桥梁技术状况及荷载综合试验检测技术研究——以库东路英旦牙桥桥检项目为例

黎晓东

（新疆交通规划勘察设计研究院，新疆 乌鲁木齐 830006）

0 引言

随着我国公路建设水平的不断提高，各种特大、大、中小型桥梁建筑在公路项目建设中不断增多，桥梁工程受建设设计、施工质量或投入运营使用阶段荷载的影响，容易产生各种安全问题。为了确保桥梁工程安全顺畅通车，延长桥梁工程的使用寿命，必须做好桥梁技术状况试验检测工作，尤其是桥梁荷载的试验检测，以便及时发现桥梁工程在使用阶段的各项问题，客观准确地评价桥梁工程的实际状况，通过安全试验监测确保桥梁、公路全线顺畅通车。本文将以库东路英旦牙桥桥检项目为例，详细介绍桥梁技术状况及荷载试验检测技术。

1 桥梁状况概述

库东路英旦牙桥位于新疆阿克苏地区库车县库东公路，跨越库车县子母河，跨径组成为4×16m，桥面横向布置为净7m行车道+两侧1m人行道。上部结构为钢筋混凝土工字梁组合微弯板结构，下部结构桥台为肋板式桥台，桥墩为双柱墩。该桥建成于20世纪90年代，运营已将近20年，桥上行驶大型车辆较多，桥型布置如图1所示。

图1 桥梁立面图（单位：cm）

2 桥梁技术状况检测

2.1 桥面系外观检查

桥面系检查主要是对桥面铺装、桥梁护栏、伸缩缝以及泄水孔进行试验检测。在英旦牙桥桥面系外观检查中桥面铺装在各个桥面连续处存在横向裂缝，部分区域铺装存在局部凹陷、坑槽，台后路面存在车辙、波浪现象。护栏栏杆横梁普遍存在开裂，部分横梁与立柱接头松动或连接完全失效。

2.2 上部结构外观检查

2.2.1 工字梁

工字梁主要是检查其竖向裂缝以及斜向裂缝、横隔板的竖向裂缝及斜向裂缝。同时，对工字梁与微弯板接缝处勾缝是否存在脱落或开裂，工字梁底面是否存在局部锈胀开裂以及混凝土是否存在蜂窝或砾石外露等问题进行检测。

2.2.2 微弯板

微弯板主要是检查微弯板底面的纵向裂缝及横向裂缝，特别是对于受力最大且截面最为薄弱的板底中间位置的裂缝检查。

2.2.3 支座

由于桥梁支座采用矩形板式橡胶支座，因此，重点检查橡胶支座是否存在脱空、表面开裂、加劲物外漏或变形过大等问题。

2.3 下部结构外观检查

2.3.1 桥墩

桥墩主要检查墩柱混凝土状况及是否存在裂缝，在本项目试验检测中，均存在混凝土表面冲刷、风化、露卵石骨料现象，并且墩柱底部的竖向裂缝较为严重。

2.3.2 桥台

桥台为埋置式肋板桥台，主要检查是否存在台帽堆积沙石、桥台挡土板均锈胀开裂、桥台混凝土剥落、台帽中部横向裂缝等问题。

2.3.3 基础

本项目中桥墩基础为桩柱式基础，主要是检查桩基及桩顶系梁存在的病害。经检查，发现存在桩基顶部及系梁冲刷、混凝土表面风化剥落以及裂缝、桩顶系梁混凝土破损等问题。

2.3.4 锥坡、护坡

主要检查锥坡是否存在塌陷现象，并确定塌陷面积。

2.4 混凝土的试验检测

2.4.1 混凝土的强度

主要按照《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ T23—2011），采用回弹法检测工字梁、台帽、墩身混凝土强度。

2.4.2 保护层厚度检测

检测采用钢筋位置及保护层测定仪，重点在工字梁、墩柱等受力构件上布置测区。根据测量部位实测保护层厚度特征值与其设计值的比较，判断混凝土保护层厚度对结构钢筋耐久性的影响。

2.5 结构尺寸测量以及工字梁钢筋检测

结构尺寸的测量按照设计文件对上部结构主要承重构件结构尺寸进行测量，以验证桥梁技术的可靠性。工字梁主要是钢筋数量及直径检测，采用钢筋位置测定仪、保护层测定仪与凿开实测相结合的方法，检测工字梁钢筋数量及直径。

2.6 桥梁总体技术状况的评定

在完成试验检测之后，应按照《公路桥梁技术状况评定标准》（JGJ/T H21—2011），对桥梁总体的技术状况进行评定，计算公式如下：

式中：Dr为桥梁总体技术状况评分；BDCI为桥面系技术状况评分；SPCI为上部结构技术状况评分；SBCI为下部结构技术状况评分；WD为桥面系在全桥中的权重；WSP为上部结构在全桥中的权重；WSB为下部结构在全桥中的权重。

3 桥梁荷载试验方案

3.1 静载试验

3.1.1 测试内容以及测试方法

静载测试项目主要包括工字形组合梁控制截面在试验荷载下的应变（应力）、最大挠度、荷载横向分布系数及荷载作用可能展开的裂缝宽度等内容。应变测试采用混凝土表面式电阻应变片及钢筋应变片测量，挠度及位移观测采用位移计测量，裂缝宽度用裂缝观测仪测读。

3.1.2 静载试验各项试验条件的确定

测试截面一般选择根据外观检查得到的最不利桥孔跨中截面、支点截面以及其余桥孔跨中截面作为荷载试验的最不利控制截面。测点布置采用混凝土表面式应变片测量，如果混凝土开裂则采用表面式钢筋应变片测量。加载车辆采用汽车加载时一般选用重型汽车，加载车辆总重按40t控制。

3.1.3 荷载试验加载程序

为了加载安全及了解结构应变和变位随加载内力增加的变化关系，对桥梁主要控制截面内力的加载应分级进行。每一级加载完毕，先对每个相关测点进行读数，并根据关键断面的读数情况判定桥梁能否安全进行下一级加载。达到最大荷载后，按照加载的反向顺序进行分级卸载。静载试验过程中如出现主梁裂缝、异常响声、控制点应变超标、控制点变位超标则应立即中止试验。

3.1.4 本项目静载试验结果分析

通过静载试验，发现桥梁在各正弯矩工况试验荷载满载作用下，各主测试梁应变校验系数均小于1.0，表明结构正截面强度满足要求；各剪力工况试验荷载满载作用下，应变校验系数均小于1.0，表明结构斜截面强度满足要求；各正弯矩工况试验荷载满载作用下，各主测试梁位移校验系数均小于1.0，表明结构刚度满足要求；试验荷载满载作用下相对残余变形均小于20%，相对残余应变均小于20%，表明结构处于弹性状态；横向分布系数实测值与理论值存在一定偏差，实测横向分布系数最大值小于理论最大值，表明结构受力状态良好。

3.2 动载试验

3.2.1 试验内容

动载试验的主要目的是为了测量冲击系数这一综合性动力参数，具体试验内容以及试验工况如表1所示。

表1 动载试验工况表

3.2.2 动载数据处理方法

对于试验采集的跨中截面桥面竖向加速度时程曲线，应通过积分后得到桥面竖向位移时程曲线，并按下面的公式计算桥梁在各试验工况下实测冲击系数：

式中：Smax为动力荷载作用下，测点最大位移值；Smin为与Smax对应的最小位移值。

3.2.3 项目动载试验结果分析

动载试验测试中，跑车试验实测冲击系数最大值为1.33，大于设计采用的冲击系数1.22（=1+μ），刹车试验梁体的动力放大系数为1.37，跳车试验梁体的动力放大系数为1.44。动荷载试验结果表明，英旦牙桥上部结构承载能力、结构刚度均能够满足汽—20、挂—100荷载等级要求。

4 结语

公路桥梁试验检测作为一项系统、复杂技术工作，是客观准确反映桥梁技术状况的重要手段。当前是我国大规模建设公路阶段，建造的桥梁正处于病害集中出现时期，必须强化桥梁工程试验检测工作。通过积极引进先进桥梁检测技术和试验方法，借助先进设备，控制桥梁检测试验误差，提高试验结果的精准度，以精准的数据为桥梁工程的养护维修提供了依据。

[1]刘国珍，郭艳红，郭鲁.浅谈公路桥梁施工及养护的管理[J].科技致富向导，2010（18）：225-250.

[2]王厚广.浅谈公路桥梁施工技术[J].中国城市经济，2011（14）：168-169.