摘要：伴随我国交通运输事业的快速发展，给公路桥梁结构性能提出了更高的要求。但因超载重载现象的长期存在，导致桥梁结构性能不断下降，如何做好桥梁加固与维修工作显得尤为重要。
关键词：公路桥梁；荷载试验；静动载试验
一、工程概况
本工程为 40 m 预应力混凝土 T 梁桥梁工程，根据工程实际情况，决定选用粘贴钢板法加固主梁。针对行车道板位置 T梁湿接缝与横隔板接头位置严重开裂现象，需先将该位置混凝土凿除，并将其中的构造钢筋拆除，随后进行钢筋重新配置及模板施工，并进行 C50 混凝土浇筑，当混凝土强度满足设计要求之后，即可将模板拆除。根据桥梁损坏情况，桥面连续构造需重新设置，并对所有破损的伸缩缝、橡胶支座进行更换。为增强桥梁结构整体性，可将竖向剪力筋设置到桥面铺装和 T 之间部位，同时焊接铺装钢筋。待完成整个桥梁加固工程后，需对其承载力进行检测评定，确保工程质量。本文选用桥梁静动载试验进行分析，利用静载试验可对在静载作用下结构的力学性能进行分析与判定，从而掌握桥梁承载能力与使用性能；通过动载试验分析，可在动载作用下研究桥梁结构性能，以此保证各项性能指标满足设计要求。
二、桥梁静载试验与结构性能分析
1、静载试验程序
1.1加载位置与加载工况
在最大限度提升试验效率的基础上，需保证加载位置设置、加载车总量合理，且在加载车最少的情况下，实现结构荷载试验效率最优化，从而达到缩短试验时间，节省资源的目的。根据工程现状，需先对 40 m T 梁桥梁边梁 1 /2 截面抵抗最大正弯矩与抗弯刚度的偏心加载试验进行检验，在桥梁合理位置设置实际加载车辆。
1.2 主要技术指标
加载车辆的各项技术参数在荷载试验前必须做好准确标定，如前后轴车轴间距、车辆总重量等。
1.3 试验荷载分级
根据相关技术规范要求，以 40 m T 梁桥梁控制结构截面最大内力或位移划分为 4 ～ 5 级施加的方式进行荷载试验，如条件不足，则可分为 3 级进行施加。按照现场具体情况，本桥梁40 m T 梁桥梁 1 /2 截面偏心加载工况可分为 6 级施加，则 1 /2截面对称加载工况可分为 4 级施加。
1.4试验时间
为避免温度变化严重影响试验结果，可在夜间进行试验。
1.5 车辆荷载预先加载
试验开始前，可先进行预加载，通常 40 m T 梁桥梁试验跨1 /2 截面可选用试验最大加载重量的 20% ～ 30% 荷载进行预加载，预加载前要详细检查各项准备工作，如仪器仪表的使用情况、加载是否安全、人员是否到位等。
1.6加载时间间隔
经一段时间后，结构变位将逐渐趋于稳定，随后可进行下一阶段荷载施加。根据现行《评定规程》要求，当出现下述情况（表 1），即可停止加载。
2、桥梁静载试验结果
根据现行桥梁试验评估规定，分析处理试验数据，可获得桥梁静载试验结果。
2.1试验效率
经试验表明，40 m T 梁桥梁试验实际静载试验效果与设计要求相符，由此说明，在此次静载试验中结构的控制截面工作性能得到了充分反映，具有较高试验效率。
2.2 桥梁结构工作状态评定
在试验效果与设计要求相符的前提下，可对桥梁结构工作状态进行评定，通过观测试验桥梁结构挠度、应变与裂缝情况，可对测试结构工作状态进行评定。1）评定桥梁承载力。根据《评定规程》要求，在 1． 00 以下控制挠度与应变检验系数，经试验可见，本桥梁满载情况下，桥梁结构 1 /2 截面挠度测点校验系数在 0． 88 ～ 0． 91，1 /2截面应变测点校验系数同样在 1． 00 以下，均值在 0． 32 ～0.73，多数点校验值均在规定范围（表 2）内，只有少数测点过低，则表明此试验检测桥梁结构安全储备良好，整体来讲，在汽车 － 20 设计荷载要求下，本桥梁试验截面承载力良好，可满足要求。
2）评定桥梁结构相对残余挠度或应变。在残余应变或挠度中《评定规程》要求，主要控制测点在0.20以下或等于0.20。经试验可见，卸载后 1 /2 截面测值最大挠度测点相对残余挠度均值在0．19～0．27，则相对残余应变均值在 0． 05 ～0.21，则表明与要求相符。
2.3 抗裂性分析
在试验前及试验中，未发现有开裂现象存于各片主梁、横隔梁底面或侧面位置，则表明桥梁抗裂性良好，与《评定规程》要求相符。
2.4 桥梁结构刚度
按照《评定规程》要求，L/600 为钢筋混凝土和预应力混凝土桥主梁 1 /2 截面挠度限值，因本工程为 40 m T 梁桥梁，则 1 /2截面挠度限值为 4 000 /600 = 6． 67 cm。通过试验可见，满载条件下，2． 039 cm 为偏心加载边梁 1 /2 截面竖向挠度最大值，相比限值，该值较低，则表明试验刚度与要求相符。
三、桥梁动载试验与结构性能分析
3.1 桥梁动载试验程序
3.1.1 脉动试验
当试验桥梁桥面无交通荷载，如车辆、行人等，或桥址周围无规则振源的情况下，可按照桥梁结构动力测试系统，对随机荷载激振所产生的微小振动响应时程进行检测，也就是所说的风力荷载、水流荷载等，通过结构脉动时程数据分析，可获取桥梁自振频率等动力特征。
3.12跑车试验
试验中，可选用 1 ～ 2 辆 30 t 车辆进行试验，在不同行驶速度条件下，以匀速的方式由试验检测桥梁段通行，当行驶速度激发的激振力基本接近试验桥梁结构固有频率的情况下，振动响应值最大。根据本工程实际情况，可选取 15、20、25、30、35km / h 作为跑车速度。
3.13跳车试验
同样以 30 t 车辆为试验车辆标准，试验前，先将垫木（0． 15m 厚）设置到主桥跨中位置，试验中，车辆后轮自该垫木下落，通过车辆对桥梁产生的瞬时冲击，引发上下振动，利用结构动力测试系统，即可获取 1 /2 截面位置动挠度最大值，并根据该值获取其相对应的激振频率。
3.14刹车试验
以 20 km/h 的速度由 30 t 试验车匀速向 1 /2 截面位置行驶，行至此处急刹车，此时将对桥梁产生一定冲击，通过动力测试系统，可取得测点动挠度最大值。
根据工程实际情况，本文选用 DH5922 型测试系统，并配置相应的动态传感器，通过振动时程曲线，可获取试验桥梁结构动力特性参数，如自振频率、阻尼比与冲击系数等。
3.2桥梁动载试验结果分析评定
3.2.1基频
本桥梁基频理论计算值为 2．491 2 Hz，经检测实际值为2.929 3 Hz，对比上述二值，实测值大于理论计算值，则说明结构实际振动频率在理论计算值以上，表面结构刚度与设计要求相符。如表 3 所示。
3.2.2阻尼比
经检测，0． 081 3 为桥梁试验跨结构实测阻尼比，与经验值相比较大，则表明桥梁结构加固后，可改善其抗振性能。
3.2.3冲击系数
桥梁理论冲击系数为 1． 174 2，经检测，1.028 9 为本桥梁实测冲击系数，如表 4 所示。相比两者，实测值较小，则表明此桥梁动力性能与设计要求相符。
结束语
在桥梁运营通车整个过程中，往往会受各类外部因素的影响，如设计因素、施工质量、自然条件等，出现不同程度的病害导致桥梁结构承载力下降。为此，可通过不同结构补强措施加固桥梁工程受损构件，从而实现局部或全部结构部位承载力的提升。本文以 40 m 预应力混凝土T 型截面简支梁粘贴钢板加固后的结构性能为研究对象，在桥梁构件基本力学性质现场检测工作的前提下，对某公路桥梁实施了桥梁结构静动载荷载试验，通过分析评价，为进一步论证大桥结构性能现状提供了可靠的依据。
参考文献：
［1］王丽萍．公路与桥梁试验检测工作中存在的问题及对策［J］．工程技术研究，2017
［2］耿万东．荷载试验技术在桥梁工程检测中的应用［J］．华东公路，2018
［3］王方鑫．公路桥梁荷载试验检测在桥梁养护中的作用［J］．南方农机． 2017
论文作者:饶俊梅
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/26
标签：桥梁论文; 结构论文; 荷载论文; 截面论文; 挠度论文; 加载论文; 车辆论文; 《基层建设》2019年第16期论文;