某特殊加固桥梁通行特载车辆的监测试验研究

张凡龙，方宏，汪步胜 （安徽省交通科学研究院，安徽 合肥 230000）

0 前言

随着社会主义现代化事业建设的不断发展，也对桥梁工程技术提出了更高要求，特殊超重车辆通过在役旧桥已经屡见不鲜。然而由于桥梁设计荷载采用统一的模式，与特载车辆的荷载模式差别较大，且桥梁承载能力往往满足不了特载车辆的要求，因此就需要对这种通行特载车辆的桥梁进行加固处理，尤其是在多次通行特载车辆的情况下，就必须在车辆过桥时进行实时监测。

1 工程概况

某桥位于山区县道上，上部结构采用3×13m简支预制空心板，板高55cm，中板宽125cm，边板底宽120cm，翼板长40cm，桥梁设桥面连续。桥面全宽8m。

为保证某运输变电站大型超重设备的特种车辆（车货总重达493t）能连续3次顺利通过该桥，对桥梁进行了加固处理。

桥梁加固方法为上部空心板采用梁底增设贝雷梁与空心板联合作用共同承担特重荷载，同时下部桥墩桥台通过植筋增大截面以便支撑加固贝雷梁。加固后桥梁现场照见图1。

2 特载车辆概况

该特载车辆分为牵引车和挂车，车货总重493t，荷载分布见图2所示。

图1 加固桥梁现场图

图2 特载车辆纵向布置

为尽量将超重荷载对桥梁承载能力的损伤降低至最小，要求在车辆通过时完全封闭桥面交通，并限制特载车辆在不超过5km/m时速下匀速行驶，且避免车辆在桥上起步或者刹车。每次特载车辆通行时，对新旧结构关键截面的挠度、应力、裂缝及墩台位移变化情况进行实时监测，确保各参数满足规范要求，保障通行安全。

3 桥梁监测点布置

本次特载车辆过桥监测试验中，动挠度测点共设2个截面，即第1、3跨跨中截面，第1跨中间4片空心板和贝雷梁各布置4个测点，支座处布置一个测点。第3跨中间2片空心板及贝雷梁各布置2个测点，全桥共布置13个测点。动应变测点与动挠度测点相同。监测试验采用电测位移传感器、半桥应变和动态采集分析系统实时监测动挠度和动应变。动挠度和动应变测点布置见图3所示。

图3 桥梁跨中动挠度（动应变）测点布置示意图

4 计算分析

利用桥梁计算软件MIDAS/Civil建立该桥有限元模型对加固后桥梁结构进行力学分析，得到结构在特载车辆荷载作用下各测点的挠度、应力参数等。加固结构有限元计算模型见图4所示。

图4 加固桥梁计算分析模型

5 试验结果

5.1 通行监测结果

通过监测的挠度、应变与计算分析值进行对比分析，综合判定桥梁的实际承载能力。桥梁典型测点实际监测数据见图5～图8所示。监测和计算结果对比分析见表1和表2所示。

5.2 结果分析

通过表1和表2所列数据分析得出，从挠度结果来看原结构与贝雷梁位移挠度实测值与理论值稍有差别，但宏观上新旧结构整体上变形协调性较好。而应变实测结果与理论值差距较大，原结构应变略大于理论值，而贝雷梁应变值远小于应变值，说明新旧结构微观上协调性相对稍差。

图5 原混凝土空心板结构挠度时程曲线

图6 测点挠度对比

图7 原混凝土空心板结构应变时程曲线

图8 贝雷梁结构应变时程曲线

车辆通行后，新旧结构实测各测点挠度和应变残余值均能基本归零，说明桥梁结构基本处于线弹性工作状态，结构卸载后恢复性良好。

6 结语

通过该贝雷梁加固简支空心板桥连续3次通过493t特载车辆监测试验结果对比分析得到以下结论。

①在特载车辆通过桥梁时，原结构和贝雷梁测点动挠度小于理论计算值，而原结构应变实测值略大于理论计算值，贝雷梁测点实测应变值远小于理论计算值。

挠度监测和计算结果对比 表1

应变监测和计算结果对比 表2

②从动挠度和动应变数据和时程曲线分析，新旧结构能共同受力、共同变形，且变形协调性较好。

③车辆通行后，新旧结构实测各测点挠度和应变残余值均能基本归零，说明桥梁整体基本处于线弹性工作状态，结构卸载后恢复性良好。

④特载车辆连续3次通行后，未发现各测点数据有变化较大的情况，说明结构整体稳定性较好，结构加固效果较好。

综合3次通行监测数据分析认为，采用梁底增设贝雷梁加固结构整体刚度和强度较大，整体受力性能和卸载恢复能力较好，结构承载能力能满足多次通行493t特载车辆的使用要求。