桥梁检测与维修加固

桥梁检测与维修加固

摘要：桥梁检测主要包括桥梁的外观检测和荷载试验，通过外观的检测我们可以基本上确定桥梁结构物的使用状况，然而理论推断与实际结构的特性往往存在着一定的差别，尤其需要对病害严重的桥梁进行荷载试验，进行结构性能评定。

一绪论

为了适应公路运输载重量不断发展的要求，充分利用现有的公路桥梁，使之能继续安全地为公路运输服务，根据交通部颁布的《公路养护技术规范》要求，必须对桥梁进行检测。荷载试验包括静载试验和动载试验，由静载试验可以得到结构的挠度和静力应变，由动载试验可以得到结构的模态特性（自振频率、振型和阻尼比）和系统参数（刚度、质量和阻尼矩阵）。

二静载试验

1.桥梁概况

孟州蟒河桥始建于20世纪80年代，上部结构采用12-10m装配式钢筋混凝土T梁，下部结构为双柱式墩台、钻孔灌注桩基础。桥面宽度：净-6+2x0.5m防撞护栏，桥面铺装采用2cm厚沥青混凝土+9cmC25防水混凝土，路水交角90°，设计荷载汽-15，挂车-80。

2.静载试验的目的

桩基础静载试验的主要目的是确定桩的承载能力，即确定桩的允许荷载和极限荷载，查明桩基础强度的安全储备，了解桩基础的变位情况，并依据试验结果，确定桩基的安全性。通过该次静载试验全面

了解桥墩盖梁、立柱和钻孔灌注桩的受力性能，确定桥梁下部结构的承载能力，为对该桥下部结构加固提供试验数据支持。此次静载试验的主要目的有：

（1）检验桥梁下部结构立柱、盖梁的力学性能。

（2）检验钻孔灌注桩在试验荷载作用下的沉降情况，并判定钻孔灌注桩的承载能力，为该桥的桥梁改造提供可靠依据。

3.静载试验的内容

根据试验目的及现场实际情况，确定该静载试验进行下列试验项目：

（1）墩台盖梁、立柱外观检测及混凝土的强度检测；

（2）挠度测量：盖梁跨中截面；

（3）沉降观测：桩顶截面处；

（4）应力测试：盖梁跨中截面下缘应力，墩顶处盖梁截面上缘应力，桥墩墩底截面应力；

（5）裂缝开展情况。

4.试验过程

（1）.试验桥墩

经过对该桥实地检查，为方便加载，试验桥孔选择桥梁第三、九两孔，即3#墩、9#墩。

（2）.测点布置

根据试验目的和试验内容的要求进行测点布置，其布置示意图如图1所示：

（3）.荷载试验效率

根据《大跨径混凝土桥梁的试验方法》中的建议，桥梁荷载试验一般采用基本荷载。其中静力试验荷载的效率系数的取值范围为：

0.8≤η≤1.05

其中：

—试验荷载作用下检测部位变位或内力的计算值；

S—设计标准荷载作用下检测部位变位或内和计算值；

加固后一个桥墩桩基承担的桩顶力为：

105.4KN（上部结构及桥面铺装恒载增加）+ 20.6KN（盖梁加固后增加）+335（公路-Ⅱ级汽车荷载）=451KN。

为使试验荷载作用下校验系数为0.8≤η≤1.05，则试验车辆产生的竖向力为：360.8 KN≤B≤473.55 KN。本次试验车辆作用下，产生的桩顶竖向力为B=446KN，校验系数η=446/451=0.99。

5.试验结果

通过对桥下部结构外观检测及静载试验数据分析，可以得出以下结论：

（1）盖梁表面受流水侵蚀严重，导致盖梁表面混凝土剥落，局部有露筋锈蚀。盖梁混凝土强度推定值为22.90 MPa，低于C25混凝土强度，立柱混凝土强度推定值为18.5-19.8MPa，接近C20混凝土强度。桥墩盖梁和立柱的碳化深度在0.5-1mm之间。

（2）分析静载试验数据，盖梁和立柱的变形及应力实测结果与理论数据对比，得到校验系数，盖梁挠度的校验系数最大值为0.96，

应力的校验系数最大值为0.903，立柱应力的校验系数最大值为0.860。参考《桥梁检测与加固手册》钢筋混凝土结构的校验系数范围为0.60-0.85，说明盖梁的工作性能有所降低，结构安全储备不足。

（3）由于场地条件的限制，本次试验测试了第三跨3#墩和第九跨9#墩桥墩在试验荷载作用下桥墩立柱的应力与沉降，应力实测数据与理论数据基本吻合，沉降观测数据为0.032mm，承载能力满足公路-Ⅱ级荷载标准要求。

（4）静载试验数据分析

1、挠度数据分析

主要挠度测试结果如表附表2、附表3所示。附表2列出了第九跨9#墩在荷载作用下的各测点位移值，盖梁实测最大挠度为0.36mm，而理论值为0.37mm，校验系数为0.97，残余变形测点为0.04mm；立柱最大变形为0.027mm，而理论值为0.037mm，校验系数为0.72，最大残余变形测点为0.002mm。

附表2列出了第三跨3#墩在荷载作用下的各测点位移值，盖梁实测最大挠度为0.30mm，而理论值为0.37mm，校验系数为0.81，最大残余变形测点为0.06mm；立柱最大变形为0.032mm，而理论值为0.037mm，校验系数为0.86，最大残余变形测点为0.004mm。

（5）应变数据分析

在试验荷载作用下，测试断面应力与相应的理论计算值、结构效验系数及残余应变值列于附表4、附表5。分别在盖梁跨中的下部和墩顶处盖梁截面上缘使用电阻应变片测试，为保证测试的准确，每个

测点布置2个应变片。

试验荷载作用下的应力结果，第九跨9#墩盖梁跨中截实测最大正应力为1.638MPa，与理论值相比较的校验系数为0.871，残余应变为5.92%，墩顶处盖梁截面上缘实测最大正应力为1.611MPa，与理论值相比较的校验系数为0.868，残余应变为5.59%。

三、结论

2.建议

根据检测结果和分析，现对孟州蟒河桥的下部结构处理提出以下建议：

（1）对桥梁下部结构的盖梁和立柱进行加固，以提高混凝土盖梁的抗剪、抗弯能力和立柱的抗压、抗弯能力；

（2）根据桥梁下部结构静载试验和孟州相同跨径桥梁资料进行分析，虽然在试验荷载作用下，沉降数据满足规范和公路-Ⅱ级荷载标准要求，但是考虑超载车作用，从桥梁安全角度出发，为了确保桥梁安全运营应予以加固。

参考文献

[1]宋一凡.公路桥梁荷载试验与结构评定[M].北京：人民交通出版社，2002

[2]陈榕峰，宋丹，高鹏.交通标准化[J].公路桥梁荷载试验综述，2012，10：28-30

[3] 谌润水，刘群安. 公路交通科技（应用技术版） [J].公路桥梁荷载试验的作用与基本原则，2012，05：5-8