公路桥梁承载能力检测评定实用方法研究

刘永超

摘 要：本文结合公路桥梁养护实际情况，对桥梁材质状况与状态参数的采集及承载能力评定时材料参数的选取、计算结果的修正等方面进行系统说明，使评定结果能够真实反映桥梁实际承载能力，对桥梁承载能力评定具有现实指导意义。

关键词：公路桥梁;承载能力;检测;评定

新中国成立70年来，公路建设取得了巨大成就。至2019年底，全国公路通车里程已超过501.3万公里，其中，高速公路达15万公里，居世界第一[1]。公路建设突飞猛进的同时，无疑也带来了管理和养护的新需求和新要求。本文，结合现行相关标准、规范，从检测与评定两个角度出发，说明应该注意的事项，为最大程度反映桥梁真实情况提供技术支撑，进而指导维修方案能够科学合理的制定。

1 桥梁缺损状况检查评定

对于不同桥梁结构形式，应该依据其受力特点有重点的进行检测。对于梁板桥，注意跨中及支点附近截面是否存在竖向裂缝或斜向裂缝，连续墩顶处主梁是否存在竖向裂缝;拱桥跨中附近截面是否存在竖向裂缝，拱脚附近主拱圈顶部是否存在竖向裂缝等。

要重点把握影响结构受力性能的结构性病害，并结合上部结构、下部结构及桥面系病害情况在现场进行病害成因分析。比如，结构的横向联系是否削弱，削弱程度如何，为什么削弱。桥梁病害多由上到下产生，或由下到上产生。对于隐蔽部位的检测，也应引起足够的重视，特别是对支座的检查。应该准确检查支座的移位、脱空情况，检查是否因此产生相应病害。另外，支座的功能是否与原设计相符，若与设计不符或不利于结构受力，在建模分析时应该给予考虑。

综上，检测过程中应注意桥面系与上、下部结构病害之间的联系，整体的、全面的看待问题。

2 桥梁材质状况与状态参数检测评定

桥梁材质状况与状态参数检测应该根据桥梁缺损状况检查情况进行。选取具有代表性孔跨进行检测，重点关注最不利受力位置。

进行各项检测时，原始资料的搜集是非常重要的。在各项参数与原设计图纸非常接近的情况下，可以采用原设计参数进行承载能力评定。当实际情况与原设计有明显偏差时，应该以现场实测数据为准进行计算。对于缺乏设计资料的桥梁，可参考同线路、同年代、结构形式相近的桥梁资料，结合现场测试的各项参数，进行承载能力评定。

2.1 桥梁几何状态参数的检测

桥梁线形的测量能够反映坡度、超高、变位情况，是对桥梁整体状况的把握。通过桥梁线形的测量能够掌握桥梁线形是否平顺（影响行车舒适度、汽车冲击系数），是否存在结构变形过大或失稳的可能。

对于高墩桥梁，墩柱的偏位测量是重点。特别是纵坡较大的连续梁桥，简支墩往往存在向上坡方向偏移的情况。若偏移过大，则可能发生支座局部受力甚至脱空现象，对结构的安全构成严重威胁。

2.2 桥梁恒载变异状况调查评估

桥梁恒载变异状况调查包括总体尺寸、构件尺寸、桥面铺装或拱上填料厚度的测量，调查是否存在设计时未考虑的附加荷载等[2]。在检测过程中应特别注意混凝土桥面铺装与梁体的结合情况。当桥面铺装与梁体结合较好，且桥面铺装缺损状况评定标度小于3时，在检算中可以考虑混凝土桥面铺装扣除表面2 cm磨耗层后参与梁体共同受力[2]。若结合差，则将桥面铺装按恒载考虑。

2.3 材质强度的检测

对于混凝土结构，准确测试其强度对承载能力评定很重要。常用的测试方法有回弹法、超声回弹综合法、取芯法。其中，回弹法和超声回弹综合法是测试混凝土表面强度，而取芯法能够较为准确的反映混凝土真实强度。对于采用回弹法测试发现强度普遍较低或离散性较大时，应该采取取芯法进行验证。取芯时，应该选取主要承重构件的次要部位或者次要承重构件进行，避免伤害主筋。

2.4 结构自振频率检测

进行结构自振频率检测时，应选取代表性部位，尽量减少干扰。例如，主梁自振频率检测，拾振器应该放在横桥向中间部位，避免放在护栏附近。所测试自振频率能够反映桥梁结构实际状态，若发现两者存在矛盾，应该现场分析原因，重新进行测试。在进行承载能力评定时，应该注意采用实测自振频率计算汽车冲击系数。

3 桥梁承载能力评定

3.1 材料参数的选取

《桥规JTG 3362-2018》的混凝土强度等级与《桥规JTJ 023-85》的混凝土标号应按下列公式进行换算[3]：

式中：——混凝土强度等级;

——混凝土标号;

——混凝土的变异系数，可按表1采用。

混凝土强度等级与混凝土标号也可按表2进行变换[3]：

3.2 分析模型的建立

对于多孔桥梁，应根据桥梁技术状况评定情况，选取结构形式上具有代表性、结构受力上最不利的桥跨进行承载能力评定。

正常情况下，荷载（或作用）及其组合应按该桥原设计进行选取。若业主要求进行其他荷载等级的验算，则可根据要求进行调整。此种情况，多适用于建成年代较久远，原设计荷载等级不能满足现在及将来的使用要求的桥梁。需要注意的是，超静定结构收缩徐变时间应根据桥梁结构混凝土实际龄期进行设置。

3.3 计算结果的折减

对于结构简支桥面连续桥梁，在建模时往往按不利情况考虑采用简支结构。这样算出来的作用效应较实际偏大，这时，若桥面工作状态较好，则可以适当考虑桥面连续对结构受力的有利影响。

对于连续梁桥，计算中间支点处的负弯矩时，可以考虑支座宽度对弯矩的有利影响而进行适当折减[3]。

对于抗剪承载力，可以考虑结构已有的裂缝情况通过Ψcs进行相应折减。对于钢筋混凝土构件，腹板未出现斜裂缝，

Ψcs=1.0，斜裂缝宽度小于0.2 mm，Ψcs=0.835，斜裂缝宽度大于0.2 mm，Ψcs=0.78[3]。

4 结语

（1）对于不同桥梁结构形式，应该依据其受力特点有重点的进行检测，并注意桥面系与上、下部结构之间的联系，整体的、全面的进行分析。

（2）在進行材质状况与状态参数检测时，应结合缺损状况进行，力争反映桥梁实际状况，为承载能力评定提供可靠依据。

（3）进行承载能力评定时，充分利用现场检测数据，进行适当分析和修正，最终得出合理的评定结果，指导后期养护。

参考文献：

[1]《中国交通的可持续发展》白皮书[M].国新网，2020.

[2]JTG/T J21-2011，公路桥梁承载能力检测评定规程[S].北京：人民交通出版社，2011.

[3]JTG/T J22-2008，公路桥梁加固设计规范[S].北京：人民交通出版社，2008.