广元市朝天区大巴口嘉陵江大桥承载能力分析研究

薛 路

(四川华腾公路试验检测有限责任公司 四川 成都 610000)

一、研究目标

掌握桥梁各结构现有状况、破损程度，对桥梁进行技术状况评定；通过静动载试验，掌握桥梁结构受力状况及工作性能，评价桥梁实际承载能力。

二、研究方法

(一)表观缺陷研究方法

采用目测与仪器相结合的方法对桥梁逐跨进行表观缺损状况检查，对桥梁各构件的缺损进行位置、特性等定性描述，然后辅以专业设备对缺损进行定量描述。重点关注各类型桥梁的主要受力和受力复杂的部位。裂缝检测，主要检测裂缝的分布、走向、表现形式、长短、宽度限值及其对应的深度；其他表观缺损，主要采用卷尺、直尺测量其范围。对被检测桥梁进行检测时，对桥梁所有构件及关键部位存在病害部位进行近距离检查和测量，并对典型病害拍摄高清照片，绘制病害分布图，分析病害产生原因和其对桥梁安全运营的影响程度。

(二)材质状况研究方法

混凝土强度(超声回弹综合法)：回弹数值揭示结构物表层硬度以及弹性模量，结构物的内部密实度通过超声声速数值反应，所以可以通过相关表达式结合超声声速、回弹数值的测量来推算结构强度。采用回弹仪测量其回弹值，采用非金属超声仪测试其声速，根据相关曲线的计算公式计算混凝土构件换算强度和推定强度。混凝土保护层厚度(电磁感应法)：钢筋位置及保护层厚度采用电磁式钢筋测试仪进行检测。构件检测仪产生的交变电磁场不会激起构件产生感应电流，继而激起出来二次交变电磁场，被构件检测仪接收装置接收以及辨识，按照接收到的二次交变电磁场的强弱料定构件位置和垫块直径。钢筋锈蚀状况(四电极阻抗测量法)：该次测评依照标准建议的方式，选用四电极阻抗测量法测定，即在砌体表层四支电极等直径接触，电流电极位于两外侧，两内侧为电压电极，通过对两个外部探头施加电流，并测量两个内部探头之间的潜在差异获得混凝土电阻率ρ。

(三)荷载试验检测研究

1.静载试验方法。采用梁格法建立空间有限元模型，进行恒载计算及活载分析；全桥各构件的几何参数、材料参数以及荷载参数均按设计文件取值；边界条件严格按本桥实际支承进行模拟。材料自重均按照设计文件进行取值；桥面荷载(含桥面铺装、栏杆等)折合为线荷载加载；设计荷载：汽车设计20级，挂车设计100级。朝天区大巴口嘉陵江大桥主桥为10×30m简支空心板桥，上部主要承重构件均采用梁单元模拟。朝天区大巴口嘉陵江大桥共离散为330个节点，455个单元。静载试验主要测试混凝土梁应变、挠度以及梁裂缝开展情况，其测点主要包括应变测点、挠度及裂缝观测点。本次试验拟采用三轴车进行等效加载。对于测验的应变、轴力(包括支点沉陷)展开状况等等数据按照《公路桥梁承载能力检测评定规程》(JTG/TJ21-2011)及《公路桥梁荷载试验规程》(JTG/TJ21-01-2015)的相关要求展开妥善处理。以数据表模式提出各个工况之下应变、轴力等等测验实测值、均值、残余系数、方法论计算系数及校验值；将具有代表性测点的实测值与理论值绘制成图，便于观测试验荷载下的分布状况或结构响应；将带有典型性测点的实测值与理论值绘制成图，利于观测试验荷载下的分布情况或是内部结构响应；

2.动载试验

脉动试验：在桥面无任何外加荷载以及没有相关规则的振源的情况下，测定风载作用、地脉动作用、风作用、水流作用等随机荷载激振引起的桥址结构微幅度的振动。采取伺服式加速度芯片，再配伺服放大器后接动态数据采集检测仪展开振动波形的采集。将传送到的响应脉冲传入电子计算机，用专用框架结构动态脉冲分析软件展开FFT信号处理分析、专用框架结构模态分析软件分别展开频域以及时域的模态拟以及妥善处理，取得桥梁框架结构低阶自振频度、对应的幅值和阻尼比。无障碍行车试验：通过驱动力测验系统测定桥跨框架结构主要控制配筋测点的动应变时间轨迹直线，从而剖析不同车速之下车辆对于桥梁冲击值。有障碍行车试验：试验时，采用1辆试验车以一定的速度通过设置在控制截面的障碍物，依次序驶出桥跨结构。经由驱力评测系统测定桥跨内部结构主要控制截面测点的动应变时间轨迹直线，进而分析各异车速下列车有障碍停放时对于桥面冲击数值。试验时，采用1辆试验车以一定的速度驶入桥面，当加载车后轴位于试验跨跨中截面处时，进行紧急制动，通过动力试验测试桥跨结构主要控制截面测点的动应变时间历程曲线，进而分析不同车速下车辆对桥梁冲击系数。

3.文献综述

进行理论检算还可验证原设计的正确性，检验原施工质量;指导荷载检测的进行;与荷载测试的有关数据资料数据对照剖析,求得框架结构的安全度，知晓结构的安全储备;检测数据与理论计算数据还可互相印证。

桥梁进行的荷载试验结果能够在桥梁结构承载力评价中具有不可替代的作用。工程上，比较通用的方法是采用车辆加载的静载和动载试验就目前而言，存在的主要问题是如何更精细。利用荷载试验获得的数据结果，评估损伤程度及承载力总体水平情况，对于框架结构的靠谱度总体水平及预期使用寿命展开评价，而是借以指点结构的修理养护。