董锐彬
（广州广检建设工程检测中心有限公司，广州510150）
摘 要：本文以某既有简支钢筋混凝土板桥为例，通过桥梁外观检查、混凝土强度检测、有限元模型计算分析、桥梁荷载试验等方法，对该桥承载能力进行评估分析，为桥梁设定限载吨位提供依据。本文分析评定方法可供类似工程参考与借鉴。
关键词：桥梁检测；荷载试验；承载能力评定；限载吨位
中图分类号：U446 文献标识码： A
近年来，随着我国公路交通事业的迅猛发展，公路交通量不断增加，尤其是超重车辆越来越多，公路桥梁负担日益加重。随之而来的是越来越多的旧桥出现了承载能力不足、提早破坏等问题。因此，如何对既有桥梁设定限载吨位，已成为桥梁工程界较为关注的一个研究课题。
本文以某简支钢筋混凝土板桥为例，通过桥梁外观检查、混凝土强度检测、有限元模型计算分析、桥梁荷载试验等方法，对该桥承载能力进行评估分析，为桥梁设定限载吨位提供依据。本文分析评定方法可供类似工程参考与借鉴。
一、工程概况
某桥梁位于广东省的西南部，已建成运营多年。该桥为2跨简支钢筋混凝土板桥，桥梁全长26m，跨径组合为2×13m=26m。桥宽9m，横向布置为双侧护栏宽各0.5m，护栏高0.9m，行车道宽8m。上部结构为钢筋混凝土板，板厚0.6m，双向两车道。因缺少竣工资料，该桥建设年代、钢筋混凝土强度和设计荷载等级不详。为掌握桥梁目前的承载能力状况，对桥梁进行全面详细的检测。
二、检测内容
(1)桥梁外观检测（略）；
(2)回弹法检测混凝土强度（略）；
(3)裂缝检测（略）；
(4)桥梁荷载试验。
三、桥梁荷载试验
（一）理论计算
对于缺失资料的旧桥来说，必须通过外观检查、桥梁尺寸测量、混凝土强度检测、裂缝检测等方法，确定桥梁状况最差的轴跨作为荷载试验跨。通过Midas civil建立桥梁有限元模型，计算跨径L=13m，桥跨b=9m，板厚d=0.6m，混凝土强度C30（回弹法实测结果），冲击系数为1.2，材料弹性模量E=3.0×107kN/m2，双向两车道。根据《上海城市桥梁限载标准》第3.2.1条，分别计算桥梁在不同荷载作用下跨中控制截面的弯矩。
根据《城市桥梁检测技术标准》DBJ/T 15-87-2011第6.2.4条的规定，鉴定性荷载试验应介于0.95～1.05。本次静载试验采用的加载物为载重车辆，每辆约44吨，根据等效弯矩的原则，通过改变车辆的数量及位置将加载过程分为4个等级加载和一次整体卸载。每一级加载对应不同的荷载等级，测量数据无异常后，方可进行下一级加载。
图 1 分级加载图
（二）静载试验结果及分析
1、 应变结果及分析
表 1 满载时主要测点的应变结果分析
由表1可知，所测桥跨在满载时主要测点的应变校验系数，满足《城市桥梁检测技术标准》DBJ/T 15-87-2011第6.5.4条规定的校验系数0.30~0.70的要求，且残余比满足规范要求的小于0.20，表明试验桥跨实际强度大于理论计算强度，结构具有较好的变形恢复能力。
2、 挠度结果分析
本次静载试验桥梁的挠度测量值与计算值进行比较，结果如下表所示。
表 2 满载时主要测点的挠度结果分析
由表2可知，所测桥跨在城-A荷载等级下主要测点的挠度校验系数，满足《城市桥梁检测技术标准》DBJ/T 15-87-2011第6.5.4条规定的校验系数0.40~0.80的要求，且最大挠度为3.22mm小于规范要求的L/600，且残余比满足规范要求的小于0.20，表明试验跨主梁的刚度满足设计要求，结构具有较好的变形恢复能力。
3、应变、挠度与加载比率关系曲线
由图2~图3可知，在城-A试验荷载作用下，试验跨主要测点的实测应变挠度趋势与理论变形趋势基本吻合，基本随加载效率的变化而基本呈线性变化，说明试验跨梁体处于弹性工作状态；且实测值小于理论值，说明桥梁的强度和刚度满足城-A荷载等级要求。
4、裂缝试验结果
试验过程中裂缝最大宽度为0.16mm，小于《城市桥梁检测技术标准》DBJ/T 15-87-2011第6.5.4中允许值0.20mm，且卸载后裂缝宽度闭合到小于允许值的1/3。
（三）静载试验结论
从静载试验结果可知：测试桥跨在城A试验荷载作用下，其实测挠度值及应变值基本随荷载等级的变化而呈线性变化，且残余比较小，表明结构处于弹性工作状态，变形恢复能力较好。试验桥跨的挠度实测值小于理论值，且小于L/600，应变实测值小于理论值，其校验系数满足规范的相关要求。试验前后，桥梁出现的裂缝宽度均小于规范允许值。表明所测桥梁承载能力满足城-A荷载等级要求。主要检测数据如表3所示。
表 3 城A静载试验结果
四、动载试验(略）
五、结论
经对该既有桥梁1-2轴跨桥梁静动载试验全过程的观察及对试验结果的分析，表明所测桥梁承载能力满足城-A荷载等级要求，且具有较好的行车性能。
六、建议
（1）根据承载能力检测结果以及《上海城市桥梁限载标准》（SZ-C-E02-2007）规定，建议在该既有桥梁设置限载“40t”标志牌，严禁超载车辆通过。
（2）对在检测中发现的病害采取及时有效的维修措施，并应按桥梁养护技术标准的相关规定对桥梁进行经常性检查。在巡查过程中发现设施损坏、影响车辆及行人安全时，应及时采取相应维护措施，并向管养单位报告。
参考文献
[1] DBJ/T 15-87-2011.城市桥梁检测技术标准[S]
[2] JTG/T J21-01-2015.公路桥梁荷载试验规程[S]
[3] SZ-C-E02-2007.上海城市桥梁限载标准[S]
[4] 宋一凡. 公路桥梁荷载试验与结构评定[M]
[5] 师志伟等.缺失资料旧桥材料特性的检测与荷载试验[M]
[ 作者简介：董锐彬（1987-），男，工程师，工学学士，主要从事工程检测方面的科研工作。]