连续刚构桥加固后荷载试验分析及承载能力评定

高勇

佛山市南海纵横交通建设质量检测有限公司广东佛山528000

摘要：本桥以某加固连续钢构桥为背景，介绍了既有病害的维修处理措施、加固后荷载试验的主要内容及方法，并进行了有限元数值模拟计算。通过对比分析试验荷载各级工况下该桥的实测应力、挠度，评定了加固效果。荷载试验结果表明：试验实测值和理论计算值吻合较好，桥梁整体受力性能良好，表明现有病害的维修处理措施得当，加固材料和原桥梁结构能够共同受力、协同变形。可为同类型桥梁加固及荷载试验提供参考。

关键词：刚构桥；病害；维修处理措施；荷载试验；有限元分析

1工程概况

江滩特大桥主桥为（60m+2×100m+60m）四孔一联的T构-连续梁组合体系，全桥仅中墩固结，具体见图1所示。主梁为单箱单室截面，箱梁顶宽16.25m，底宽8.0m。全桥箱梁顶板厚30cm～62cm，底板厚32cm～100cm，腹板厚45～64cm，梁底为R=385.37m的大跨径圆曲线。主桥共设8处横隔板，中墩固结处为双横隔板，设计荷载等级为公路-I级。

2.2荷载工况及测点布置

依据公路桥梁荷载试验规程(JTG/TJ21-01-2015)[2]有关规定，结合本桥的受力特点，并考虑该桥既有病害及维修处理措施，对该桥进行荷载试验。此外，对桥梁结构局部加固后加固材料的受力性能进行了检验，具体检验方法如下：

（1）针对箱梁顶板纵向裂缝采用碳纤维布加固，检验在顶板最大横向弯矩作用下碳纤维布与混凝土能否协同受力。

（2）针对腹板斜向裂缝钢板的加固质量，检验在腹板最大剪应力工况下钢板的受力性能。

本桥结构复杂，控制断面较多，限于篇幅要求，仅以表2所示四个控制断面的分析对该桥梁结构加固后的受力性能进行具体阐述，具体控制断面如图1所示，各控制断面的测点布置如图3～图5所示，工况3的应变采用应变计进行，其余测点均采用应变片的方式。

2.3静载试验效率

荷载试验按控制截面内力（弯矩、剪力）等效原则进行布载，使控制截面的试验荷载效率满足相关检测规程的要求[2]，理论车重为30t，实际车重为29.6t～31.0t。根据实际加载车辆重量，计算各工况下的试验荷载及荷载效率系数，具体如表1所示。

表1静载试验测试内容及校验系数

此外，在试验荷载作用下，C截面混凝土及碳纤维布应变较为接近，且卸载后相对残余值均小于20%的规范允许值，表明加固碳纤维布和混凝土黏贴效果较好，碳纤维布和混凝土协同受力，无明显的滞后反应。

腹板的加固钢板及混凝土剪应变、最大主拉应变均比较接近，表明加固钢板黏贴效果好且与混凝土共同作用，无明显的滞后反应。卸载后相对残余值均小于20%的规范允许值，表明结构处于弹性工作状态。

3.2挠度测试结果

工况1试验结果显示（如表3），满载时跨中截面控制测点的挠度校验系数为0.64，主要控制测点的挠度校验系数小于1，表明该梁跨中截面刚度满足要求，卸载后，跨中截面控制测点的相对残余挠度仅为0.04，表明在试验荷载作用下，该梁处于弹性工作状态。

4结语

本文针对某连续钢构桥的既有病害进行了加固，并通过荷载试验对其加固效果进行了评定，可以得出如下结论：

（1）荷载试验实测值和理论计算值吻合较好，桥梁整体受力性能良好，桥梁结构加固后满足设计承载能力要求；

（2）通过试验分析加固钢板与混凝土、加固碳纤维与混凝土的受力性能，可以发现加固材料和原桥梁结构能够共同受力、协同变形，表明现有病害的维修处理措施得当，此种加固方法是可行的；

（3）荷载试验结果表明，该桥加固效果良好，可为同类型桥梁加固及荷载试验提供参考。

参考文献

[1]中华人民共和国交通部.公路桥涵养护规范(JTGH11-2004)[S].北京:人民交通出版社,2004.

[2]中华人民共和国交通部.公路桥梁荷载试验规程(JTG/TJ21-01-2015)[S].北京:人民交通出版社,2015.

[3]中华人民共和国交通部.公路桥梁承载能力检测评定规程(JTG/TJ21-2011)[S].北京:人民交通出版社,2011.

作者简介：高勇，（1988-）男，湖南益阳，硕士研究生，从事道路与桥梁工程检测和监控工作