预应力混凝土t梁桥试验检测_secret

钢筋混凝土T梁桥的试验检测
摘要：由于钢筋混凝土T梁桥由于造价低、施工方便等特点，桥梁工程中得到普遍使用。

然而，该桥型下弯挠度大、易产生裂缝的弊病。

本文详细阐述了钢筋混凝土T梁外观检测、无损检测、静、动载检测，理论分析、加载方式，提供了对T梁的试验内容及结果分析，具有参考价值。

关键词：预应力混凝土T梁外观检测无损检测静载试验动载试验
一、引言
随着高速公路的发展，各种桥梁的修建也迅速增加，桥梁的高度、跨度和施工难度也随之增加，大部分桥梁以预制吊装的预应力梁为主，而这种桥有易产生裂缝的弊端，如何判断梁能否继续使用，是我们需要解决的问题，本文结合T梁桥的试验检测，介绍如何对T梁进行试验，以便检测梁是否安全，能否继续使用。

二、桥梁试验检测
1 外观检测
所谓桥梁结构外观检测主要包括检查主梁的混凝土、锥坡、墩台及基础、支座、桥面铺装、伸缩缝、桥面排水系统、人行道及护栏等。

假设某桥梁外观检查评定结果如下：1)桥面铺装层基本完好；伸缩缝橡胶及型钢无异常变形损坏。

2)主梁混凝土外观质量总体较差而露筋
现象较少。

3)支座工作状态正常，部分支座的钢板锈蚀，需要更换。

4)锥坡、墩台混凝土总体质量良好。

5)波形梁护栏损坏严重，人行道铺砌塌陷，照明设施完好。

外观检测结果认定上部构件功能较差，而下部功能很好，局部有轻度破损现象；桥梁附属部件功能较差。

本桥综合外观检查评定为较差。

2无损检测
2．1 超声回弹检测
想要检测桥的各构件当前的混凝土强度，在现场需要选取构件中有代表性的进行检测。

检测工作抽检频率不能少于全部构件的30％。

选取的测点位置要有代表性，例如：支座两支点，L／4，L／2，3L ／4等处，在每个构件上均匀布置10个测点，每个测区选16个回弹值和3个超声的声速值，将测得的数据进行处理分析，得出混凝土强度当前的推算值，主梁混凝土强度的平均值，墩柱、系梁、盖梁、台帽、耳墙混凝土强度平均值。

2．2 无损检测评定
对某桥的主梁、盖梁、墩柱、系梁、台帽、耳墙等构件进行超声回弹检测。

检测的结果提供数据如下：其中主梁混凝土绝大部分碳化深度为0.4mm，强度大于40MPa，平均值强度43.15MPa；实测墩柱混凝土强度为28.3MPa，碳化深度为0.1mm；台帽、盖梁、系梁、耳墙实测混凝土强度分别为35.8MPa，35.32MPa，34.1MPa，碳化深度为0mm，推定混凝土强度均达到设计文件要求（本桥上部构件采
用C40砼，下部构件采用C25砼）。

对全桥各构件进保护层厚度检测结果如下：主梁保护层厚度最大值为5.3cm，最小值为4.3cm，符合要求；实测墩台保护层厚度最小值为3.9cm，最大值为7.1cm，盖梁保护层厚度最大值为5.2cm，最小值为3.6cm，所测数据符合设计文件及规范要求。

3静载试验
3.1 静载试验作用
1)通过静载试验，我们可以掌握桥梁结构的现有状况，判断桥梁的实际情况能否满足设计要求、是否处于正常受力状态。

2)通过静载试验理论计算分析和研究，对桥梁的承载能力及工作状况做出综合评价。

3)为桥梁加固、改造和维护提供依据，以此指导桥梁的维修、养护和使用，使桥梁能够更好的发挥作用。

3．2 检测项目
1)结构控制截面的变位或挠度。

2) 在偏载作用下的影响系数。

3) 结构控制截面的最大应力。

3．3 测点布置
测点布置数量必须足够且测点必须有代表性，以便能真正的计算分析出结果。

应在最不利内力的位置设测点，比如梁的跨中。

通常在主梁控制截面处粘贴电阻应变片或振弦式应变计测量结构的应力。

应变及位移观测可采用应变传感器量测桥梁结构各控制截面在荷载作用下的应变；用全站仪或精密水准仪观测桥面在荷载作用下的变形情况。

3．4 试验程序、加载方式及注意事项
3．4．1 试验程序
1)封闭交通，试验人员进场后做好准备工作。

2)预加载，使结构进入正常工作状态，消除结构的非弹性变形、检测仪器准备工作是否正常。

3)分级加载，同时读数报告读数。

4)卸载。

3．4．2加载方式
荷载试验选择在结构温度基本稳定的时间间隔内进行。

为了取得静载试验荷载与变位的相关曲线，试验时加、卸载都应采取分级进行，在每次加载过程中，加载方式为单次逐级加到最大荷载，然后逐级卸到零荷载并随时观测在每级荷载时各控制参数的变化，在操作中可按如下两种方法进行。

（1）均匀堆放沙袋加载法（图1）
（2）千斤顶反力装置加载法
加载方式见图2，在T梁的A、B两点各安放千斤顶，然后在千斤顶上设置反力梁，并采取在反力梁上堆放荷载的措施以防止反力梁上缘出现拉应力。

3．4．3 注意事项
1) 施加荷载后需持荷一段时间才能进行读数，这样才能让结构充分变形。

加载和卸载持续时间的标准应以结构的变形达到稳定方可，除此之外还应考虑温度变化对试验的影响，一般为10min。

当最后一级荷载加载完毕并且读数完成后，卸去所有试验荷载，使结构变形恢复30min左右，最后读取数据，作为结构的残余变形值。

2)对试验数据进行实时处理时要分析结构在各级荷载下是否正常。

在试验过程中实测值出现异常或达到计算值的1.2倍，为防止结构出现超限的受力损伤或破坏，应停止加载及时分析其原因，以免影响桥梁的承载能力。

3．5总结
3．5．1 强度校验系数
其中为试验测得的应力差值；为理论应力差值。

若强度校验系数，说明桥梁结构满足强度要求，其安全储备足够。

反之，则不能满足强度设计要求。

3．5．2 刚度
校验系数
其中为实测挠度值；为理论挠度值。

若刚度校验系数，说明桥梁结构的竖向静力刚度满足要求，其安全储备足够。

反之，则不满足刚度设计要求。

3．5．3 抗裂分析
让结构在最不利汽车荷载组合下进行试验，观察一下在加载过程中桥梁是否会出现拉裂缝。

4动载试验
4．1 测试仪器
桥梁动载试验的测试仪器主要包括：传感器（高灵敏度的）、光线示波器、放大器、磁带数字信号处理机、记录仪及相应的谱分析软件等。

试验过程中要根据仪器的性能和使用传感器的特性选配相应的测试系统。

4．2 试验方法
4．2．1 脉动试验
方法如下：当桥面上无汽车行驶和其他的周期性干扰力时，在风、地面微振等环境因素的作用下，桥梁所受的激励是平稳的各态历经宽带随机激励。

结构响应的主谐量，是在其固有频率附近的振动，从而通过脉动测试可以确定结构的固有频率。

4．2．2 跳车试验
跳车试验按如下步骤进行：让试验用汽车驶过15cm高跳板后制
动，测量桥跨结构此时在附加汽车质量情况下的衰减振动，确定桥梁的冲击系数，分析桥梁结构的振动性质。

4．2．3 跑车试验
方法：桥上跑车试验主要是用来测试试验汽车在桥上通过时，桥梁结构的强迫振动响应，以及激励后(车辆通过后)振动衰减的情况。

4．3分析
4．3．1 固有频率
桥梁的竖向和横向各阶自振频率可以直接通过测试系统实测记录功率图谱上的峰值、时域历程曲线或其自相关图上确定。

将实测值与理论值进行比较，可以评估结构的刚度特性。

如果实测值大于理论计算值，说明桥梁结构的实际刚度较大。

反之，则说明桥梁结构的刚度偏小，可能存在开裂或其他不正常现象。

试验过程中一般要求试验实测的桥梁频率要大于理论建模分析得到的频率，这是因为实际建模中忽略了桥面铺装和横隔梁等的刚度，实际两者都增强了桥梁的刚度。

4．3．2 阻尼比
由脉动试验数据，结合各种识别方法，如基于功率谱分析、随机减量法或希尔伯特变换，可以计算出结构振动各阶模态的阻尼比。

桥梁结构的阻尼特性一般由对数衰减率ω和阻尼比D的关系来表示，可由时域信号中的振动衰减曲线求得。

4．3．3 冲击系数
目前动载试验测试桥梁结构的冲击系数是获取冲击效应的唯一
可靠的方法。

根据试验车辆测得的中跨跨中的竖向振幅和以中跨跨中为最不利加载截面加载时中跨跨中的静挠度，计算出桥梁的冲击系数。

通过跑车试验测定的动力冲击系数，可以用以评定桥梁结构的行车性能，实测桥梁冲击系数过大或过小，都说明桥梁结构行车性能较差。

然而，目前只是通过冲击系数值来衡量桥梁和汽车之间的相互动力作用过于单一，瑞士相关实验室已通过大量动载试验提出了改进方向。

4．3．4 振型
一般采用共振法测定振型，具体操作过程中须将若干传感器安装在结构的相关部位，当激振装置激发结构共振时记录结构各部位的振幅和相位，得到相关记录后再通过比较各测点的振幅和相位就可以绘出振型曲线。

结语
综上所述，通过对桥梁的实验检测工作，可以准确、可靠、及时了解桥梁结构的实际工作状态，如桥梁是否出现裂缝，裂缝发展状况，裂缝是否会对桥梁的使用产生影响，这些情况对受动力荷载为主的桥梁结构是至关重要的。

目前，我国主要是采用静态和动态相结合的传统检测方法对已有桥梁检测和评估。

但还不是很完善，今后随着科学技术的发展，静动载试验方法会得到改善和提高，除以上的检测方法，更多简单有效评估桥梁承载力的方法将出现。

通过合理设计静、动载检测方法，再辅助设置长期监测设备，逐步建立桥梁健康检测系统，只有这样才可以确保桥梁更好的长期安全使用。

参考文献：
[1]曹固恩．桥梁检测技术综述[J]．山西建筑，2008
[2]李书华，张福祥，陈磊．静载试验在既有桥梁鉴定中的应用[J]．华北地震科学，2008。