于海龍，楊 奎

(1.安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230000;2.四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 成都 610000)

0 引 言

貝雷梁橋由于構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)、適應(yīng)性強(qiáng)、互換性好、裝配方便，作為臨時(shí)跨越結(jié)構(gòu)在工程中得到廣泛的運(yùn)用。在一些低等級(jí)公路上甚至采用該類(lèi)型結(jié)構(gòu)作為永久橋梁使用。貝雷梁橋構(gòu)件通過(guò)銷(xiāo)軸或螺栓連接，橋梁結(jié)構(gòu)整體性不如鋼筋混凝土橋梁。貝雷梁橋在運(yùn)營(yíng)荷載反復(fù)沖擊作用下易造成部分連接構(gòu)件失效，或施工質(zhì)量原因造成連接缺陷，或在長(zhǎng)期不利自然條件中鋼構(gòu)件發(fā)生銹蝕，這些不利因素對(duì)橋梁運(yùn)營(yíng)安全存在較大影響，甚至造成坍塌事故。2011年3月3日杭州杭寧高鐵施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生貝雷梁坍塌事故，同年12月5日，合肥市包河大道高架橋第二聯(lián)貝雷梁在預(yù)壓過(guò)程中發(fā)生坍塌，2013年8月19日寧波輕軌一號(hào)線二期工程一工地發(fā)生貝雷梁坍塌事故。因此，對(duì)該類(lèi)型橋梁進(jìn)行安全性評(píng)估具有重要意義。

1 工程概況

某貝雷鋼便橋位于川西高原，跨越大渡河，作為某水電站淹沒(méi)區(qū)村民整體搬遷通行橋梁，為臨時(shí)性過(guò)渡橋梁。橋梁全長(zhǎng)120 m，總寬5.50 m，凈寬4.2 m。橋梁上部結(jié)構(gòu)為3×36.576 mHD200加強(qiáng)型單層三排簡(jiǎn)支貝雷梁橋；下部結(jié)構(gòu)為柱式橋墩、雙層擴(kuò)大基礎(chǔ)，重力式U型橋臺(tái)；橋面結(jié)構(gòu)為工字鋼縱橫梁+鋼板組合式橋面。橋面橫向布置為：0.35 m(路肩)+3.50 m(行車(chē)道)+0.35 m(路肩)。橋頭設(shè)置鋼筋混凝土搭板，墩頂處橋面連續(xù)。設(shè)計(jì)荷載等級(jí)：公路-Ι-級(jí)。

2 橋梁技術(shù)狀況評(píng)定

2.1 檢測(cè)結(jié)果

上部結(jié)構(gòu)：個(gè)別貝雷梁片、銷(xiāo)軸、銷(xiāo)孔安全銷(xiāo)銹蝕，油漆層局部剝落，1處貝雷片局部變形；個(gè)別螺栓松動(dòng)、缺失，部分支撐架松動(dòng)，2處支撐架局部變形；橋面鋪裝少量局部坑槽；個(gè)別橫梁、橋面鋼板焊縫有氣孔。下部結(jié)構(gòu)：混凝土墩臺(tái)局部有裂縫和露筋現(xiàn)象。

2.2 技術(shù)狀況評(píng)定

根據(jù)《公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》JTG/T H21-2011，該橋總體技術(shù)狀況評(píng)定為2類(lèi)橋梁，即個(gè)別構(gòu)件有輕微缺損，對(duì)橋梁使用功能無(wú)影響。

3 靜載試驗(yàn)

通過(guò)測(cè)定橋梁試驗(yàn)跨控制截面在試驗(yàn)靜荷載作用下的應(yīng)力和撓度，并與理論計(jì)算值比較，檢驗(yàn)橋梁結(jié)構(gòu)控制截面應(yīng)力與撓度值是否與設(shè)計(jì)要求相符。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)橋梁的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性作出評(píng)定，以判斷橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際承載能力是否滿足設(shè)計(jì)荷載要求；并為日后橋梁的運(yùn)營(yíng)、養(yǎng)護(hù)和管理提供依據(jù)。

3.1 測(cè)點(diǎn)布置

應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置在試驗(yàn)跨L/2截面，截面上布置12個(gè)測(cè)點(diǎn)(即貝雷梁6排上下弦桿各一個(gè))，如圖1所示。應(yīng)變采用金屬應(yīng)變片BX120-5AA和靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試儀TST3826EW測(cè)試，以半橋方式貼片。應(yīng)力通過(guò)實(shí)測(cè)應(yīng)變和材料的彈性模量理論值換算得到。撓度測(cè)點(diǎn)布置在試驗(yàn)跨L/2截面，截面上沿橫向布置3個(gè)測(cè)點(diǎn)，采用精密水準(zhǔn)儀進(jìn)行撓度測(cè)量。

圖1 試驗(yàn)跨L/2截面應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置

3.2 靜載試驗(yàn)結(jié)果

本次試驗(yàn)選用2臺(tái)420 KN加載車(chē)輛加載，荷載效率為0.98，滿足《公路橋梁荷載試驗(yàn)規(guī)程》(JTG/T J21-01-2015)荷載效率為0.85～1.05的規(guī)定。采用橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算分析軟件MIDAS對(duì)該橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，建立全橋計(jì)算模型如圖2所示。選定第一跨跨中截面作為控制斷面。

圖2 全橋計(jì)算模型

表1 測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)撓度與計(jì)算值比較(mm)

說(shuō)明：撓度負(fù)值表示下?lián)稀?/p>

從表中分析得出，試驗(yàn)荷載作用下，撓度校驗(yàn)系數(shù)在0.75～0.80范圍內(nèi)，撓度測(cè)點(diǎn)相對(duì)殘余最大為5.90%，處于《公路橋梁荷載試驗(yàn)規(guī)程》(JTG/T J21-01-2015)鋼橋撓度檢驗(yàn)系數(shù)0.75～1.00范圍之內(nèi)，說(shuō)明該橋縱向抗彎剛度有一定的安全儲(chǔ)備。

表2 測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)應(yīng)變與計(jì)算值比較(με)

在試驗(yàn)荷載作用下，應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)在0.76～0.87范圍內(nèi)，處于《公路橋梁荷載試驗(yàn)規(guī)程》(JTG/T J21-01-2015)鋼橋應(yīng)力檢驗(yàn)系數(shù)0.75～1.00范圍之內(nèi)，說(shuō)明該橋縱向抗彎強(qiáng)度有一定的安全儲(chǔ)備。

在各種工況試驗(yàn)荷載作用下各測(cè)點(diǎn)相對(duì)殘余變形小于《公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程》(JTG/T J21-2011)規(guī)定的20%。結(jié)合校驗(yàn)系數(shù)綜合判斷，結(jié)構(gòu)目前處于彈性工作狀態(tài)。

4 動(dòng)載試驗(yàn)內(nèi)容

4.1 試驗(yàn)內(nèi)容

脈動(dòng)試驗(yàn)，用于測(cè)定橋跨結(jié)構(gòu)固有振動(dòng)特性，包括自振頻率和阻尼比；無(wú)障礙行車(chē)試驗(yàn)，主要測(cè)定第一跨跨中截面、在運(yùn)行車(chē)輛荷載作用下，橋跨結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)；制動(dòng)試驗(yàn)，主要測(cè)定第一跨跨中截面、在運(yùn)行車(chē)輛荷載作用下，橋跨結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)。

4.2 動(dòng)載試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)布置

脈動(dòng)測(cè)試測(cè)點(diǎn)：振動(dòng)測(cè)試采用TST126V拾振器，拾振器測(cè)點(diǎn)布置在橋梁第一跨L/2截面中線處。動(dòng)應(yīng)變測(cè)點(diǎn)：第一跨和第二跨跨中截面梁底各布置一個(gè)測(cè)點(diǎn)(即9#和10#測(cè)點(diǎn))。

4.3 無(wú)障礙行車(chē)試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果

無(wú)障礙行車(chē)激振作用下，由實(shí)測(cè)動(dòng)應(yīng)變時(shí)程數(shù)據(jù)推算所得的動(dòng)應(yīng)力增大系數(shù)見(jiàn)表3，行車(chē)激振工況下各試驗(yàn)截面處的行車(chē)應(yīng)變時(shí)程曲線見(jiàn)圖3。

表3 無(wú)障礙行車(chē)沖擊系數(shù)檢測(cè)結(jié)果

圖3 第一跨15 km/h無(wú)障礙行車(chē)(跑車(chē))測(cè)點(diǎn)動(dòng)應(yīng)變曲線

由試驗(yàn)結(jié)果知，試驗(yàn)橋跨無(wú)障礙行車(chē)試驗(yàn)(跑車(chē)試驗(yàn))沖擊系數(shù)(1+μ)對(duì)行車(chē)速度敏感度不高，試驗(yàn)車(chē)速15 km/h內(nèi)所測(cè)試的沖擊系數(shù)(1+μ)小于理論計(jì)算值1.12，表明該橋整體性能良好。

4.4 制動(dòng)試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果

車(chē)輛制動(dòng)作用下，由實(shí)測(cè)動(dòng)應(yīng)變時(shí)程數(shù)據(jù)推算所得的動(dòng)應(yīng)力增大系數(shù)見(jiàn)表4，行車(chē)激振工況下各試驗(yàn)截面處的行車(chē)應(yīng)變時(shí)程曲線見(jiàn)圖4。

表4 跳車(chē)沖擊系數(shù)檢測(cè)結(jié)果

圖4 第一跨15 km/h制動(dòng)測(cè)點(diǎn)動(dòng)應(yīng)變曲線

由試驗(yàn)結(jié)果知，試驗(yàn)橋跨有障礙行車(chē)試驗(yàn)(制動(dòng)試驗(yàn))沖擊系數(shù)(1+μ)對(duì)行車(chē)速度總體較敏感(放大效應(yīng)總體較明顯)，試驗(yàn)車(chē)速范圍內(nèi)所測(cè)試的沖擊系數(shù)(1+μ)均大于理論計(jì)算值1.12。與無(wú)障礙行車(chē)試驗(yàn)結(jié)果(跑車(chē)試驗(yàn))相比較知，沖擊系數(shù)大幅增加；因此在橋梁的運(yùn)營(yíng)管理過(guò)程中應(yīng)注意對(duì)行駛車(chē)輛車(chē)速的限制，避免因車(chē)速過(guò)高遇緊急情況制動(dòng)時(shí)造成的不利影響。

5 試驗(yàn)結(jié)論與建議

通過(guò)對(duì)橋梁進(jìn)行靜載、動(dòng)載試驗(yàn)，結(jié)果表明：該橋滿足公路-Ⅰ級(jí)荷載等級(jí)使用要求。

建議：

(1)貝雷梁鋼便橋作為臨時(shí)性橋梁，其結(jié)構(gòu)整體性較鋼筋混凝土梁橋差，所以應(yīng)加強(qiáng)橋梁在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的養(yǎng)護(hù)維修工作。

(2)對(duì)貝雷梁、銷(xiāo)軸、鋼梁、限位板、分配梁、陽(yáng)頭鋼支座、鋼墊塊構(gòu)件中出現(xiàn)銹蝕的部位進(jìn)行除銹并按設(shè)計(jì)要求重新涂裝，及時(shí)擰緊松動(dòng)螺栓。

(3)對(duì)該橋按進(jìn)行限速、限重處理，建議限速15 km/h，限載40 t。