張來強
(貴州省交通科學(xué)研究院股份有限公司,貴州 貴陽 550001)
某公路橋梁總長約1 576 m,橋孔布置依次為空心板、T梁、連續(xù)箱梁、T梁、空心板,其中,連續(xù)箱梁跨徑組合為60 m+100 m+100 m+100 m+100 m+60 m,為橋梁的主橋。橋梁按汽車-超20級與掛車-120級荷載設(shè)計。橋梁下部結(jié)構(gòu)采用V型墩,基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁?,F(xiàn)以本工程為例,對其承載能力的檢測與評定作如下分析研究。
開展本次檢測的主要目的在于確定橋梁結(jié)構(gòu)強度、剛度及受力性能,評定橋梁能否滿足設(shè)計要求,使運營保持安全穩(wěn)定?;诖?,以橋梁設(shè)計特點為依據(jù),結(jié)合正負(fù)彎矩實際分布狀況選擇檢測截面:(1)A截面:在最大可承受荷載條件下,最大正彎矩產(chǎn)生于和39#墩支座軸心相距108.9 m的截面;(2)B截面:在最大可承受荷載條件下,最大負(fù)彎矩產(chǎn)生于和39#墩支座軸心相距173.34 m的截面;(3)C截面:41#墩頂處縱系梁斷面中點。
因該橋梁的跨徑很大,且檢測范圍長,若采用普通汽車進(jìn)行加載,需要很多重型車輛,短時間內(nèi)難以集中,并且經(jīng)費過多。對此,此次檢測對以上截面實測橋梁在試驗條件下的應(yīng)力大小及撓度的影響線,同時與理論應(yīng)力與撓度值實施對比分析,以此確定橋梁是否滿足設(shè)計要求,能否保持正常和安全運營。
在試驗過程中,車輛從39#墩對應(yīng)的箱梁端部進(jìn)行布置,每8 m設(shè)置一個車位,由現(xiàn)場作業(yè)人員在相應(yīng)的位置做好標(biāo)記。一共布置了41個測點,加載總長度為335 m。
A截面檢測應(yīng)力值和理論值的對比結(jié)果為:(1)3#車位:車輛后軸和端點之間的距離為24 m,上緣應(yīng)力的實測值與理論值為0.05 MPa、0.052 MPa,校驗系數(shù)為0.96,下緣應(yīng)力的實測值與理論值為-0.078 MPa、-0.086 MPa,校驗系數(shù)為0.91;(2)8#車位:車輛后軸和端點之間的距離為64 m,上緣應(yīng)力的實測值與理論值為-0.05 MPa、-0.06 MPa,校驗系數(shù)為0.83,下緣應(yīng)力的實測值與理論值為0.095 MPa、0.098 MPa,校驗系數(shù)為0.97;(3)12#車位:車輛后軸和端點之間的距離為96 m,上緣應(yīng)力的實測值與理論值為0.60 MPa、0.606 MPa,校驗系數(shù)為0.99,下緣應(yīng)力的實測值與理論值為-0.92 MPa、-0.989 MPa,校驗系數(shù)為0.93;(4)20#車位:車輛后軸和端點之間的距離為160 m,上緣應(yīng)力的實測值與理論值為-0.05 MPa、-0.054 MPa,校驗系數(shù)為0.93,下緣應(yīng)力的實測值與理論值為0.083 MPa、0.089 MPa,校驗系數(shù)為0.93;(5)25#車位:車輛后軸和端點之間的距離為200 m,上緣應(yīng)力的實測值與理論值為0.06 MPa、0.06 MPa,校驗系數(shù)為1.00,下緣應(yīng)力的實測值與理論值為-0.094 MPa、-0.098 MPa,校驗系數(shù)為0.93。
B截面檢測應(yīng)力值和理論值的對比結(jié)果為:(1)15#車位:車輛后軸和端點之間的距離為120 m,上緣應(yīng)力的實測值與理論值為0.136 MPa、0.149 MPa,校驗系數(shù)為0.91,下緣應(yīng)力的實測值與理論值為-0.158 MPa、-0.164 MPa,校驗系數(shù)為0.96;(2)20#車位:車輛后軸和端點之間的距離為160 m,上緣應(yīng)力的實測值與理論值為-0.132 MPa、-0.143 MPa,校驗系數(shù)為0.92,下緣應(yīng)力的實測值與理論值為0.152 MPa、0.158 MPa,校驗系數(shù)為0.96;(3)25#車位:車輛后軸和端點之間的距離為200 m,上緣應(yīng)力的實測值與理論值為-0.802 MPa、-0.827 MPa,校驗系數(shù)為0.97,下緣應(yīng)力的實測值與理論值為0.904 MPa、0.912 MPa,校驗系數(shù)為0.99;(4)32#車位:車輛后軸和端點之間的距離為256 m,上緣應(yīng)力的實測值與理論值為0.061 MPa、0.065 MPa,校驗系數(shù)為0.94,下緣應(yīng)力的實測值與理論值為-0.068 MPa、-0.072 MPa,校驗系數(shù)為0.94;(5)38#車位:車輛后軸和端點之間的距離為304 m, 上緣應(yīng)力的實測值與理論值為-0.058 MPa、-0.066 MPa,校驗系數(shù)為0.88,下緣應(yīng)力的實測值與理論值為0.066 MPa、0.072 MPa,校驗系數(shù)為0.92。
C截面檢測應(yīng)力值和理論值的對比結(jié)果為:(1)3#車位,車輛后軸和端點之間的距離為24 m,應(yīng)力的實測值與理論值為-0.907 MPa、-0.055 MPa,檢驗系數(shù)為0.86;(2)8#車位:車輛后軸和端點之間的距離為64 m,應(yīng)力的實測值與理論值為-0.638 MPa、-1.840 MPa,檢驗系數(shù)為0.89;(3)20#車位:車輛后軸和端點之間的距離為160 m,應(yīng)力的實測值與理論值為-2.370 MPa、-2.548 MPa,檢驗系數(shù)為0.93;(4)25#車位:車輛后軸和端點之間的距離為200 m,應(yīng)力的實測值與理論值為-0.328 MPa、-0.360 MPa,檢驗系數(shù)為0.91;(5)30#車位:車輛后軸和端點之間的距離為240 m,應(yīng)力的實測值與理論值為-0.807 MPa、-0.949 MPa,檢驗系數(shù)為0.85。
A截面撓度的實測值和理論值的對比結(jié)果為:(1)3#車位,車輛后軸和端點之間的距離為24 m,撓度的實測值與理論值為-0.65 mm、-0.71 mm,校驗系數(shù)為0.92;(2)8#車位,車輛后軸和端點之間的距離為64 m,撓度的實測值與理論值為0.79 mm、0.82 mm,校驗系數(shù)為0.96;(3)14#車位,車輛后軸和端點之間的距離為112 m,撓度的實測值與理論值為-6.87 mm、-7.03 mm,校驗系數(shù)為0.98;(4)19#車位,車輛后軸和端點之間的距離為152 m,撓度的實測值與理論值為0.66 mm、0.70 mm,校驗系數(shù)為0.94;(5)25#車位,車輛后軸和端點之間的距離為200 m,撓度的實測值與理論值為-0.87 mm、-0.90 mm,校驗系數(shù)為0.97。
A截面在四列車偏載條件下的橫向分布系數(shù)為:(1)14#車位:上、下游箱梁撓度的實測值為-6.87 mm和-0.436 mm,分布系數(shù)為2.447;(2)19#車位:上、下游箱梁撓度的實測值為0.66 mm和0.42 mm,分布系數(shù)為2.400;(3)25#車位:上、下游箱梁撓度的實測值為-0.87 mm和-0.56 mm,分布系數(shù)為2.424。
以上各個檢測截面的實測結(jié)果及其與理論值之間的校驗系數(shù)都滿現(xiàn)行規(guī)范要求,處在允許的0.8~1.0范圍內(nèi),這說明該橋梁的強度與剛度都能滿足設(shè)計要求。從活載橫向分布結(jié)果可以看出,能良好的與計算值相符合,這說明橋梁整體受力情況良好,滿足設(shè)計要求,能安全正常的運營。
綜上所述,從上述檢測結(jié)果可以看出,該橋梁的強度與剛度滿足要求,橫向聯(lián)系強勁,撓度在橫向上的分布和計算結(jié)果相吻合,說明橋梁處于良好受力狀態(tài)?;诖?,可判定本橋梁設(shè)計與施工均取得成功,實現(xiàn)了預(yù)期的目標(biāo),可正式交付使用。