混凝土T梁桥加固后荷载试验及分析

混凝土T梁桥加固后荷载试验及分析

王专峰1冯琦2

摘要：对某经过粘钢加固的钢筋混凝土T梁桥进行了静动载试验，测得桥梁结构在荷载作用下的各力学性能指标。通过实测结果和理论计算值的比较，并按相关规范，对桥梁整体性能和加固效果进行了评价。分析结果表明，施工质量良好，加固后增加了结构的安全储备。

关键词：T梁；加固；荷载试验

1工程概况

某桥位于广东省东莞市，原有主要承重结构为16米普通钢筋混凝土T梁桥。因承载能力不足，采用粘贴钢板的方法对该桥了进行了加固处理。桥梁的设计荷载：汽车-20级，挂车-100级，人群3.5kN/m2；桥面宽度：10m+2×1.5m（人行道）。

2静载试验

通过静载试验，判断桥梁的工作状态，并根据桥梁静载试验结果，结合结构计算分析，对桥梁承载能力、工作状态进行综合评估。

2.1试验内容

根据该桥的结构形式，选取该桥一边跨为试验跨。主要是跨中正弯矩截面的承载力试验，兼顾截面应力横向分布。

2.2加载工况

本次静载试验共分为一个加载工况，分三级加载，两级卸载。静载试验中共布置4辆汽车（每辆车的总重为350kN，其中前轴重约70kN，后轴重约280kN）作为试验荷载。

2.3加载位置

根据该桥大桥设计图纸，应用结构分析软件按桥梁设计规范要求，计算出在设计荷载（汽-20级、挂-100）作用下，跨中截面为最大正弯矩控制截面，然后按等效弯矩等于设计最大弯矩值进行加载载位布置。

2.4测点布置

对于挠度测量，分别选取试验跨的跨中位置和两端支座处布设挠度测点，全桥共计布置15个挠度测点。对于应变测量，在每片梁跨中截面布设6个测点，全桥共计布设20个应变测点。

2.5静载试验结果

2.6静载结果评价

（1）实测最大挠度位于1#梁跨中位置，为6.44mm，相应的计算值为7.85mm，该点挠度校验系数为0.82，相对残余2.7%；2#梁跨中实测最大挠度5.88mm，相应的计算值为7.79mm，该点挠度校验系数为0.75，相对残余2.4%；3#梁跨中实测最大挠度4.60mm，相应的计算值为5.90mm，该点挠度校验系数为0.78，相对残余2.5%；校验系数均介于0.7~1.05之间，相对残余小于20%，挠度满足规范要求。

（2）实测最大应变位于1#梁跨中梁底，为225.3με，计算值为263.9με，相应的校验系数为0.85，相对残余0.8%；2#梁跨中梁底实测最大应变197.8με，计算值为261.7με，相应的校验系数为0.76，相对残余0.1%；3#梁跨中梁底实测最大应变152.7με，计算值为198.3με，相应的校验系数为0.77，相对残余0.9%；校验系数均介于0.7~1.05之间，相对残余小于20%，应变满足规范要求。

（3）实测横向分布较理论计算值均匀，说明横向连接正确，结构整体性较好。

3动载试验

通过动载试验，测量桥梁结构在动力荷载作用的动力响应，从而求得桥梁的动力特性，并以此来判断结构的动力性能。

3.1试验内容

行车试验、制动试验、跳车试验和自然脉动试验等，以及各工况下的固有频率、阻尼比和振幅等的测量。在桥面上，使用一辆重量为350kN的汽车分别以20km/h、30km/h和40km/h的行驶速度进行跑车，使桥梁产生受迫振动，量测桥梁的振幅和振动频率。分别以20km/h、30km/h的速度，行驶至跨中位置紧急刹车使桥梁产生受迫振动，量测桥梁的振幅振动频率。记录桥梁在环境自然脉动下的振动，通过软件分析得到桥梁的固有振动频率。动态测试的测点布置在试验跨的跨中位置，桥梁的振动信号使用速度传感器予以测量，通过滤波器、积分器和放大器送至数据采集仪，并由计算机进行数据采集和记录，然后使用专用软件进行分析处理，得到桥梁的振幅、固有频率、阻尼和冲击系数等参数。

3.2动载试验结果

根据动载测试的时域及频域分析，可得到动载试验结果如表3所示。使用MIDAS分析软件对该桥进行模态分析计算，由理论计算得到第一阶竖弯固有频率为7.07HZ，试验实测值为7.93HZ，实测值高于理论值，表明该桥试验跨的实际动刚度大于设计刚度，满足设计要求。跑车、刹车的各项动力系数均在正常范围。

4结论

（1）在静力荷载作用下，东莞市道镇南阁大桥引桥试验跨的刚度与强度均满足原设计荷载（汽-20、挂-100）的设计要求。

（2）自然脉动试验所得到的桥梁第一阶竖向振动的固有频率大于理论计算值，桥梁实际动刚度大于设计值。自然脉动试验和跑车、刹车试验所得到的桥梁竖弯自振特性是一致的。

（3）梁底（钢板）应变校验系数与挠度校验系数接近，说明加固后钢板能与原有结构共同受力，加固效果较好。

参考文献

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