李清燕

摘要：為了在新橋中利用原有舊橋構件，采用現(xiàn)場荷載試驗方法，對某裝配式簡支預應力混凝土小箱梁橋舊橋拆除的小箱梁構件，進行了結構承載能力性能評價。荷載試驗評價結果和新橋建設工程實際應用效果表明：狀況良好、原汽車-超20級荷載等級的25m跨徑簡支小箱梁舊橋構件，可直接應用于同類型的公路-Ⅰ新橋建設中。為舊橋構件在新橋中的再利用提供了工程借鑒。

關鍵詞：舊橋；小箱梁；再利用；荷載試驗；性能評價

中圖分類號：U441 文獻標識碼：A

隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展，大量早期修建的公路和城市橋梁，由于橋面寬度已經(jīng)不能滿足交通量迅速發(fā)展的要求、橋梁結構原設計荷載等級難以滿足新標準的要求，需要升級改造。在滿足結構安全和正常使用的前提條件下，在新橋建設中盡可能的使用原有舊橋梁板結構構件，是預制構件、裝配式上部結構舊橋改造利用的重要內(nèi)容之一。

舊橋原有梁板構件以結構承載能力為主要內(nèi)容的性能評價，是決定其能否在新橋中進行再利用的核心環(huán)節(jié)。既有橋梁梁板構件結構承載能力性能的評價大致分為兩種方法：根據(jù)橋梁結構病害檢查、檢測量化結果的結構檢算評定方法和結構荷載試驗評定法，結構檢算評定方法結論具有一定的局限性。

結構荷載試驗評定方法，對橋梁構件施加預期的試驗內(nèi)力，根據(jù)構件在試驗內(nèi)力作用下的響應，判斷、評價其結構承載能力等性能，具有直接、客觀的優(yōu)點。對舊橋原有梁板構件進行荷載試驗檢測，是檢驗板梁承載能力性能、判斷其是否可再利用的客觀、有效手段。

本文采用荷載試驗的結構承載能力性能評價方法，對某裝配式簡支預應力混凝土小箱梁橋舊橋拆除的小箱梁構件進行現(xiàn)場荷載試驗，量測舊橋小箱梁構件在新橋結構內(nèi)力組合作用下的撓度、應變響應，通過結構理論計算和試驗數(shù)據(jù)的分析，對舊橋小箱梁構件的實際結構承載能力性能進行了檢驗、評價，為該舊橋構件在新橋中的再利用提供可靠技術依據(jù)。

1工程概況

某拆除舊橋為跨徑25m的裝配式簡支預應力混凝土小箱梁橋，橋寬16.8m，上部結構橫向由6片小箱梁組成，原設計汽車荷載等級為：汽車-超20級，2003年建成。改變橋位、改建的新橋仍為跨徑25m的裝配式簡支預應力混凝土小箱梁橋，橋寬改為12.0m，橫向由4片小箱梁組成，設計汽車荷載等級改為：公路-Ⅰ級。

從舊橋拆除的預應力混凝土小箱粱構件，除局部混凝土剝落、鋼筋外露、混凝土蜂窩、麻面外，其它狀況良好，混凝土回彈測試推定強度等級為：C50。

為了解舊橋原有小箱梁構件的承載能力性能，為在新橋結構中的再利用提供依據(jù)，對其進行了荷載試驗檢測、評價。

2荷載試驗檢測方案

2.1荷載試驗加載方案

原有小箱梁（試驗梁）荷載試驗的試驗工況（測試項目）為梁跨中截面最大正彎矩工況，試驗控制截面為跨中截面。采用公路-Ⅰ級汽車荷載，根據(jù)設計正常使用極限狀態(tài)短期效應荷載組合，經(jīng)過結構計算，試驗梁（裸梁）跨中截面彎矩靜力荷載試驗的控制值為：4000kN*m。

試驗加載按照跨中截面彎矩等效的原則，采用在試驗梁跨中截面頂面施加集中試驗荷載的方式實施。結合試驗現(xiàn)場條件，試驗梁的支撐長度為23.5m，集中試驗荷載為：P=681kN，試驗梁跨中截面彎矩試驗控制值實際為：4004kN*m。

正式加載前，對試驗梁進行預加載，使整個試驗加載結構體系進入正常工作狀態(tài)，預加荷載取為最大試驗荷載的30%左右，預壓時間控制在10分鐘，以消除支點和儀器接觸等不利影響，卸載10分鐘后正式試驗。正式試驗加載分級情況分別見表1，每級加載后持續(xù)10分鐘再觀測、記錄數(shù)據(jù)。

2.2荷載試驗測試方案

（1）測試內(nèi)容及儀器設備

1）測量試驗梁跨中、1/4跨、3/4跨正截面的應變及其分布情況。使用電阻應變片及靜態(tài)應變數(shù)據(jù)采集儀等設備；

2）測量試驗梁支座處、跨中、1/4跨、3/4跨處的豎向撓度。使用百分表撓度計等設備；

3）測量試驗梁在荷載完全卸除后變位和應變的恢復情況；

4）觀測試驗梁跨中處附近下邊緣表面的裂縫開展與發(fā)展情況。

（2）測點布置

1）應變測點

試驗梁跨中、1/4跨、3/4跨截面位置：在底面和側面腹板上設置應變測點。應變測點布置方案如圖1、圖2所示，共計16個應變測點。

2）撓度測點

試驗梁在支座處、跨中、1/4跨、3/4跨截面位置：布置豎向撓度測點。撓度測點布置方案如圖1、圖2，共計10個撓度測點。

3荷載試驗檢測結果和性能評價

3.1試驗梁撓度測試結果與分析

經(jīng)過支座沉降修正和測試誤差處理后，試驗梁在試驗荷載作用下各測點的撓度測試結果與分析列入表2中。

分析司知：

最大級試驗荷載作用下，實測跨中截面撓度最大值為18.16mm，理論撓度值為19.00mm，撓度校驗系數(shù)為0.96，滿足相關試驗標準的要求。

由試驗結果知，在最大級試驗荷載作用下，梁體的最大撓度為18.16mm，撓跨比f/L=18.16/23500=1/1294，遠小于1/600，說明試驗梁的結構剛度滿足設計要求。

3.2試驗梁應力（變）測試結果與分析

經(jīng)過測試誤差處理、將測試應變轉化為應力，試驗梁在試驗荷載作用下各測點的應力測試結果與分析列入表3中。

分析可知：

試驗梁在最大試驗荷載作用下，實測試驗梁跨中截面下緣的最大拉應力為11.07MPa，理論計算值為13.35MPa，應力校驗系數(shù)為0.83，滿足相關試驗標準的要求。

3.3試驗結論

在試驗梁靜力荷載試驗過程中，經(jīng)仔細檢查，在跨中和其它結構部位未見任何由于試驗荷載作用而產(chǎn)生的結構病害；試驗梁結構未有任何異常情況發(fā)生。

縱上所述，試驗梁抗彎承載能力滿足設計要求，在最大設計荷載作用下，試驗梁剛度滿足規(guī)范要求，試驗梁處于彈性工作狀態(tài)。試驗梁結構性能滿足新橋結構設計及相關規(guī)范的要求，舊橋拆除的原有小箱梁可以在新橋上部結構中再利用。

4工程應用效果與結論

新橋從2013年至今建成通車使用三年來，從舊橋上拆除、重新利用的原有小箱梁結構構件各部位未見任何結構病害，新橋上部結構整體也未見任何結構病害。

舊橋拆除原有小箱梁的單梁荷載試驗結構性能評價和新橋建成后的實際通車工程應用表明：

從舊橋上拆除下來，外觀沒有結構病害、符合原汽車-超20級（JTJ021-89公路橋涵設計通用規(guī)范）荷載等級的25m跨徑簡支后張法預應力混凝土預制小箱梁，其結構承載能力和剛度性能滿足公路-Ⅰ級（JTGD60-2004公路橋涵設計通用規(guī)范）汽車荷載等級的設計要求；舊橋拆除的原有小箱梁構件，可直接應用于同類型（相同跨徑、相同寬度）的新橋建設中（在新橋中原有小箱梁構件應位于相同的橫向位置），從而達到充分利用原有舊橋構件、節(jié)約新橋建設費用的目的。