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公路桥检测技术研究和应用

2021-02-20 11:46 来源:检测技术论文 人参与在线咨询

摘要:本文对普光气田一号公路桥安全现状检测进行探讨。通过对净化厂1#公路桥桥梁进行检测及荷载试验,找出本桥梁结构缺陷因素并提出解决对策,即保证了生命安全通道,也为同类桥梁技术检测提供了借鉴。

关键词:检测;静载试验;动载试验

0引言

净化厂1#公路桥从建成使用至今已11年多,本桥为外运硫磺、职工上下班以及消防应急的主要通道,空重车进出每天200余辆。经多年运行,桥梁出现不同程度的破损、开裂等现象。为确保公路桥梁安全运行,减少和控制桥梁运行过程中的危险、有害因素,降低其安全风险,拟对净化厂1#公路桥桥梁进行检测及荷载试验,找出本桥梁结构缺陷因素并提出解决对策,即保证了生命安全通道,又具有重大社会效益。

1检测及试验目的

(1)通过对桥体状况检查,探明桥体结构存在的缺陷,判定桥体工作状态以及使用性能;(2)采用静载试验检测,掌握桥体的实际工作状态,判断真实承载能力,评估其在设计使用荷载下的工作性能;(3)采用动载试验检测,掌握桥体的固有振动特性,评估其在使用荷载阶段的动力性能;(4)为今后桥梁维护管理提供技术依据;(5)为桥梁的施工提供技术支撑。

2检测及试验内容

2.1检测内容。主要进行混凝土强度检测;混凝土碳化深度检测;混凝土裂缝检测;钢筋锈蚀状况检测;混凝土其它表观缺陷检查。(1)桥面板结构检测。每跨进行混凝土强度检测(每跨桥面板10个测区,共计170个测区);桥面板间铰缝状况检测;桥面板尺寸进行测量,选择2跨桥面板,测量其的宽度厚度等;桥面板底面钢筋检测(包括保护层厚度,钢筋直径以及间距),选择2跨桥面板,每跨每项检测10个测点。(2)支座检测。进行支座破损状况检测;支座变形、移位及老化情况检测。(3)立柱检测(包括盖梁、立柱系梁)。进行立柱垂直度检测,包括所有立柱的横、纵向;立柱、盖梁及立柱系梁尺寸进行测量,选择2个立柱、盖梁及立柱系梁,测量宽度、长度和高度。(4)拱肋检测(包括拱肋横向系梁)。进行拱肋线形测量,在上、下游拱肋约十六分点处进行测量,拱上立柱对应拱圈位置设置测点;拱肋尺寸进行测量,选择2个拱肋,测量宽度和高度。(5)桥台检测(包括台帽、台身、翼墙、耳墙)。台背路面沉降检测;锥坡或护坡表观缺陷检查。(6)桥面系及附属设施检测。面线形测量,按照5m左右一个测点,同时每立柱对应桥面位置设置线形测点,上、下游各一条测线;桥面铺装破损状况检测;桥面伸缩缝工作状况检测,包括伸缩缝宽度、止水带工作状况、型钢及锚固区混凝土状况等;人行道是否有缺失、破损;防排水系统是否有缺失、破损、堵塞等;栏杆、护栏是否有缺失、破损;照明、标志是否有缺失、损坏。

2.2试验内容。2.2.1静载试验内容(1)第1跨拱脚截面(A-A)在最大负弯矩Mmin加载试验;(2)第1跨L/4截面(B-B)最大正弯矩Mmax加载试验;(3)第1跨跨中截面(C-C)最大正弯矩Mmax加载试验;(4)第2跨拱脚截面(D-D)在最大负弯矩Mmin加载试验;(5)第2跨L/4截面(E-E)最大正弯矩Mmax加载试验;(6)第2跨跨中截面(F-F)最大正弯矩Mmax加载试验;(7)第2跨第2孔桥面板截面(G-G)最大正弯矩Mmax加载试验;(8)以上试验工况包括中载和偏载。2.2.2静载测试内容(1)各加载工况下,加载截面的应力测试;(2)各加载工况下,试验跨拱圈L/4、L/2、3L/4以及相邻跨L/2处竖向挠度测试;(3)检验过程中,检测截面的裂缝及其它异常情况观测;(4)检测截面应力观测点布置图见图2,检测跨挠度观测点布置图见图3、图4。2.2.3静载试验荷载本次静力试验荷载采用载重汽车充当,就某一检验项目而言,所需车载重量,将根据设计控制荷载对于1号桥而言,为公路-I级;同时采用机车TG300+NICOLAS平板挂车验算(业主提供车辆模式)。产生的该检验项目(内力和位移等)的最不利效应值,宜满足下式所定原则等效换算而得:式中:ηq为静力试验荷载效率;Ss为静力试验荷载作用下,某一加载试验项目对应的加载控制截面内力、应力或变位的最大计算效应值;S′为检算荷载产生的同一加载控制截面内力、应力或变位的最不利效应计算值;为按规范取用的冲击系数值。2.2.4动载试验内容动载试验针对第一跨C-C截面进行。(1)脉动试验,主要测定桥跨结构固有模态频率和临界阻尼比。(2)行车试验,在桥面无障碍情况下,测定桥跨结构在运行车辆荷载作用下的动载反应。(3)跳车试验,测定桥跨结构在不良桥面状态下运行车辆荷载作用的动载反应。2.2.5动载测试内容(1)试验跨桥跨结构固有振动频率、临界阻尼比。(2)试验跨行车速度为5、10、20、30、40km/h的行车冲击系数。(3)试验跨跳车速度为5、10、15、20km/h的跳车冲击系数。2.2.6动载试验荷载自振测试采用脉动法(环境激励)进行测试;动载试验荷载拟采用1辆载重车以不同速度通过桥梁实现。

3结论

检测结果表明,该桥总体技术状况等级评定为3类———“有中等缺损,尚能维持正常使用功能”。评估计算结果表明,桥跨结构在设计荷载“公路—I级”的承载能力、变形和抗裂性均满足规范要求。荷载试验结果表明,试验的桥跨结构具有足够的刚度和强度储备,桥梁的动力性能良好,满足设计荷载等级(公路—I级)的使用要求。

参考文献

[1]杨文渊.桥梁维护与加固[M].北京:人民交通出版社,1997.

[2]李永珠.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社,1996.

[3]刘沐宇,袁卫国.桥梁无损检测技术的研究现状与发展[J].中外公路,2002,22(6).

作者:刘新 岳文谊 单位:中原油田普光分公司工程管理部 中石化中原设计公司成都区域项目部

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