据可知：加固后桥梁上部结构强度和刚度均有一定提高，抗裂性能满足要求，达到了加固设计的目的。

由动载试验数据可知：该桥右幅第26 联实测自振频率值大于理论值，说明结构实际刚度大于理论刚度，而且结构在加固后的基频比加固前基频有所提高，说明结构整体刚度有所提高，表明箱梁加固效果良好。