广州大学 土木工程学院 广东广州 510006
摘要：本我国改革开放前建造的桥质量强度较低、桥的设计标准低、技术方面也不过关，目前世界各国都比较关注结构物的损伤程度，所以需要解决两个问题:(1)检测和评定已建桥梁的安全度和承载力;(2)正确评估桥梁质量，合理规范地对桥梁进行加固维修。本文介绍了四个方面的问题:(1)外观检测方法及其结果(2)结构无损检测;(3)静载试验下桥梁的安全性评估;(4)动载试验下桥梁的结构响应。
关键词：桥墩;静载试验;活载内力计算;动载试验
1.前言
某梁式桥，桥全长186.92m，共10跨，为多跨连续土单箱单室钢筋混凝梁桥，跨径组合为16m+（20m×3+20.17m+10.75m）（引桥）+4×20m（主桥）。引桥桥宽6m，主桥桥宽8m，为单向单幅桥。
2.外观检测
通过对全桥结构的外观定期检查，查明结构或构件的缺损部位及范围，并分析病害成因和潜在影响，对结构的总体外观质量和使用状态进行评价。
本次主要检测内容有：对全桥桥面系、上部结构及下部结构进行外观状况检查；各部位梁体、墩台及其它混凝土构件裂缝数量、长度、宽度等参数进行详细普查；对桥梁存在的显而易见的损坏、缺陷及其它异常状况检查；对全桥技术状况进行综合评定分析。
通过此次对该桥进行详细的全桥外观检查，可知
（1）桥面系：两侧防撞栏出现局部破损，面积约0.06m2，防撞栏杆出现锈胀露筋、整体开裂普遍，面积约0.04m2；3#墩处左侧防撞栏滋生苔藓，人行道路缘多处锈胀露筋，面积约0.025m2。（2）上部结构：第二跨L/4处梁底轻微剥落。（3）下部结构：桥头台身砼剥落、竖裂，1#墩底部压溃，0#台支座锈蚀。
根据该桥的桥面系、上部结构、下部结构各部分的评定结果，综合各部分所占总体结构的权重，全桥技术状况指数BCI值为87，桥梁技术状况等级为B级（66≤BCI＜80），处于良好状态，应做好日常保养小修。
3结构无损检测
通过对该桥的结构典型区域无损检测，对该桥的混凝土强度、碳化深度、钢筋保护层厚度及钢筋分布等参量进行测试，从而对桥梁的材料特性及其结构内部质量做出初步评价。
该桥所抽检箱梁强度状况为良好，评定标度为1；箱梁和墩柱的钢筋保护层厚度评定标度为1，表明对结构钢筋耐久性影响不显著；箱梁的混凝土碳化深度平均值与实测保护层厚度平均值的比值在0.5~1.0之间，评定标度为2，箱梁混凝土碳化深度对钢筋锈蚀影响不确定；钢筋分布检测结果表明，箱梁和墩柱的钢筋分布满足规范要求。
4静载试验
通过对该桥的静载试验，对桥梁结构的静力位移、静力应变、裂缝等参数进行测试，从而对桥梁在静力荷载作用下的工作性能及使用状况做出评价。
4.1活载内力计算
对该采用MIDAS/Civil程序建立了该桥第6跨空间有限元计算模型。其中10.75m现浇箱梁共建立14个节点和6个梁单元，如图4.1所示。采用该有限元模型进行桥梁的设计活载及试验荷载内力、试验荷载反应和自振特性的分析计算。
该桥在汽-20，挂-100+人群荷载作用下，10.75m现浇箱梁跨中截面处最大正弯矩为5.98E+05N•m，支点截面处最大负弯矩为-6.13E+05N•m控制截面的弯矩设计内力汇总如表4.1所示，
表4-110.75m现浇箱梁跨在设计活载作用下控制截面
最大弯矩汇总表（N.m）
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(a)设计活载作用下控制截面最大正弯矩汇总表汇总表（N.m）
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图4.1马科斯旧桥10.75m现浇箱梁计算模型
4.2加载程序
为了获得结构试验荷载与变位及应力关系的连续性和防止结构意外损伤，加载方式为单次逐级递加到最大荷载，然后一次卸到零级荷载。加载位置与加载工况确定的主要方式是：采用与荷载等效的原则进行，在满足试验荷载效率的前提下对加载工况进行适当优化，每一加载工况以某一检验项目为主，必要时可兼顾其他检验项目。
本次加载需要2辆重300kN，加载车轴位图如图5.3所示。通过工况1~3，可使10.75m现浇箱梁跨中正弯矩和支点负弯矩达到加载效率；正式加载前，非工作人员退场，加载汽车过磅称重后停放在桥外，要求称重结果与计算试验荷载值相差不超过5%，本次试验用车辆的重量如表4-2所示；待一切工作安排就绪，各试验量测仪表读数调零，进行第一次空载读数。
4.3试验主要结果及评定分析
检测桥跨在试验荷载下各挠度测点的计算挠度值、实测挠度值及两者的比较可知，在工况3试验荷载作用下，检测桥跨主要测点的挠度校验系数ζ在0.67~0.80之间；各主要测点挠度校验系数均小于1，满足《评定规程》中关于桥梁主要测点静载试验校验系数的要求。
通过对该桥的静载试验，可以得出如下小结：该跨桥的静力工作性能良好，各项试验检测指标均能够满足《评定规程》的要求。在试验过程中，检测桥跨未见肉眼可观测到的裂缝出现，试验桥跨的桥墩未产生可观测到的沉降变位，桥梁的承载能力和正常使用性能满足“汽-20，挂-100、人群3.5kN/m2”设计荷载等级的要求。
5动载试验
通过对该桥的静载试验，对桥梁结构的静力位移、静力应变、裂缝等参数进行测试，从而对桥梁在静力荷载作用下的工作性能及使用状况做出评价。本次主要检测内容有：检测桥跨的自振频率；检测桥跨的阻尼比。
检测桥跨的动载试验主要指标检测结果如表5-1所示。
表5-1动载试验主要指标检测结果
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动测数据分析表明：该桥跨的评定标度均为1，各跨的实测一阶频率值大于相应的理论值，实测冲击系数小于相应的理论值，表明该桥的实际刚度较大，振动响应较小，动力性能较好，桥梁的技术状况正常。
6结论与建议
该桥的承载能力能够满足“汽-20，挂-100、人群3.5kN/m2”设计荷载等级的要求，整体状况合格，全桥技术状况等级被评定为B级（良好），鉴于桥梁局部存在一些影响桥梁正常使用及结构耐久性的病害和缺陷，为此，建议管理部门采取如下的处理措施：
（1）对该桥墩柱存在的锈胀漏筋、局部压匮、开裂以及防撞栏杆存在的破损和开裂等病害问题进行相应的处理，以提高桥梁的使用性和耐久性；
（2）应根据有关规范的要求，加强对桥梁的日常巡查，并每年至少进行一次定期检测和两次长期挠度监测，以便及时发现和处理桥梁存在的各种安全隐患。
参考文献
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