摘要:怎樣評定公路橋梁的實際承載力及病害程度，在舊橋維修養(yǎng)護和公路管理工作中極為重要。公路上超重超載車輛的增多，對舊危橋的正常使用存在較大安全隱患。在現有的經濟和技術條件下，如何準確評估危橋、舊橋的承載能力是目前研究的熱點問題。
關鍵詞：橋梁檢測，舊橋承載力 ， 荷載試驗
Abstract: how to assess the highway bridge of the actual bearing capacity and the degree of disease, in the old bridge is maintenance maintenance and highway management is very important. Highway overweight overload the increase in vehicles, to the old unsafe bridge the normal use of the security hidden danger there is greater. In the current economic and technical conditions, to evaluate accurately the old bridge is unsafe bridge, the bearing capacity of the present research is a hot issue.
Keywords: bridge test, load borne, load test
中圖分類號：X734 文獻標識碼：A 文章編號：
上世紀70～80年代建成的橋梁在多年的使用當中可能出現各種病害,如混凝土收縮徐變、混凝土裂縫、鋼筋銹蝕等原因導致橋梁的承載能力下降。怎樣對該類橋梁進行維修加固，是現階段公路橋梁管理研究的重點。在對橋梁維修加固前，我們需要先對橋梁的承載力進行判斷。橋梁承載力的確定一般采用對橋梁進行橋梁荷載試驗。橋梁荷載試驗一般分為靜載試驗和動載試驗。橋梁結構的靜載試驗和動載試驗，雖然在試驗目的和內容上都很不相同，但對承受以車輛荷載為主的橋梁結構來說，這兩種性質的荷載試驗對于全面分析和了解橋梁結構的工作狀態(tài)是同樣重要的。
在橋梁荷載試驗前，應先做好準備工作，針對需要檢測的橋梁盡可能的收集其設計與施工資料。如橋梁跨徑、各截面幾何尺寸、設計標高、設計荷載等級、支座、行車道標準和墩臺設計標高及布置、材料的物理力學性能等。同時，還應對橋梁現狀作出詳細的調查：對橋梁的具體病害類型，病害位置及病害程度有詳細的認識。根據這些基礎資料擬定橋梁的試驗方案，如發(fā)現情況和問題及早對試驗方案進行及時修改。
1 動載試驗基本原理
橋梁動載試驗采用某種激振法，對橋梁進行激振，檢測橋梁結構在動力荷載作用下受迫振動的動力效應。目前通常采用的測定指標為一階自振頻率F1。得到F1后就可根據結構動力學方法推算動剛度I，再將其與原設計值進行比較，借以評定承載能力。
橋梁動載試驗主要解決三個基本問題：
1.1測定橋梁動載的動力特性，即引起橋梁結構產生振動的作用力數值、頻率、方向和作用規(guī)律。
1.2測定橋梁結構的動力特性，即橋梁結構的自振頻率、振幅、阻尼比、振型等橋梁結構參數;
1.3測定橋梁結構在動載作用下的強迫振動響應，即橋梁結構動位移、動應力、沖擊系數等。
橋梁結構的動力試驗是研究橋梁結構的自振特性和車輛動力荷載與橋梁結構的聯(lián)合振動特性，它是判斷橋梁結構整體運營狀況和承載結構特性的重要指標。橋梁在設計時，要避免外界的強迫振動源(如風、車輛等)的頻率與橋跨結構的自振頻率相等，否則會引起過大的共振振幅危及橋梁的使用安全。
2、靜載試驗基本原理
橋梁靜載試驗通常采用車輛加載方式，以測定梁的應變、撓度、裂縫，根據試驗結果與理論計算值的對比分析，來判斷橋梁的實際承載能力。
對橋梁采用靜力荷載試驗進行評定，是直接在結構上施加荷載，檢測橋梁結構與荷載對應的應力、應變和變形，通過數據分析，做出較為符合結構實際狀況的評定。靜載試驗是選擇反映橋梁結構最不利受力狀態(tài)，選擇不同的荷載工況.測定跨中截面在試驗荷載下的正應變、跨中截面在試驗荷載下的豎向最大撓度、橋墩在試驗荷載下的沉降值、箱梁開裂狀況。并根據測試數據，計算試驗荷載效率、撓度效率，確定試驗的有效性，計算結構校驗系數、橫向增大系數等，以評定橋梁性能。
混凝土橋梁的靜載試驗，一般需進行以下測試內容
2.1 結構的豎向撓度、側向撓度和扭轉變形。
每個跨度內至少有三個測點，并取得最大的撓度及變形值，同時觀測支座下沉值。有時測試也為了驗證所采用的計算理論，要實測控制截面的內力和撓度、縱向和橫向影響線。
2.2記錄控制截面的應力分布，并取得最大值和偏載特性。
沿截面高度不少于5個測點，包括上、下緣和截面突變處。有些結構需測試支點及附近、橫隔板附近剪應力和主拉應力，此時需將應變計布成應變花。
2.3支座的伸縮、轉角，支座的沉降;墩頂位移及轉角。
2.4 詳細觀察是否已出現裂縫
出現初始裂縫時所加的荷載，裂縫出現的位置、方向、長度、寬度及卸載后閉合情況。如果結構的控制截面變形、應力或裂縫擴展，在尚未加到預計最大試驗荷載前，已提前達到或超過設計標準的允許值，應立即停止加載，同時注意觀察裂縫擴展情況，撤離儀器和人員。
2.5 細觀察卸載后的殘余變形。
對于特殊結構而言，如懸索橋和斜拉橋，尚需觀察索力和塔的變位并進行支座的測定。
根據計算結果需要確定的系數有：
(1) 根據試驗荷載內力和標準荷載計算內力，計算試驗荷載效率。試驗藏載效率應大于85%，保證試驗的有效性。
(2) 計算撓度效率系數，撓度效率系數應大于75%，保證試驗的有效性。
(3) 結構校驗系數：
靜載試驗中，對關鍵控制截面的測試時，在該截面影響線上加載標準荷載車隊，以確定標準車輛在橋上的輪位位置。除了對加載車輛的輪位有所控制外，試驗時溫度是一個重要因素。通常而言，溫度變化一個攝氏度，混凝土構件將產生十個微應變的變形，對于C50混凝土，相應于O.35Mpa的應力誤差。因此應做好溫度補償和收縮補償塊等工作，以直接或間接消除溫度及收縮的影響。
3大橋靜動載試驗實例
3.1橋梁概況
某橋樁號K23+216處，橋梁長118m，主跨為3孔25m+32m+25m現澆鋼筋混凝土連續(xù)箱梁，引橋為2孔8m+8m現澆鋼筋混凝土簡支板梁，橋面寬11.60m，車道寬9.6m，人行道寬2xlm，橋中線半徑為160m，橋面縱坡25%，超高2%，路線與河道斜交角度為15-35度，是一座彎、坡、斜的連續(xù)箱梁橋。設計荷載為公路II級。主跨上部結構為鋼筋混凝土單箱單室箱梁，長度為82m，箱梁高1 89—2.1Im，頂板厚22cm，底板厚20cm.腹板厚30cm，在支點附近加厚為60cm。各支點處及中跨跨中設60cm厚橫隔板。主橋橋墩為直徑2m的鋼筋混凝土單圓柱墩，墩臺基礎位于河床下2-4m處基巖上，墩高6m，采用盆式支座。
3.2混凝土結構質量檢測
3.2.1 橋梁外觀缺損狀況檢查
依據交通部《公路養(yǎng)護技術規(guī)范》(JTG H10-2009)橋梁定期檢查規(guī)定，按照橋梁各結構部件的劃分，對橋梁外觀使用狀況進行現場檢查、打分、評分。
3.2.2結構材料狀況檢測與評定
(1)混凝土強度檢測
①混凝土碳化深度檢測
檢測結果：混凝土碳化深度平均值為22 2mm，未超過鋼筋保護層的設計厚度(凈30mm)，已超過實測保護層平均厚度(18.Omm)。
②超聲回彈法檢測混凝土強度
混凝土強度的檢測可直接反映結構混凝土的質量。本次檢測主要采用超聲回彈綜合法來檢驗混凝土的勻質性，并依據超聲回彈法來推定結構混凝土的特征強度。
檢測結果：該橋箱梁結構混凝土的推定強度最小值為40.7MPa，蓋粱結構混凝土的推定強度最小值為33.1MPa，滿足結構混凝土的設計強度(c30)。
(2)鋼筋混凝土保護層厚度檢測
混凝土保護層為鋼筋提供了良好的保護，其厚度和分布的均勻性是影響鋼筋耐久性的重要因素。該橋保護層設計厚度為30mm，現場檢測的鋼筋混凝土保護層厚度見表4
檢測結果：保護層厚度偏差較大， 實測箍筋保護層厚度最大值為37mm,最小值為5mm，平均值為18.Omm，小于設計厚度。
(3)鋼筋銹蝕檢測
①混凝土氯離子含量的測定
混凝土中氯離子含量大于0.40%的百分率為0%，在鋼筋位置處混凝土中氯離子含量最大為O.07%，所以結構中鋼筋受氯離子的侵蝕很弱。
②混凝土電阻率檢測
通過對結構混凝土電阻率的測試來評價結構中鋼筋銹蝕的快慢程度。實測混凝土電阻率的測點數及所占的百分率見混凝土電阻率評定
檢測結果：由表5得知混凝土電阻率最小值為-1kΩcm，混凝土電阻率小于12kΩcm，可能發(fā)生腐蝕的百分率為3.l%，說明該橋結構混凝土基本未受到腐蝕。
③結構混凝土中鋼筋銹蝕檢測
實測混凝土結構中各構件的鋼筋自然電位測點數、所占百分率、最大電位差、平均電位差及兩相鄰點電位差相差大于150mv的測點數
檢測結果：鋼筋銹蝕最大電位差為-252mV，兩相鄰點電位差相差大于150Mv的測點數的比率為7.3%，鋼筋可能出現坑蝕以上的比率為99%，說明鋼筋可能發(fā)生銹蝕。
4 結論
本橋在相當于設計荷載的試驗荷載作用下，其撓度、開裂以及橋墩沉降均未出現異常，基本上與設計計算規(guī)律相符，結構處于線彈性工作狀態(tài)。箱梁體裂縫超過規(guī)范，混凝土強度滿足設計要求，鋼筋可能未銹蝕，該橋滿足設汁荷載公路II級。建議對橋面進行防水處理，同時對箱體表面進行封閉，防止銅筋繼續(xù)銹蝕。
