南安市某大橋病害

PAGE4南安市某大橋病害分析1.引言圖1某大橋測(cè)點(diǎn)斷面布置示意圖圖21號(hào)斷面測(cè)點(diǎn)布置圖某大橋是一座主跨徑為35米的預(yù)應(yīng)力T型梁簡(jiǎn)支梁橋[1]，主橋全長(zhǎng)350米，如圖1所示。它是由在1993年建成的某大橋和于1997年在某大橋中線上游12.60米處新建橋合并而成，跨越南安市區(qū)的西溪。橋面凈寬為2×(9+1.5)米，截面由10片T型梁組合而成，中間設(shè)3.6米的分隔帶。由于南安市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，加之美林大橋的重建對(duì)交通分流，一個(gè)時(shí)期以來(lái)處于超負(fù)荷運(yùn)營(yíng)之中，2003年汛期又遭受洪水的嚴(yán)重沖刷，局部沖刷深度超過(guò)10米，汛期后對(duì)沖刷嚴(yán)重段實(shí)施了拋石填埋，但車(chē)輛通過(guò)，尤其是重車(chē)通過(guò)時(shí)橋梁的振動(dòng)比較嚴(yán)重，行人感覺(jué)明顯。為對(duì)橋梁的現(xiàn)狀作出科學(xué)評(píng)價(jià)，對(duì)該橋進(jìn)行靜動(dòng)載試驗(yàn)，研究其各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)，了解橋梁的真實(shí)運(yùn)營(yíng)狀況,分析造成橋梁振動(dòng)較大的原因是橋梁使用性能評(píng)估和承載能力檢驗(yàn)的唯一途徑，是非常必要和及時(shí)的。采用結(jié)構(gòu)分析程序模擬實(shí)際加載工況，對(duì)橋梁進(jìn)行空間有限元分析計(jì)算[2]，將計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。取三跨一聯(lián)三維實(shí)體計(jì)算模型。主橋梁體所用混凝土標(biāo)號(hào)為40號(hào)。2.靜載試驗(yàn)靜載試驗(yàn)的設(shè)計(jì)荷載以汽—20級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)方案參照《公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》和有關(guān)規(guī)章制度進(jìn)行。根據(jù)本橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，依據(jù)我國(guó)規(guī)范規(guī)定確定，本橋靜載試驗(yàn)項(xiàng)目及測(cè)試部位如表1所示，規(guī)范規(guī)定試驗(yàn)荷載效率應(yīng)在0.8～1.0為宜。表1靜載試驗(yàn)項(xiàng)目一覽表羨試驗(yàn)項(xiàng)目傭測(cè)試部位復(fù)加載狀況撫荷載效率猶跨中彎矩（下呼游）幣1幫2碑3挺一重車(chē)、兩輕涼車(chē)跨中兩排布來(lái)置貿(mào)設(shè)計(jì)等代荷載末加載。抵0.92?？缰袕澗兀ㄉ闲栌危?破2悲3朵一重車(chē)、兩輕縱車(chē)跨中兩排布閣置棗設(shè)計(jì)等代荷載齊加載。耳0.92根據(jù)橋梁靜載試驗(yàn)的加載程序安排，本次試驗(yàn)共進(jìn)行了以下2種工況，上游橋?yàn)楣r一，下游橋?yàn)楣r二，進(jìn)行跨中最大彎矩加載，分二級(jí)加載完成。由于篇幅所限，以下僅列出工況一作用下1號(hào)測(cè)試斷面的實(shí)測(cè)與理論應(yīng)力值比較如表2。表中應(yīng)變值為微應(yīng)變，應(yīng)力值單位為MPa，以受拉為正。從表中可以看出，各斷面應(yīng)力實(shí)測(cè)值均大于理論計(jì)算值，結(jié)構(gòu)校正系數(shù)在1.03~3.0之間。其余測(cè)試斷面規(guī)律相同。3．動(dòng)載試驗(yàn)表3主梁理論計(jì)算頻率與實(shí)測(cè)頻率比較表階數(shù)表3主梁理論計(jì)算頻率與實(shí)測(cè)頻率比較表階數(shù)實(shí)測(cè)頻率（HZ）阻尼（%）計(jì)算頻率（HZ）振型上游橋下游橋上游橋下游橋13.612.443.13.133.67豎向振動(dòng)23.753.223.133.513.83豎向振動(dòng)33.913.524.512.694.07豎向振動(dòng)44.32扭轉(zhuǎn)振動(dòng)54.64扭轉(zhuǎn)振動(dòng)65.184.792.53.335.27扭轉(zhuǎn)振動(dòng)76.352.566.76豎向振動(dòng)810.91扭轉(zhuǎn)振動(dòng)911.32扭轉(zhuǎn)振動(dòng)1011.73扭轉(zhuǎn)振動(dòng)表21號(hào)斷面應(yīng)力、應(yīng)變測(cè)試結(jié)果一覽表測(cè)點(diǎn)位置測(cè)點(diǎn)編號(hào)實(shí)測(cè)應(yīng)變值應(yīng)變表21號(hào)斷面應(yīng)力、應(yīng)變測(cè)試結(jié)果一覽表測(cè)點(diǎn)位置測(cè)點(diǎn)編號(hào)實(shí)測(cè)應(yīng)變值應(yīng)變平均值應(yīng)力實(shí)測(cè)值應(yīng)力計(jì)算值校正系數(shù)第一次第二次上部9-25-24-24.5-0.81-0.5991.3511-26-23-24.5-0.81-0.5991.3513-21-29-20-0.66-0.5091.3015-21-20-20.5-0.67-0.5091.32下部10757273.52.432.2441.0812726870.02.312.2441.0314706567.52.231.7871.2516656263.52.101.7871.18騰分秀別按單幅單車(chē)癥定鉗速枯1從0鍋、霉2敵0登、待3錢(qián)0退、間40km/h忍在上行駛以及弱定速指定位置齊跳車(chē)等措施產(chǎn)悼生。通過(guò)對(duì)脈霜?jiǎng)有盘?hào)進(jìn)行譜汪分析，得到主料梁的前幾階自煩振頻率、阻尼院。利用有限元排模型來(lái)模擬橋狗梁的實(shí)際受力推和動(dòng)力特性摔[2]確。將實(shí)測(cè)結(jié)果景和有限元計(jì)算臉結(jié)果如填表蕉3隸所示赤。表4橋跨結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)動(dòng)力放大系數(shù)速度（km/h）位置DAF平均值上部下部101.031.071.05201.061.041.05301.151.131.14401.181.201.19麥表中理論計(jì)算朵值為軟件采用淋實(shí)體三維模型速的主梁裂前崖1魄0胳階自振頻率。放上游橋?qū)崪y(cè)主匯梁前四階豎向鋤振動(dòng)阻尼比鼻為姻0.025~億0.04霜51嫩，下游橋?qū)崪y(cè)幅主梁前五階豎鋤向振動(dòng)阻尼比微為從0.0256對(duì)~0.03葬51堆，與一般橋梁毯阻尼睡比互0.01~0敵.1缸0桶接近，屬于正駕常范圍。從以黎上表中數(shù)據(jù)可慢以看出各階實(shí)秩測(cè)頻率均比計(jì)榴算頻率小，說(shuō)慰明橋梁的實(shí)際蛋剛度小于理論訴剛度，橋梁動(dòng)介力剛度已經(jīng)不惠符合設(shè)計(jì)要求芬。另外下游橋碗的實(shí)測(cè)頻率比激上游橋的實(shí)測(cè)屬頻率圣小丈,掙說(shuō)明下游橋的牌動(dòng)力剛度下降調(diào)嚴(yán)嫌重責(zé),游這也與人在橋喘上的實(shí)際感受撈是相符露的菌,壯當(dāng)有重車(chē)通過(guò)膀時(shí)升,留表4橋跨結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)動(dòng)力放大系數(shù)速度（km/h）位置DAF平均值上部下部101.031.071.05201.061.041.05301.151.131.14401.181.201.19朋4欺．結(jié)論和建議膛1伸、悅各工況下各測(cè)刺點(diǎn)應(yīng)趕力獄(巧應(yīng)悶變里)濱實(shí)測(cè)值與理論駱值相差較大，扒反復(fù)加載試驗(yàn)車(chē)后有殘余應(yīng)塘力有(控應(yīng)岸變黎)摟，結(jié)構(gòu)有局部味已經(jīng)在非彈性助工作區(qū)。結(jié)構(gòu)糖各工況校驗(yàn)系喪數(shù)較大，已經(jīng)番超出了合理范碑圍。各工況汽功車(chē)荷載作用下駐的應(yīng)力幅值有異較大的變化，哲在最不利位置棍上活載拉應(yīng)力認(rèn)增量均超過(guò)襯了俱2.2MP沾a遍，說(shuō)明橋梁整胸體剛度較低。舉2喬、攤上下游橋梁主除橋?qū)崪y(cè)頻率小的于理論計(jì)算值霞，這說(shuō)明橋梁便的實(shí)際剛度小輛于理論剛度，怕橋梁的動(dòng)力剛困度已經(jīng)不能滿放足設(shè)計(jì)要求；肥這也與人在橋奇上的實(shí)際感受鵝是相符佳的討,斑當(dāng)有重車(chē)通過(guò)苗時(shí)劇,造行人能明顯地腎感受到橋梁的煮振動(dòng)，并且人震在下游橋的振匪動(dòng)感受比在上擁游橋的振動(dòng)感廟受要大得多。茅3礎(chǔ)、巾主橋跑車(chē)時(shí)的馳振幅和動(dòng)力放互大系數(shù)隨車(chē)速登升高呈增大趨弓勢(shì)；跳車(chē)使橋目梁豎向振幅和仰應(yīng)力明顯增大姜，因此，維護(hù)促橋面鋪裝完好蜻保持路面的平過(guò)整具有重要意完義。內(nèi)總之，該橋具規(guī)有一定的承載約能力。該橋設(shè)監(jiān)計(jì)荷載等級(jí)汽沖車(chē)鵝2繭0些掛穴車(chē)途10鄭0吵級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)驗(yàn)不能滿足南安喂市及其周邊地嘴區(qū)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)垂展的需求，實(shí)脾際通行的車(chē)輛堅(jiān)荷載已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)訪超出汽昆車(chē)貸2最0宋級(jí)重車(chē)標(biāo)準(zhǔn)，縮是造成橋梁病來(lái)害的主要原因渴