朱劍鋒,魯耀剛,戴沂新

(1.廈門快速公交場(chǎng)站有限公司,福建 廈門 361000；2.廈門合誠(chéng)工程檢測(cè)有限公司,福建 廈門 361000)

橋梁是陸路交通的關(guān)鍵結(jié)構(gòu),自熱環(huán)境和其他荷載作用下使得橋梁結(jié)構(gòu)劣化,進(jìn)而影響橋梁的承載力和耐久性,因此,定期檢測(cè)是十分必有的。本文通過對(duì)廈門市快速交通系統(tǒng)(BRT)一號(hào)線第93聯(lián)的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)曲線橋進(jìn)行靜動(dòng)荷載試驗(yàn),并結(jié)合有限元分析對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。其檢測(cè)及分析結(jié)果可為該橋梁的今后運(yùn)營(yíng)管理及檢修提供參考。

1 工程概況

廈門市快速交通系統(tǒng)(BRT)一號(hào)線島內(nèi)段起自第一碼頭,沿廈禾路、蓮前西路、縣黃路與集美大橋?qū)?。各區(qū)間使用高架橋梁連接。其中,第93聯(lián)設(shè)計(jì)采用4跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu),孔跨布置為(23+24+29+29)m,橋?qū)?1.3m,屬區(qū)間橋梁；該橋?yàn)榍€橋,其曲線半徑為150m,平面布置如圖1所示。主梁斷面為單箱單室,混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50；墩柱為瓶式變斷面,混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40。計(jì)算荷載：輕軌荷載(直線電機(jī)B型車荷載),設(shè)計(jì)行車速度：30kmh。

圖1 廈門市BRT第93聯(lián)高架橋平面布置圖(單位：m)

2 現(xiàn)狀檢測(cè)

經(jīng)外觀現(xiàn)狀檢測(cè),該橋整體狀況較好,主要病害如下：

(1)橋面系：橋面鋪裝磨損共計(jì)3處,占全聯(lián)鋪裝總面積4%；312#墩頂伸縮縫輕微堵塞、鋼構(gòu)件銹蝕；排水管堵塞、水篦子缺失、銹蝕5處；防撞護(hù)欄鋼構(gòu)件輕微銹蝕共3處。

(2)上部結(jié)構(gòu)：主梁共計(jì)7處泛堿析白,總面積為0.775m2,未見其他病害。

(3)支座：支座類型為盆式鋼支座,其中鋼板、螺栓銹蝕共計(jì)8個(gè)。

(2)下部結(jié)構(gòu)：橋梁墩柱植被嚴(yán)重覆蓋共計(jì)3處,基礎(chǔ)被土體掩埋,無(wú)法觀測(cè)。

根據(jù)《城市橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》(CJJ99-2017)[1]、《城市橋梁檢測(cè)與評(píng)定技術(shù)規(guī)范》(CJJ/T233-2015)[2],綜合分析外觀檢測(cè)結(jié)果,將第93聯(lián)技術(shù)狀況評(píng)定等級(jí)為B級(jí)。

3 有限元模型

采用MIDAS/Civil軟件建立第93聯(lián)曲線橋空間有限元模型,見圖2。模型中主梁與橋墩皆用梁?jiǎn)卧M。主梁支座類型為盆式鋼支座,模型中邊跨支座處主梁約束豎向、橫橋向的平動(dòng)自由度和面外轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。剛構(gòu)橋橋墩與主梁完全固結(jié)在一起,模型中采用剛性連接進(jìn)行模擬。模型共計(jì)120個(gè)節(jié)點(diǎn),115個(gè)單元。

圖2 第93聯(lián)曲線橋有限元模型

4 靜載試驗(yàn)

4.1 試驗(yàn)斷面及工況

根據(jù)多跨連續(xù)剛構(gòu)橋的受力特點(diǎn),按最不利原則,靜載試驗(yàn)共布置3個(gè)荷載工況。測(cè)試斷面示意如圖3所示。測(cè)試斷面應(yīng)變片、撓度布置方式見圖4所示。

圖3 靜載試驗(yàn)斷面示意圖(單位：cm)

圖4 第93聯(lián)測(cè)試斷面測(cè)點(diǎn)布置示意圖 (單位：cm)

表1列出了各工況的理論內(nèi)力、試驗(yàn)內(nèi)力以及試驗(yàn)效率,各工況試驗(yàn)效率介于0.96～1.03之間,滿足規(guī)范《城市橋梁檢測(cè)與評(píng)定技術(shù)規(guī)范》(CJJ/T233-2015)[2]的要求。

表1 第93聯(lián)靜力荷載試驗(yàn)效率

4.2 靜載結(jié)果分析

對(duì)靜載試驗(yàn)中測(cè)量得到的應(yīng)變和撓度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析后得到,各工況下斷面應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)平均值分別為0.65、0.68、0.57、0.57、0.53、0.55,最大應(yīng)變相對(duì)殘余值為15.38%；撓度校驗(yàn)系數(shù)平均值分別為0.65、0.66、0.60、0.61(負(fù)彎矩工況三、四不測(cè)撓度),最大撓度相對(duì)殘余值為4.27%。各工況應(yīng)變、撓度校驗(yàn)系數(shù)均滿足《城市橋梁檢測(cè)與評(píng)定技術(shù)規(guī)范》(CJJ/T233-2015)[2]中所規(guī)定不大于1的要求。鑒于篇幅,僅列出工況一的典型應(yīng)變、撓度測(cè)試結(jié)果,見表3和4。

表3 工況1典型應(yīng)變測(cè)試結(jié)果

表4 工況1典型撓度測(cè)試結(jié)果

5 結(jié)論

靜載試驗(yàn)結(jié)果表明,在直線電機(jī)B型車荷載作用下,各工況試驗(yàn)效率介于0.96～1.03之間,滿足規(guī)范不大于1.00的要求,說明本次荷載試驗(yàn)?zāi)軌蚍从硺蚩缃Y(jié)構(gòu)在標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下的受力性能。