摘要：新世纪以来，随着我国综合国力的不断提高，各行各业也得到了蓬勃的发展，基础建设也在不断的完善，并取得了巨大的成果，但是由于我国幅员辽阔，受到地形因素的限制，我国的普通公路于上世纪末投入使用，年久失修，依然存在许多的老旧桥梁，随着经济快速的发展，车辆的数量也在逐年上升，交通量不断扩大，桥梁存在许多安全隐患，加上平时的维护管理工作不到位，桥梁安全问题迫在眉睫。相关管理部门应当提升对桥梁维护以及检测的重视，加强老旧桥梁的检查维修工作。
关键词：加固处置；老旧桥梁；荷载试验
前言
近年来，我国公路桥梁事业不断的发展完善，旧桥数量也在逐年上升，对于这些年代已久的桥梁，养护工作显得尤为重要，但由于地形等自然因素的影响，桥梁的安全检测以及运营养护工作既是重点也是难点。目前，我国在桥梁加固基本理论方面的研究还有待加强，且桥梁的使用时间与实际情况的不同也是影响桥梁性能的主要原因之一，因此，需要通过荷载试验获取精准的数据，文章通过简支T梁桥在桥梁评估中的作用进行了分析，希望能够为老旧桥梁维护工作提供借鉴。
1.工程简述
郁南县二河大桥桥梁总长208.12m，具体位于郁南县河口镇松木塘村，整座桥梁主体跨越南江河，是郁南县河苹线上极为重要的一座桥梁。桥梁上部结构采用5×40m预应力先简后支连续箱梁，桥梁宽12.50m，2×0.5防撞墙+11.5m行车道。下部结构采用埋置式桥台，桩柱式桥墩，钻孔灌注桩基础。支座采用所规定的GYZ系列产品。设计荷载为：公路Ⅱ级；设计洪水频率为1/100；地震动峰值加速为0.05g。
2.荷载试验
2.1荷载试验的试验目的
2.1.1、验证预制两实际受力性能是否与设计理论相符合，为结构设计理论的进一步完善提供科学依据。
2.1.2、通过对单梁进行静力荷载试验，测试其刚度、强度以及抗裂性能，为该梁的使用提供数据依据。
2.2实验内容
静载试验：对主梁有无裂缝进行检测；主梁控制截面中挠度及混凝土应变发生情况；跨中截面应变测试。
动载实验：在行车过程中，车速不同时对桥跨结构造成影响，使之产生动应变、加速度；对于桥跨结构，检测其自振频、阻尼系数、冲击系数，跨中及四分点挠度测试。
3.静载试验的检测结果
应当选择气温不大于2摄氏度以及结构温度稳定的情况下进行，在加载前，用试验最大加载量50%的荷载对预制梁跨中截面进行预加载，检测测试系统以及仪表是否处于正常工作状态。只有结构变位趋于稳定，才能够进行下一阶段。同一级荷载内，当结构在最后五分钟内的变位增量小于前一个五分钟的15%或小于所用测量仪器的最小分辨率值时，其结构变位达到相对稳定状态。
试验结果较为全面的涵盖了桥梁的各个方面，平均值以及最小值如图1。
表1 校验相关系数统计表
4.动载试验的检测结果
在分析桥梁结构的自振特性时，可通过对其自由振动过程中，结构阻尼比、频率振型来加以表述，其是对结构的动力特征进行反映，是展开动力分析的条件。在对自振特征分析时，可通过分离变量这一方法，先分离结构坐标变量和时间变量，之后借助特征方程的部分条件来展开计算：
对这一公式进行计算，可获得桥跨结构的自振频率，并可获得相关振型。此次采用 MI-DAS等相关精准软件对桥梁的各个方面建立相关模型，通过有效的数据进行计算，充分利用精准数值，将计算结果进行优化，这样可以获取精准的自振频率数值，以及准确的振型图。运河自振频率数值为f1=5.041 Hz，如图3所示，测得相关动力数据为：
采用 35 km/h、25km/h、45km/h车辆速度进行试验，能够精准的得到桥梁结构曲线以及桥梁动态变化曲线。
在车辆加速时的变化曲线，针对频谱进行相关分析，获取幅频相关曲线，如下图4，实测频率 f1= 5. 066Hz。行车速度曲线如图 5 所示，最大的冲击系数为 0. 062。
图3 运河振型示意图（f2= 7. 254）
图4 运河桥频谱特性曲线
在桥面经受一定的沉重情况下，桥梁的横向承受能力在一定程度上大幅度减弱，桥梁的横向系数实际数值要小于预算评估值，在另一种情况下，会出现计算值高于实际数值的现象，且桥梁部分结构受到不均匀的力度，桥面上的隔板失效或者开裂，会使得桥梁结构的受力急剧下降，而不均匀的手里情况，对桥梁的整体使用是有着巨大影响的。
5.裂缝现象检测
通常，在试验检测过程中，专业的工作人员应当采用相关仪器设备对裂缝进行检查，如采用专业的放大镜对桥面的弯曲部分裂缝情况进行仔细的检查。在试验的整个实际情况当中，应当确保主梁没有出现新的裂缝，其次，原有的裂缝宽度是否增加，其长度是否有相应的变化。实验前裂缝宽度 0.07 mm，三级裂缝宽度依次为 0.12mm、0.13mm、0.16mm，在试验过程中裂缝长度以及宽度增加明显，但能够及时恢复，说明桥面趋于稳定。加载前，跨中截面以及附近混凝土并未发现裂缝，但再加载过程中以及加载结束后，跨中截面以及附近混凝土未发现裂缝。其结构的抗裂性能满足设计要求。
6.实际结论以及应对策略
6.1结论
（1）强度；1号边梁满载作用下的跨中截面腹板高度方向应变测点实测弹性应变沿梁高基本成直线分布，复合平截面假定，满载时截面上、下缘应变校验系数范围为0.43—0.57；2号边梁满载作用下的跨中截面腹板高度方向应变测点实测弹性应变梁高基本成直线分布，复合平截面假定，满载时截面上、下缘应变校验系数范围为0.41—0.62。
（2）刚度；1号梁在试验荷载作用下跨中截面最大弹性挠度为15.34mm，小于规范限值40000/600约等于66.67mm，满载时跨中挠度校验系数范围为0.44—0.45，略小于规定的常值范围（0.95—1.05），说明该梁满足设计要求。2号梁在试验荷载作用下跨中截面最大弹性挠度为15.34mm，小于规范限值40000/600约等于66.67，满载时跨中挠度校验系数范围为0.49-0.5，小于规定范围值，说明该桥梁刚度满足设计要求。
（3）弹性工作能力；1号梁卸载后，跨中截面应变最大相对残余为负7.3%，跨中截面挠度最大相对残余10%；2号梁卸载后，跨中截面应变最大相对残余为10.3%，跨中截面挠度最大相对残余为11.9%，根据相关规定，该桥的安全质量以及技术状况被评估为四类。
（4）抗裂性能；在满载作用下的跨中截面实测中性轴高度与理论计算值最为接近，在试验分级加载过程中，主要测点的实测弹性应变值与静力试验荷载效率形成良好的线性关系；荷载试验中以及结束后，跨中截面以及附近混凝土并未发现裂缝，说在明静力荷载试验作用下，结构抗裂性能满足设计要求。
此次实验严格来讲，属于承载能力实验鉴定，在《公路旧桥承载能力鉴定方法》相关规定当中，已经明确指出实验的系数应当在0.76~1.10 之间。因为考虑到本次桥面上的超载车辆比较多，桥梁主梁的计算效率是1.8，比规定值大，能够达到公路 - Ⅰ级等级鉴定相关要求。[2]。
静载试验数据表明，在试验强度较大的情况下，其横向系数的实际数值要小于预估计算数值，梁的实际数值高于计算数值，桥面结构的受力不均匀，此外，桥面结构横板已经失效，会直接使得桥梁结构整体性能大幅度下降，单板受力情况明显。
6.2处置建议
应当逐渐加强该桥典型的损害监测以及观察，对于已经出现的损害和安全隐患，应当及时制定应对措施，防止已经存在的损害以及安全隐患进一步发展蔓延，使得前面出现新的问题，应当结合道路运营的实际情况以及桥梁受力的状况，针对损害程度采取相应的维修加固方法，最大程度的确保桥梁的安全。对于桥梁中部的开裂情况，应当根据具体情况，再用黏贴钢板的方法加固；对于裂缝情况，应当在两侧横向以及斜向45度位置使用钢板进行维修加固；对于遭到破坏情况较为严重的地方可适当添加钢板。其次，在维修加固时，应当根据科学有效的设计图纸，合理分析，保证施工作业符合行业的标准规定，逐渐提升桥梁承受等级。
相关工作人员应当进一步加强桥梁的维修管理，对于人为的桥梁局部破坏要第一时间采取维修，针对护栏受到气候因素的风化，也要及时采取应对措施，混凝土开裂松动的地方，用微粒混凝土或高强砂浆进行修补；水孔要及时进行疏通，对于损坏的部件要及时补充安装。
对于桥梁的交通荷载水平以及结构损伤程度进行测定评估，不管损伤程度如何，都应当及时采取必要的加固维护措施，尽可能的恢复桥梁上部结构的整体性能，进而加强桥梁的承受能力。对于桥梁破坏较为严重的情况，可适当采取相应的措施，如桥面重新铺设，根据桥面的实际情况，重新灌注混凝土，连接桥梁横向接缝[3]。
鉴于主梁梁肋的裂缝高度较高，建议对主梁采用黏贴钢板或者炭纤维布进行抗弯加固。主梁支点附近出现明显的剪切裂缝，建议对支点范围内采取黏贴钢板进行抗剪加固。横梁连接处的断裂情况，建议对横梁采用扩大截面法或者是黏贴钢板法进行加固。
7.结束语
对于老旧桥梁的数量不断的增加，在一定程度上，也增加了工作人员维修难度，仅凭简单的人工对桥梁的外观进行检查，其结果往往缺乏一定的科学性，会掺杂许多人为的主观判断，因此，必须要对桥梁采用精准的“透视”荷载试验，对其承载力以及整体使用状况作出科学评价，进一步提升桥梁的安全性。
参考文献：
[1]杨锋，张立敏. 某加固简支T梁桥静载试验与分析[J]. 低温建筑技术，2017，34（10）：65-67.
[2]尚光明，周和胜，王茂和. 公路简支板梁桥的病害特征及维修加固措施[J]. 交通运输研究，2017（1）：134-137.
[3]袁腾文. 简支T梁桥体外预应力加固实例分析[J]. 公路交通科技（应用技术版），2018，v.14；No.160（4）：234-236.
论文作者:董为勇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/17
标签：桥梁论文; 截面论文; 荷载论文; 结构论文; 裂缝论文; 挠度论文; 应变论文; 《基层建设》2019年第12期论文;