摘要：桥梁检测中需要对结构动力性能进行测试分析，从而判断其动力性能是否满足规范的要求，由于钢桥材料性能单一，理论计算与实际情况较为接近，试验校验系数相比于混凝土梁桥会偏大，根据实际工程案例，分析桥面铺装对结构动力性能的影响，就铺装在理论计算中是否考虑给出了相关建议。
关键词：荷载试验 钢箱梁 桥面铺装 荷载试验 动力特性
1 项目概况
佛山市顺德区南国路道路升级改造工程环市东路跨线桥第5跨至第7跨主桥（30+45+30）m等高连续钢箱梁，钢箱梁中心梁高为1.8m（顶、底板内侧），由七个小箱室组成，四个工厂预制箱，三个现场焊接箱，钢箱梁顶板宽19.5m，底板宽13.77m。采用斜腹板，腹板斜率4：1，箱梁底板水平，腹板变高，顶板形成2%的桥面横坡。跨中顶板厚18mm，底板厚20mm，顶板箱内采用U形闭口肋，板厚10mm，间隔400mm一道，底板加劲肋采用160×10mm钢板，间隔400mm一道。横隔板沿纵桥向间隔约2.0m设置一道，横隔板厚18mm。钢箱梁主要受力构件采用Q345qC。钢箱梁桥面铺装采用15cmC50钢纤维混凝土面板+防水层+10cm沥青混凝土，混凝土箱梁桥面铺装采用10cm沥青混凝土。
图1 环市东路跨线桥主桥钢箱梁横断面（单位：cm）
2 数据比对
2.1 结构计算模型
桥梁纵向计算采用专业软件MIDAS /Civil 2013和桥梁博士3.0两套程序进行对比计算，另外采用空间有限元程序MIDAS/FEA 3.0建立全桥板单元+实体单元模型，进行复核计算。其中桥面铺装采用节点荷载转化为质量进行分析考虑。
2.2 结构动力测试
采用北京东方振动和噪音研究所的无线采集仪（型号INV9580A）对结构自振频率进行测试，方法为脉动法。采用北京光电技术研究所桥梁挠度检测仪（型号BJQN-5E）对结构冲击系数进行测试，方法为无障碍行车试验。
2.3 数据比对分析
（1）脉动试验
自振频率（特别是基频）是分析和评价桥梁结构刚度的重要指标，该跨的自振频率采用脉动法进行测试，本次实测值为桥面铺装完成后进行的，测试结果如下图2和表1。
注：①考虑15cm钢纤维混凝土面板+10cm沥青混凝土；②考虑15cm钢纤维混凝土面板；③不考虑铺装。
由表1可以看出实测频率与考虑了15cm钢纤维混凝土面板+10cm沥青混凝土的理论计算值最为接近，且大于对应理论计算频率，满足《公路桥梁荷载试验规程》（JTG/T J21-01-2015）第6.6.8条的要求，若不考虑铺装或仅考虑15cm钢纤维混凝土面板对结构动力的影响，则实测频率小于理论计频率，不满足规范要求。
（2）无障碍行车试验
行车试验主要测试在不同的行车速度下结构的受迫振动响应，测试时采用一辆约36吨的重车匀速通过桥面，利用跨中所布置振动测点对结构振动响应进行测试。根据现场条件，采用10km/h~50km/h五种行驶速度进行测试，不同速度的冲击系数如表2。
表2 不同行车速度下冲击系数分析表
注：①考虑15cm钢纤维混凝土面板+10cm沥青混凝土；②考虑15cm钢纤维混凝土面板；③不考虑铺装。
由表2测试数据可知，本次边跨10 km/h无障碍行车工况实测冲击系数明显偏大，分析原因为车速较小行车不均匀产生，其余各工况冲击系数实测值均小于理论值，满足《公路桥梁荷载试验规程》（JTG/T J21-01-2015）第6.6.8条的要求，冲击系数实测值与考虑了15cm钢纤维混凝土面板+10cm沥青混凝土的理论计算值最为接近。
3、结语
本次以佛山市顺德区南国路道路升级改造工程环市东路跨线桥主桥（30+45+30）m等高连续钢箱梁为试验对象，试验在桥铺装完成后进行，通过实测值与不同理论计算值的比对分析主要总结有：
1）桥面铺装对钢箱梁桥的动力特性有较大影响。
2）钢箱梁动力特性理论计算中建议考虑桥面铺装的影响。
参考文献:
[1] 《公路桥梁荷载试验规程》（JTG/T J21-01-2015）
[2] 《佛山市顺德区南国路道路升级改造工程环市东路跨线桥桥梁荷载试验检测报告》（佛山市公路桥梁工程监测站有限公司 2018年11月）
论文作者:罗剑波
论文发表刊物:《防护工程》2019年11期
论文发表时间:2019/8/29
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