橋梁靜動(dòng)載試驗(yàn)報(bào)告

1、中山市三座橋梁靜動(dòng)載試驗(yàn)報(bào)告受中山市共用事業(yè)局的委托，鐵道部科學(xué)研究院佛山院于2000年11月6日11月10日對(duì)跨越歧江的人民大橋、歧江橋、員峰橋等三座舊橋進(jìn)行了靜動(dòng)載評(píng)估試驗(yàn)。一、人民大橋1. 橋梁基本情況人民大橋位于中山市中山一路跨越歧江水道處，由兩座獨(dú)立橋組成，橋長275m。其中一座橋建于七十年代初(本報(bào)告稱之為舊橋)，系鋼筋混凝土雙曲拱橋，橋面寬8.94m，主拱跨度80m，主拱由5條鋼筋混凝土矩形拱肋組成，腹拱圈凈跨5.5m，矢高0.75m，采用預(yù)制構(gòu)件拼裝施工，腹拱圈為平鉸連接的三鉸拱或二鉸拱；另一座橋建于1986年(本報(bào)告稱之為新橋)，為鋼筋混凝土肋箱式拱橋，橋?qū)?.0m，主拱跨度

2、80m，主拱由6條鋼筋混凝土箱形肋拱組成，腹拱圈凈跨5.5m，矢高0.917m，采用預(yù)制構(gòu)件拼裝施工，腹拱圈為平鉸連接二鉸拱。該橋修建年代較早，橋梁結(jié)構(gòu)部件已不同程度地出現(xiàn)損傷，且設(shè)計(jì)及竣工資料不全、設(shè)計(jì)荷載等級(jí)不明確等。為了解該橋的受力性狀及承載能力，受中山市共用事業(yè)局的委托，鐵道部科學(xué)研究院佛山院于2000年11月6日11月8日對(duì)該橋進(jìn)行了橋梁檢查及靜動(dòng)載評(píng)估試驗(yàn)。2. 橋梁檢查及靜動(dòng)載評(píng)估試驗(yàn)依據(jù) (1)公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(1989年合訂本)； (2)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范JTJ023-85 (3)大跨徑混凝土橋梁的試驗(yàn)方法 (4)舊橋檢測(cè)、評(píng)估、加固技術(shù)的應(yīng)用(5)中山市人

3、民大橋竣工圖資料(湛江公路局大橋工程處 1986年1月)3. 橋梁檢驗(yàn)的目的、內(nèi)容及測(cè)點(diǎn)布置3.1 橋梁檢驗(yàn)的目的 本次橋梁檢驗(yàn)工作包括橋梁檢查和靜動(dòng)載試驗(yàn)。 3.1.1 橋梁檢查檢查內(nèi)容包括：橋面鋪裝層、伸縮縫、橋梁主要控制截面的裂縫情況、拱肋混凝土強(qiáng)度的無損檢測(cè)等。通過檢查，掌握橋梁的外觀整體和局部構(gòu)件的技術(shù)狀況，分析結(jié)構(gòu)出現(xiàn)缺陷和損壞的原因及對(duì)橋梁使用性能的影響。 橋梁靜動(dòng)載試驗(yàn) 掌握結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀況，判斷橋梁的實(shí)際承載能力。 掌握橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能。 通過靜動(dòng)載試驗(yàn)和理論分析，對(duì)橋梁的使用承載力及工作狀況作出綜合評(píng)價(jià)，給出橋梁使用荷載等級(jí)，并提出維修養(yǎng)護(hù)、加固的建議。 靜動(dòng)載試驗(yàn)結(jié)果

4、可作為今后橋梁維護(hù)及評(píng)估提供原始數(shù)據(jù)。 3.2 橋梁靜載試驗(yàn)應(yīng)變及撓度、位移測(cè)點(diǎn)布置選取主拱肋拱腳、1/4L截面及跨中截面進(jìn)行測(cè)試。測(cè)點(diǎn)布置示于圖RM-1。 A C A C 10m B B 80m 撓度或位移測(cè)點(diǎn) a. 主拱撓度測(cè)點(diǎn)布置圖 15# 下游側(cè) 上游側(cè) 14# 11# 10# 7# 6# 3# 55cm 13# 12# 9# 8# 5# 4# 2# 1# 40cm應(yīng)力測(cè)點(diǎn) 46 50 >55 >55 >55 >55cm 19 20 27 39 17 18cm 間距 33 38 24 12 17 30 17 18 17 17 cm上游側(cè)裂縫圖說明：圖示為第一片拱

5、上游側(cè)腳手架可見范圍內(nèi)裂縫分布，實(shí)際多于12條;大部分裂縫貫 穿底部與另一側(cè)連通；該片拱下游側(cè)以及其它各片裂縫情況類似；另外第二、三、 四、五(從上游起)片拱之間連接小拱拱頂有寬度>1mm的裂縫，沿橋縱向，幾乎貫 穿全橋。 各測(cè)點(diǎn)跨裂縫情況為：1#、2#、7#12#測(cè)點(diǎn)跨縫；3#、13#、14#測(cè)點(diǎn)不跨縫；4# 6#測(cè)點(diǎn)靠近裂縫A截面應(yīng)力測(cè)點(diǎn) 12# 7# 下游側(cè) 16# 13# 11# 8# 6# 3# 上游側(cè) a b c d 100 e 15# 14# 10# 9# 5# 4# 2# 1# 143cm 144cm 142cm 40cm 143cm應(yīng)力測(cè)點(diǎn)B截面應(yīng)力測(cè)點(diǎn) 12# 7#

6、下游側(cè) 上游側(cè) 16# 13# 11# 8# 6# 3# a b c d e 15# 14# 10# 9# 5# 4# 2# 1#應(yīng)力測(cè)點(diǎn)C截面應(yīng)力測(cè)點(diǎn)b. 舊橋測(cè)點(diǎn)布置圖 下游側(cè) 上游側(cè) 7# 7# 2×19cm 6# 6# 5# 24cm 1 # 2# 3# 4# 應(yīng)力測(cè)點(diǎn) 7# 6# 85cm 98cm 5# 120 25A截面上游側(cè)測(cè)點(diǎn)布置 下游側(cè) 上游側(cè) 143cm 1# 2# 3# 800cm 應(yīng)力測(cè)點(diǎn)B截面應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置圖 下游側(cè) 6# 7# 8# 9# 上游側(cè) 1# 1# 5# 4# 3# 2# 應(yīng)力測(cè)點(diǎn) C截面應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置圖 c. 新橋測(cè)點(diǎn)布置圖 圖RM-1 人民大橋

7、測(cè)點(diǎn)布置圖 靜載試驗(yàn)內(nèi)容通過目視檢查及無損檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)舊、新兩橋拱肋均開裂嚴(yán)重，且舊橋第二拱波開裂更甚。因此靜載試驗(yàn)的內(nèi)容為： 拱腳截面應(yīng)力測(cè)試； 1/4L截面應(yīng)力測(cè)試； 跨中截面應(yīng)力測(cè)試； 各測(cè)試截面處為撓度測(cè)試。 靜載試驗(yàn)荷載及加載位置 .1 試驗(yàn)加載原則 試驗(yàn)加載采用分級(jí)加載的方式，一般通過改變作用在橋上的車輛數(shù)量或車輛的位置。試驗(yàn)規(guī)范規(guī)定一般需分4級(jí)加載，鑒于該橋?yàn)槔蠘蚯以O(shè)計(jì)荷載等級(jí)未知，因此本次試驗(yàn)為詳細(xì)考查其承載能力，特分9級(jí)進(jìn)行加載。 為保證測(cè)試數(shù)據(jù)的可靠性，一般車輛荷載位置停好后，持荷35分鐘。每一加載工況各進(jìn)行兩次，如兩次加載試驗(yàn)數(shù)據(jù)相差較大則要進(jìn)行第三次試驗(yàn)。 在試驗(yàn)加載過程

8、中，隨時(shí)觀測(cè)結(jié)構(gòu)控制截面的應(yīng)力、變形，如果在未加到預(yù)計(jì)的最大試驗(yàn)荷載前，應(yīng)力或變形出現(xiàn)非線性增長等不正常受力狀態(tài)時(shí)，應(yīng)立即停止繼續(xù)加載，并查明原因。.2 試驗(yàn)荷載及加載位置 采用試驗(yàn)加載車：舊橋?yàn)?輛20噸重車；新橋?yàn)?0噸重車和30噸重車各2輛。根據(jù)控制截面的內(nèi)力影響線、加載車軸重進(jìn)行布載，使控制截面的力矩與設(shè)計(jì)荷載作用下的設(shè)計(jì)力矩之比達(dá)到試驗(yàn)荷載效率的要求。各試驗(yàn)車輛軸重、軸距列于表1。測(cè)試截面加載位置如圖2所示。 試驗(yàn)車輛軸重、軸距表 表1橋名車號(hào)前軸重(t)后軸重(t)前軸距(m)后軸距(m)舊橋1#5.512×7.853.31.32#4.992×7.603.31.

9、3新橋1#5.512×7.853.31.32#4.992×7.603.31.33#4.712×11.423.31.34#6.132×10.553.31.34 外觀檢查與無損檢測(cè) 4.1 外觀檢查 4.1.1舊橋舊橋主要病害表現(xiàn)為立柱與蓋梁混凝土剝落露筋、鋼筋銹蝕，腹拱拱板沿橋?qū)挋M向開裂及拱波沿橋縱向開裂。具體表現(xiàn)為歧江北岸1#立柱蓋梁混凝土大面積脫落，多根鋼筋外露嚴(yán)重銹蝕有些已經(jīng)斷開，2#立柱的兩根柱子底部環(huán)狀開裂，立柱頂部混凝土脫落，鋼筋銹蝕。2#、3#立柱之間拱肋有兩條沿橋?qū)挿较虻臋M向裂縫，貫穿拱肋，從橋底部觀察，已裂至拱肋底部，3#立柱靠外側(cè)的兩根

10、柱子在距拱肋40cm處呈環(huán)狀開裂，靠外側(cè)第一根柱子垂直方向混凝土脫落，兩根豎向主筋已銹蝕成兩段。3#立柱蓋梁混凝土脫落，鋼筋銹蝕。3#、4#立柱之間腹拱頂跨中開裂，靠外側(cè)第三個(gè)拱波沿橋縱向開裂，裂縫寬度為12mm。4#立柱蓋梁鋼筋銹蝕嚴(yán)重，已斷開。4#、5#立柱立之間腹拱頂距5#立柱1m處沿橋?qū)挋M向開裂，裂縫寬度4mm左右。歧江南岸，1#立柱蓋梁混凝土脫落，鋼筋外露，銹蝕嚴(yán)重。2#立柱混凝土多處脫落，多根主筋銹蝕斷開，3#、4#立柱垂直方向鋼筋銹蝕斷開。垂直方向立柱表面有許多混凝土析出物。3#、4#立柱之間腹拱頂跨中沿橋?qū)挋M向開裂，從外側(cè)數(shù)底三個(gè)拱波沿橋縱向開裂。4#、5#立柱之間腹拱頂距5#

11、立柱2m 處沿橋?qū)挋M向開裂。5#、6#立柱之間腹拱頂在距5#立柱0.8m和1.5m處沿橋?qū)挋M向開裂，裂縫橫向貫通。另外，歧江南岸4#、5#立柱之間腹拱拱腳與立柱連接處拱腳存在斜裂縫，拱腳處立柱沿橋縱向水平開裂。本橋主要表現(xiàn)為立柱由于混凝土密實(shí)度差以致碳化腐蝕造成主筋銹蝕、混凝土保護(hù)層脫落；拱肋開裂嚴(yán)重表明截面受有較大的偏心壓力。 新橋 新橋主要病害為腹拱頂沿橋?qū)挋M向開裂，立柱橫梁跨中部位沿橋縱向開裂。具體表現(xiàn)為歧江南岸2#、3#立柱之間腹拱頂跨中部位沿橋?qū)挋M向開裂，混凝土脫落，裂縫貫穿腹拱，裂縫處有白色水跡并有結(jié)晶物析出，鋼筋外露。歧江南岸3#、4#立柱橫梁底沿橋縱向開裂，裂縫處有白色水跡。5

12、#、6#立柱之間腹拱頂沿橋?qū)挋M向開裂，裂縫寬度為 0.20.3mm，距6#立柱2m處有一條貫通裂縫。5#、6#立柱之間腹拱靠舊橋側(cè)兩根鋼筋銹蝕，混凝土脫落。歧江北岸4#立柱橫梁頂存在大量混凝土析出物并有混凝土脫落。2#、3#立柱之間腹拱頂混凝土脫落，面積為20×80cm2，脫落處露筋，鋼筋銹蝕。新橋3、4#立柱之間靠舊橋一側(cè)拱頂橫向開裂，裂縫長度為100200cm，寬度0.2mm，4#、5#立柱靠上游側(cè)拱頂橫向開裂，裂縫長度100cm，裂縫寬度0.2mm。北岸1#、2#、3#、4#立柱橫梁跨中沿橋縱向開裂。1#立柱裂縫處有白色水跡和結(jié)晶物析出。 本橋主要表現(xiàn)為混凝土已開始發(fā)生混凝土銹

13、蝕現(xiàn)象，鋼筋銹蝕及混凝土保護(hù)層脫落。 4.2無損檢測(cè)主要檢測(cè)內(nèi)容為新舊兩橋立柱、拱肋及新橋拱波的混凝土強(qiáng)度測(cè)試、碳化深度測(cè)試和舊橋、新橋立柱、新橋拱波鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)、新橋拱波橫向裂縫深度測(cè)試。混凝土強(qiáng)度的檢測(cè)方法為超聲回彈綜合法。檢測(cè)依據(jù)為中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)超聲回彈綜合法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程CECS 02：88和超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程CECS 21：90。使用儀器為北京康科瑞工程檢測(cè)有限公司生產(chǎn)的NM3-A型非金屬超聲檢測(cè)分析儀、山東省樂陵市回彈儀廠制造的ZC3-A型回彈儀和進(jìn)口英國產(chǎn)CM9型鋼筋直徑/保護(hù)層厚度測(cè)試儀。檢測(cè)結(jié)果見表2。 從測(cè)試結(jié)果可以看出，舊橋拱肋混凝土碳

14、化深度很小，混凝土強(qiáng)度在4447MPa之間。外觀檢查也表明舊橋拱肋混凝土質(zhì)量良好。舊橋立柱混凝土強(qiáng)度在3340MPa 之間，碳化深度在1845mm之間，鋼筋銹蝕區(qū)混凝土已完全碳化，經(jīng)過對(duì)立柱混凝土鑿開觀察，發(fā)現(xiàn)舊橋立柱鋼筋已全面銹蝕，即使是表面完好的混凝土，其內(nèi)部鋼筋表面也已經(jīng)有銹蝕跡象?；炷恋奶蓟侵复髿庵械亩趸寂c混凝土中的堿性物質(zhì)氫氧化碳發(fā)生反應(yīng)使混凝土中的PH值下降。其主要危害是使混凝土中鋼筋的保護(hù)膜受到破壞，引起鋼筋銹蝕。因此，混凝土的碳化深度是反映混凝土耐久性的重要指標(biāo)之一。而鋼筋的銹蝕則使混凝土保護(hù)層脫落，鋼筋有效面積減小，導(dǎo)致承載力下降甚至結(jié)構(gòu)破壞，這種破壞往往是突然性的。

15、 中山市人民橋混凝土強(qiáng)度、碳化深度和鋼筋保護(hù)層厚度匯總 表2橋位部位測(cè)試結(jié)果范圍平均值舊橋南岸3#立柱砼強(qiáng)度(MPa)38.0、36.9、37.836.938.037.6碳化深度(mm)18、35、22、33、45184531保護(hù)層厚度(mm)49、34、60、>80、65、>8034>80南岸4#立柱砼強(qiáng)度(MPa)41.1 33.9 40.433.941.138.5碳化深度(mm)24、32、20、28、40、181840保護(hù)層厚度(mm)35、50、65、>80、>8035>80南岸拱腳處拱肋砼強(qiáng)度(MPa)48.4、48.7、47.0、47.4、46

16、.1,47.2、46.1、44.4、47.5、47.244.448.747碳化深度(mm)2.0、2.5、1.5、3.5、2.5、1.01.03.51.9新橋南岸3#立柱砼強(qiáng)度(MPa)48.3、43.2、41.3、47.241.348.345.0碳化深度(mm)7.0、8.0、9.07.09.08.0保護(hù)層厚度(mm)所測(cè)試的厚度均大于70 mm>70>70南岸4#立柱砼強(qiáng)度(MPa)46.8、46.9、44.3、41.141.146.944.8碳化深度(mm)6.5、8.0、9.0、7.56.59.07.8保護(hù)層厚度(mm)均大于70mm>70>70北岸拱腳處拱肋砼

17、強(qiáng)度(MPa)51、46.8、52.2、50.7、5246.85250.5碳化深度(mm)1.0、1.5、2.01.02.01.5南岸5#、6#立柱間拱波砼強(qiáng)度(MPa)58.0、56.7、56.6、56.2、55.8、54.5、56.0、52.8、53.2、51.451.458.055.1碳化深度(mm)3.0、4.5、5.0、6.0、8.03.08.05.3保護(hù)層厚度(mm)橫向57、46、55、37、28、34、24、29、36、40、49、50、46、54、2457縱向28、40、35、55、33、29、15、45、51、37、29、44、37、541555從現(xiàn)象看，舊橋立柱鋼筋銹蝕多

18、發(fā)生在橫梁和立柱側(cè)面，這些位置表面存留大量混凝土析出物，立柱處對(duì)應(yīng)橋面施工縫結(jié)合不良，橋面鋪裝層嚴(yán)重破損，導(dǎo)致雨水、污水沿立柱下淌，中山市為海洋性氣候，雨水、污水中含有許多有害物質(zhì)，加速了混凝土的碳化和鋼筋新橋立柱混土強(qiáng)度在4148MPa之間。新橋立柱鋼筋保護(hù)層絕大部分超過80mm，而立柱混凝土碳化深度小于10mm，說明新橋立柱鋼筋仍處于堿性狀態(tài)。新橋拱波混凝土強(qiáng)度超過50MPa，拱波混凝土碳化深度遠(yuǎn)小于鋼筋保護(hù)層厚度。新橋拱肋混凝土強(qiáng)度在50MPa左右，混凝土碳化深度平均為5.3mm。對(duì)新橋東南側(cè)5#、6#立柱之間腹拱頂?shù)臋M向裂縫的深度進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果顯示裂縫深度在1520cm之間。5 靜動(dòng)

19、載試驗(yàn)結(jié)果 5.1靜載試驗(yàn) 5.1.1應(yīng)變測(cè)試 5.1.1.1拱腳截面應(yīng)變測(cè)試 5.1.1.1a舊橋在試驗(yàn)加載輪位下，拱腳截面應(yīng)變測(cè)試值列于表2J。 表2J 測(cè)點(diǎn)編號(hào) 輪位12453679108111214151316第一循環(huán)I級(jí)-5-3-4-4000-4-5000-7-6-1-1II級(jí)-6-5-7-7-1-20-8-9-1-10-11-12-1-3III級(jí)-8-6-7-8-1-20-8-9-1-20-11-10-2-3IV級(jí)-6-3-5-5-1-20-5-7-1-2-1-8-7-2-3V級(jí)-20-2-2-1-1-1-1-3-1-3-1-4-4-2-3VI級(jí)25110-1-101-1-3-11

20、0-3-4VII級(jí)473421-133-1-3-123-3-4回0010000000100000-1第二循環(huán)VI級(jí)051-2-1-1-130-1-30-10-5-5VII級(jí)48320-1053-1-3033-5-4回0010000000100000-1注：表中數(shù)據(jù)符號(hào)拉為+、壓為負(fù)。 5.1.1.1b新橋在試驗(yàn)加載輪位下，拱腳截面應(yīng)變測(cè)試值列于表2N。 表2N輪位1#2#3#I級(jí)-3-3-28II級(jí)-6-7-31III級(jí)-7-11-35IV級(jí)-5-8-58V級(jí)-4-3-53VI級(jí)-32-49VII級(jí)15-21VIII級(jí)35-20回0135VIII級(jí)12-22回0-1-1-1由表2N易于看出，I

21、V級(jí)加載時(shí)拱腳承受壓力最大；在VII、VIII級(jí)荷載作用下，各拱肋下緣均出現(xiàn)拉應(yīng)力，中間一個(gè)拱肋(即c拱肋)拉應(yīng)力最大，但上緣測(cè)點(diǎn)及拱波底部測(cè)點(diǎn)為壓應(yīng)力，表明拱腳截面在試驗(yàn)荷載作用下截面中性軸處于矩形拱肋上，具備較試驗(yàn)荷載大的承載能力。 5.1.1.2 1/4L截面應(yīng)力測(cè)試 5.1.1.2a 舊橋在試驗(yàn)加載輪位下，1/4L截面應(yīng)變測(cè)試值列于表3J;其平均實(shí)測(cè)應(yīng)變值隨拱肋截面高度變化關(guān)系示于圖RM-3。由此可以看出，截面下翼緣最大受拉應(yīng)變?yōu)?3，實(shí)測(cè)應(yīng)變值與拱肋截面高度具有較好的線性關(guān)系，表明截面受力較好的符合平截面假定。中性軸距拱底緣82cm，已越出矩形拱肋進(jìn)入雙曲拱波截面內(nèi)，表明該截面可以承

22、受與試驗(yàn)荷載相當(dāng)?shù)暮奢d(即汽-15荷載)，但沒有多大的富余。表3J 測(cè)點(diǎn)編號(hào) 輪位12459101415368111316712第一循環(huán)131198989923110-1-5-7第二循環(huán)1311108989923100-1-6-7平均值(位置cm)8.5(5)0.92(63)-6.25(113) 5.1.1.2b 新橋在試驗(yàn)加載輪位下，1/4L截面應(yīng)變測(cè)試值列于表3N；其平均實(shí)測(cè)應(yīng)變值隨拱肋截面高度變化關(guān)系示于圖RM-4。由此可以看出，截面下翼緣最大受拉應(yīng)變?yōu)?0，實(shí)測(cè)應(yīng)變值與拱肋截面高度具有良好的線性關(guān)系，中性軸距離拱底緣60cm，表明截面受力較好的符合平截面假定，可以承受與試驗(yàn)荷載相當(dāng)?shù)暮?/p>

23、載(即汽-15)，且具有較試驗(yàn)荷載更大的承載能力(按線彈性變形假定進(jìn)行推算，該截面可以承受汽-20荷載)。 表3N 測(cè)點(diǎn)編號(hào) 輪位123456789第一循環(huán)-418151917-19-25-24-25第一循環(huán)-320191819-21-27-26-28平均值(位置cm)-3.5(71.5)18.1(0)-24.4(143.0) 5.1.1.3 跨中截面應(yīng)力測(cè)試 5.1.1.3a 舊橋在試驗(yàn)加載輪位下，跨中截面應(yīng)變測(cè)試值列于表4J?？梢钥吹剑谧畲笤囼?yàn)第IX級(jí)加載(相當(dāng)于計(jì)算荷載為汽-15)荷載作用下，跨中截面跨縫測(cè)點(diǎn)最大應(yīng)變?yōu)?05，裂縫擴(kuò)展增量為0.016mm。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，由于發(fā)現(xiàn)該截面的中

24、性軸高度已大大越出拱肋高度(55cm)甚至高于拱波頂部(距拱肋下翼緣105cm)，有鑒于此，立即停止了繼續(xù)加載。在最大試驗(yàn)荷載作用下，跨中截面實(shí)測(cè)應(yīng)變與拱肋高度間的關(guān)系示于圖RM-5，可以看出，截面中性軸高度為109cm(指距離拱肋下翼緣)，拱肋(包括拱波)接近處于完全受拉狀態(tài)，而受壓區(qū)接近完全由漿砌片石組成的拱頂區(qū)。由此易于得出，跨中截面的承載能力為汽-15。有鑒于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果，跨中拱頂截面中性軸高度很高，拱肋接近完全受拉狀態(tài)，為確保橋梁使用安全，建議對(duì)該橋進(jìn)行加固，加固進(jìn)行前，開通車輛不宜超過汽-10。 表4J 測(cè)點(diǎn)編號(hào) 輪位12589121336710111415第一循環(huán)VI級(jí)48615

25、310013410VII級(jí)19363917391220027235651回0-100-1-212-1-1-11-31-1第二循環(huán)VI級(jí)4931522-1-114411VII級(jí)2036371740132-1027255752VIII級(jí)24445324541620139347872IX級(jí)2951753570202-10554610592回0-3-2-3-2-303-2-3-35000 注：表中數(shù)據(jù)符號(hào)拉為+、壓為負(fù)。此外，各測(cè)點(diǎn)說明詳見圖RM-1。 5.1.1.3b 新橋 表4N 測(cè)點(diǎn)編號(hào) 輪位1234567第一循環(huán)VII級(jí)181620177-1-5VIII級(jí)2628313126-4-8IX級(jí)32

26、37395154-4-10回0-1-100000第二循環(huán)VIII級(jí)2830325127-2-7IX級(jí)3437384152-4-10回0-1-1001-1-1在試驗(yàn)加載輪位下，跨中截面應(yīng)變測(cè)試值列于表4N。可以看到，在最大試驗(yàn)第IX級(jí)加載(相當(dāng)于計(jì)算荷載為汽-15)荷載作用下，跨中截面跨縫測(cè)點(diǎn)最大應(yīng)變?yōu)?54，裂縫擴(kuò)展增量為0.023mm。在最大試驗(yàn)荷載作用下，跨中截面實(shí)測(cè)應(yīng)變與拱肋高度間的關(guān)系示于圖RM-6?？梢钥闯?，截面中性軸高度為97cm(指距離拱肋下翼緣)，而拱肋高度為143cm，具有一定的承載潛力?？梢姡缰薪孛娴某休d能力大于試驗(yàn)荷載(相當(dāng)于計(jì)算荷載為汽-15)。5.1.2 撓度測(cè)試

27、5.1.2a 舊橋 在試驗(yàn)加載輪位下，各撓度測(cè)點(diǎn)測(cè)試值列于表5J?？梢钥闯?，在最大試驗(yàn)荷載作用下，最大撓度為3.6mm，相當(dāng)于撓跨比為1/22222，表明橋梁具有足夠的整體剛度。 輪位測(cè)點(diǎn)編號(hào)III級(jí)IV級(jí)V級(jí)VI級(jí)VII級(jí)回0VI級(jí)VII級(jí)VIII級(jí)IX級(jí)1/4L回0N10.40.40-0.2-0.4-0.1-0.1-0.3-0.2-0.3-0.20.1N20.40.70.5-0.1-0.2-0.10.40.10.100.6-0.3N3-0.9-0.801.12.4-0.21.72.73.23.60.5-0.4N40.10.30.3-0.1-0.3-0.30.70.20.50.22.30.1

28、 5.1.2b 新橋 在試驗(yàn)加載輪位下，各撓度測(cè)點(diǎn)測(cè)試值列于表5N。可以看出，在最大試驗(yàn)荷載作用下，最大撓度為3.8mm，相當(dāng)于撓跨比為1/21053，表明橋梁具有足夠的整體剛度。 輪位測(cè)點(diǎn)編號(hào)I級(jí)II級(jí)III級(jí)IV級(jí)V級(jí)VI級(jí)VII級(jí)VIII級(jí)IX級(jí)回0VIII級(jí)回01/4L回0N10.30.40.20.2-0.5-0.4-0.4-0.3-0.10.1-0.200.5-0.1N20.40.71.11.01.00.70.70.70.60.20.904.1-0.3N30.80.50.41.01.42.83.33.53.7-0.23.8-0.20.40.1N41.91.92.12.21.91.92

29、.21.61.5-0.21.8-0.1-2.10.5N5-0.10.50.3-0.1-0.1-0.1-0.1-0.2-0.20.1-0.20.1-0.405.2動(dòng)載試驗(yàn) 5.2.1舊橋 .1行車試驗(yàn) 行車試驗(yàn)主要測(cè)試拱橋1/4、1/2及3/4截面處梁體的豎向振動(dòng)響應(yīng)，試驗(yàn)時(shí)采用一輛試驗(yàn)車，從速度20km/h開始沿橋梁中線行駛，重車速度從20km/h至40km/h。 從豎向振動(dòng)振幅實(shí)測(cè)值(見下表)上看，拱1/4跨在試驗(yàn)速度范圍內(nèi)振幅單峰最大值在0.12 0.18mm之間，最大振幅發(fā)生速度20km/h，對(duì)應(yīng)強(qiáng)振頻率為2.08Hz。 拱橋1/2跨在試驗(yàn)速度范圍內(nèi)振幅單峰最大值在0.170.35mm之

30、間，最大振幅發(fā)生速度20km/h，對(duì)應(yīng)強(qiáng)振頻率為2.63Hz。行車速度 km/h測(cè)點(diǎn)部位振幅(單峰)mm強(qiáng)振頻率 Hz20L/40.182.08L/20.352.633L/430L/40.122.0L/20.272.543L/40.152.040L/40.152.1L/20.172.223L/40.22.1.2脈動(dòng)試驗(yàn) 脈動(dòng)試驗(yàn)通過測(cè)試橋梁在自然環(huán)境下的振動(dòng)響應(yīng)，通過頻譜分析識(shí)別結(jié)構(gòu)的自振特性(自振頻率、振型及阻尼系數(shù))。經(jīng)實(shí)測(cè)分析舊橋一階豎向自振頻率f=2.148Hz，1/4跨中與跨中同相，與3L/4處反相，為反對(duì)稱振型，阻尼比為0.0498。5.2.2 新橋 .1行車試驗(yàn) 行車試驗(yàn)主要測(cè)試

31、拱橋1/4、1/2及3/4截面處梁體的豎向振動(dòng)響應(yīng)，試驗(yàn)時(shí)采用一輛試驗(yàn)車，從速度20km/h開始沿橋梁中線行駛，重車速度從20km/h至50km/h。 從豎向振動(dòng)振幅實(shí)測(cè)值(見下表)上看，拱1/4跨在試驗(yàn)速度范圍內(nèi)振幅單峰最大值在0.120.33mm之間，最大振幅發(fā)生速度20km/h，對(duì)應(yīng)強(qiáng)振頻率為3.24Hz。 拱橋1/2跨在試驗(yàn)速度范圍內(nèi)振幅單峰最大值在0.24 0.67mm之間，最大振幅發(fā)生速度20km/h，對(duì)應(yīng)強(qiáng)振頻率為3.7Hz。行車速度 km/h測(cè)點(diǎn)部位振幅(單峰)mm強(qiáng)振頻率 Hz20L/40.333.24L/20.673.73L/40.32.8830L/40.134.34L/2

32、0.263.963L/40.124.5440L/40.122.86L/20.333.663L/40.132.8450L/40.132.63L/20.243.623L/40.152.78 .2脈動(dòng)試驗(yàn)脈動(dòng)試驗(yàn)通過測(cè)試橋梁在自然環(huán)境下的振動(dòng)響應(yīng)，通過頻譜分析識(shí)別結(jié)構(gòu)的自振特性(自振頻率、振型及阻尼系數(shù))。經(jīng)實(shí)測(cè)分析舊橋：第一階豎向自振頻率為2.197Hz時(shí)，L/4與跨中同相，與3L/4反相，為反對(duì)稱振型，阻尼比為0.01818； 第二階豎向自振頻率為2.54Hz時(shí)，L/4與跨中反相，與3L/4同相，為對(duì)稱振型，阻尼比為0.01714；第三階豎向自振頻率為3.52Hz時(shí)，L/4與跨中、3L/4均為反

33、相，為反對(duì)稱振型，阻尼比為0.02625。6 結(jié)論與建議通過對(duì)該橋進(jìn)行較全面的橋梁檢查、檢測(cè)及靜動(dòng)載試驗(yàn)，可以得出如下結(jié)論：橋梁檢查：舊橋裂縫很多且較嚴(yán)重，拱肋間拱波連接縱向裂縫，裂縫寬度12mm，立柱鋼筋銹蝕極為嚴(yán)重，有的銹斷；新橋除個(gè)別立柱開裂外且裂縫寬度較小，其它情況良好。無損檢測(cè)：舊橋混凝土強(qiáng)度立柱3040MPa，碳化深度達(dá)40mm，已超過保護(hù)層厚度；拱肋40 MPa以上，碳化深度24mm。新橋混凝土強(qiáng)度立柱40MPa左右，碳化深度79mm；拱肋、拱波50 MPa以上，碳化深度56mm。靜載試驗(yàn)：新、舊橋具有的剛度良好；舊橋跨中截面的承載能力為汽-15，但現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，拱頂截面屬非

34、正常的受力狀態(tài)，中性軸高度很高，拱肋已完全受拉、拱波亦已接近完全受拉狀態(tài)，為確保橋梁使用安全，建議對(duì)該橋進(jìn)行加固，加固進(jìn)行前，開通車輛不宜超過汽-10。新橋跨中截面可以安全地通過汽-20荷載。動(dòng)載試驗(yàn)： 從新、舊橋的自振頻率數(shù)值看，相對(duì)來說不高，說明橋梁整體剛度不大；從行車試驗(yàn)結(jié)果來看，振幅大小無明顯異常，主要是由于拱橋恒載所占比例較大，活載比例相對(duì)較小。建議對(duì)橋面要注意保養(yǎng)與維修，以免經(jīng)常性的跳車對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)造成不利影響。 鑒于舊橋混凝土開裂嚴(yán)重、鋼筋銹蝕及靜動(dòng)載試驗(yàn)結(jié)果，建議對(duì)其進(jìn)行加固。二、員峰橋1. 橋梁基本情況員峰橋位于中山市員峰路，跨越歧江水道，建于九十年代中期。全橋長95.78m，

35、橋?qū)?4m，其中主跨為開啟式鋼箱梁，跨長25.9m；引橋由5跨鋼筋混凝土簡支板梁組成，長69.88m。下部結(jié)構(gòu)采用150cm鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，橋墩與基礎(chǔ)直徑相同，4#墩除外。設(shè)計(jì)荷載為汽-20、驗(yàn)算荷載為掛-100，設(shè)計(jì)車速50km/h，抗震等級(jí)7度。為了解該橋的受力性狀及承載能力，受中山市共用事業(yè)局的委托，鐵道部科學(xué)研究院佛山院于2000年11月6日11月10日對(duì)該橋進(jìn)行了橋梁檢查及靜動(dòng)載評(píng)估試驗(yàn)。2. 橋梁檢查及靜動(dòng)載評(píng)估試驗(yàn)依據(jù) (1)公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(1989年合訂本)； (2)鐵路橋梁試驗(yàn)評(píng)定方法； (3)舊橋檢測(cè)、評(píng)估、加固技術(shù)的應(yīng)用 (4) 員峰橋施工設(shè)計(jì)圖(廣州市市政工程設(shè)計(jì)研究

36、院1992年9月)3. 橋梁檢驗(yàn)的目的、內(nèi)容及測(cè)點(diǎn)布置3.1 橋梁檢驗(yàn)的目的 本次橋梁檢驗(yàn)工作包括橋梁檢查和靜動(dòng)載試驗(yàn)。 3.1.1 橋梁檢查檢查內(nèi)容包括：升降機(jī)械使用性能、鋼箱梁、橋面板、支座及引道橋等。通過檢查，掌握橋梁的外觀整體和局部構(gòu)件的技術(shù)狀況，分析結(jié)構(gòu)出現(xiàn)缺陷和損壞的原因及對(duì)橋梁使用性能的影響。 橋梁靜動(dòng)載試驗(yàn) 掌握結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀況，判斷橋梁的實(shí)際承載能力。 掌握橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能。 通過靜動(dòng)載試驗(yàn)和理論分析，對(duì)橋梁的使用承載力及工作狀況作出綜合評(píng)價(jià)，給出橋梁使用荷載等級(jí)，并提出維修養(yǎng)護(hù)、加固的建議。 靜動(dòng)載試驗(yàn)結(jié)果可作為今后橋梁維護(hù)及評(píng)估提供原始數(shù)據(jù)。 3.2 橋梁靜載試驗(yàn)應(yīng)變

37、及撓度測(cè)點(diǎn)布置選取A、B、C截面布置應(yīng)變測(cè)點(diǎn)。應(yīng)變、撓度測(cè)點(diǎn)布置示于圖YF-1。 2 20m 2 N1 N2 N3 N4 N5 A1 A5 A2 A3 A4 3.2 3.2 24m 撓度測(cè)點(diǎn) 應(yīng)力測(cè)點(diǎn) 25.9m A B C A B C 19.17m 6.73m圖YF-1 員峰橋測(cè)點(diǎn)布置圖3.3 靜載試驗(yàn)內(nèi)容經(jīng)檢查，鋼箱梁及其配套部件使用狀況良好，靜載試驗(yàn)內(nèi)容如下：跨中A截面應(yīng)力測(cè)試；支座處B截面應(yīng)力測(cè)試；懸臂端C截面最大反力測(cè)試；跨中截面撓度測(cè)試；跨中截面橫向分布測(cè)試。3.3.1 靜載試驗(yàn)荷載及加載位置 3.3.1.1 試驗(yàn)加載原則 試驗(yàn)荷載效率=Sstat/S×應(yīng)滿足：0.8&l

38、t;1.0，其中Sstat為試驗(yàn)荷載作用下檢測(cè)部位變位或力的計(jì)算值；S為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)活載作用下變位或力的計(jì)算值；為設(shè)計(jì)取用的動(dòng)力系數(shù)。試驗(yàn)加載采用分級(jí)加載的方式，一般通過改變作用在橋上的車輛數(shù)量或車輛的位置。試驗(yàn)規(guī)范規(guī)定一般需分4級(jí)加載。為保證測(cè)試數(shù)據(jù)的可靠性，一般車輛荷載位置停好后，持荷35分鐘。每一加載工況各進(jìn)行兩次，如兩次加載試驗(yàn)數(shù)據(jù)相差較大則要進(jìn)行第三次試驗(yàn)。 在試驗(yàn)加載過程中，隨時(shí)觀測(cè)結(jié)構(gòu)控制截面的應(yīng)力、變形，如果在未加到預(yù)計(jì)的最大試驗(yàn)荷載前，應(yīng)力或變形出現(xiàn)非線性增長等不正常受力狀態(tài)時(shí)，應(yīng)立即停止繼續(xù)加載，并查明原因。3.3.1.2 試驗(yàn)荷載及加載位置 采用4輛30噸重車進(jìn)行試驗(yàn)加載。根

39、據(jù)控制截面的內(nèi)力影響線、加載車軸重進(jìn)行布載，使控制截面的力矩與設(shè)計(jì)荷載作用下的設(shè)計(jì)力矩之比達(dá)到試驗(yàn)荷載效率的要求。各試驗(yàn)車輛軸重、軸距列于表YF1。 試驗(yàn)車輛軸重、軸距表 表YF1車號(hào)前軸重(t)后軸重(t)前軸距(m)后軸距(m)1#4.712×11.423.31.32#6.132×10.553.31.33#6.672×12.653.31.34#5.812×12.703.31.3由理論分析可知，A截面的最不利受力狀態(tài)，同時(shí)為B、C截面的最大受力狀態(tài)，因此測(cè)試截面加載位置如圖YF-2所示。測(cè)試截面荷載效率系數(shù)列于表YF2，滿足大跨徑混凝土橋梁的試驗(yàn)方法的

40、要求。 A截面荷載效率系數(shù)(M設(shè)計(jì)=499.08kN-m) 表YF2加載級(jí)別IIIIIIIV荷載效率系數(shù)0.3520.6590.8471.0124. 橋梁檢查員峰橋主跨為開啟式鋼箱梁結(jié)構(gòu)，從其開啟情況來看，頂升速度基本均勻，無異常聲響，說明頂升及機(jī)械傳動(dòng)部分工作正常；從鋼箱梁的焊接質(zhì)量來看，焊縫均勻、飽滿，施工質(zhì)量良好；橋面由18 mm+6mm厚鋼板組合而成，在兩層鋼板上打孔填焊以防止兩層鋼板相對(duì)錯(cuò)動(dòng)，從橋面檢查情況來看，行車鋼板有局部發(fā)生較嚴(yán)重銹蝕，并有相當(dāng)大的面積內(nèi)兩層鋼板間的填焊脫離，鋼板之間有積水，底層鋼板銹蝕情況不明。另外，東半幅面層鋼板的南北兩側(cè)高低不平，南側(cè)稍高，高差在1cm左右。以上這些情況應(yīng)在平時(shí)的檢查中應(yīng)予以充分重視。該橋的結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)上不盡合理，在4#、5#橋墩旁設(shè)置的開啟設(shè)備箱面積達(dá)11.23m