城市主干线道

摘要： 对多年使用的城市主干道——三座简支钢箱梁桥进行常规检查，发现桥梁振动幅度较大，钢箱梁的损伤部位均从桥面铺装开始。因此通过对交通流量进行调查，对结构控制截面和局部应力集中截面进行分析验算，同时对钢板母材的物理、化学性质进行随机抽检，对钢板厚度、钢板表面裂纹、焊缝等进行超声检测，分析损坏原因，然后通过荷载试验对结构的强度和刚度进行评价。

Abstract： The paper made routine inspection for the three simply supported steel bridges which are city's main thoroughfares for years， and found that the bridge vibration amplitude was large as well as the injury site of steel box girder all started from the deck pavement. Therefore， by the investigation of traffic flow， this paper made analysis checking to the structural section and local stress concentration section， at the same time conducted random sampling for the physical and chemical properties of steel sheet base material， made ultrasonic testing of the plate thickness， plate surface cracks， welds， etc.， analyzed the cause and then evaluated the strength and stiffness of the structure by load test.

关键词： 城市主干道；钢箱梁；结构分析；材料及焊接工艺检测；荷载试验；损伤评定

Key words： urban roads；steel box；structural analysis；materials and welding technology testing；loading test；damage assessment

中图分类号：U448.21+3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）19-0097-02

0 引言

某城市重要交通枢纽——环城主干道立交区上的三座简支钢箱梁跨径分别为：28.75米28.36米、28.35米。为准确掌握钢箱梁目前的实际状况，确保立交桥的安全运营，及时发现隐藏的病害，决定对三座钢箱梁进行全面检查和安全性能评价。

1 城市交通量调查

三座钢箱梁竣工至今使用了七年，当年城市交通量为12000辆/昼夜，现在为120000辆/昼夜，超重车辆聚增，初步分析认为：桥梁振动过大、大吨位车辆多轴次作用是造成钢箱梁桥面沥青铺装层提前损坏的原因之一。

2 钢板材质检测

对三座钢箱梁钢板母材物理、化学性质进行随机抽检，对钢板厚度和钢板表面裂缝进行超声检测。

3 焊接工艺检测

对三座桥的桥面腹板与顶板连接角缝、顶板对接缝进行超声波探伤，发现腹板与顶板连接的所有角缝均不同程度地发现通条断续超标缺陷；部份顶板对接缝探伤过程中也发现断续超标缺陷；钢箱梁两侧与悬臂板连接的腹板与底板连接角缝发现通条未焊透（其中也有未熔合）。

4 纵向线形

对三座钢箱梁每个车道进行相对标高测量，原设计预留5厘米的预拱度经过七年的使用，目前已变成平桥。

5 结构计算分析

根据竣工资料，本桥的设计荷载等级：汽车—超20级、挂车-120，还根据1988年12月1日实施的《城市桥梁设计荷载标准》CJJ77-98中的城-A级进行结构分析验算，在最不利状态下，其跨中控制截面整体强度满足要求，但箱梁顶板在集中力轮压的作用下，局部应力不满足要求；边梁的跨中控制截面的挠度已超过规范规定。

6 荷载试验

6.1 荷载试验荷载及其确定原则 荷载采用载重汽车加载。所需车辆荷载的数量，根据《桥涵工程试验检测技术》中的规定，按下式表达的最不利效应原则等效换算而得：0.8≤η=Sstate/（1+μ）S≤1.05。

6.2 应力、挠度测点及布载载位 在1/4、1/2、3/4截面的每个箱梁底面设置应力和挠度测点，见图1、2、7）；加载工况为跨中中载（图3、4），跨中偏载（图5、6）。

7 检测结果

在对三座钢箱梁进行详细外观检查的基础上，桥进行了结构计算分析、荷载试验及实测数据分析，综上所述，得出如下结论：

①根据理论计算分析，三座钢箱梁在设计荷载作用下，其控制截面的应力（强度）满足设计要求，局部应力验算不满足设计要求；边梁的跨中挠度（刚度）已超过规范规定。②通过荷载试验，三座钢箱梁在试验荷载作用下，其控制截面的应力（强度）满足设计要求。除二座钢箱梁控制截面的挠度小于试验荷载产生的挠度外，另外一座钢箱梁控制截面的实测挠度基本接近试验荷载产生的挠度，说明该桥刚度的富余量不大。③通过对4个钢板母材试样的检验，其中2个试样的力学性能不符合规定，且是在箱梁完好部位切取的试样，说明目前母材存在一定缺陷。④通过对钢板焊缝的检测，三座钢箱梁的焊缝均有不同程度的断续超标，其平接缝、对接缝、塞焊焊缝、连接角焊缝等均存在缺陷。钢箱梁表面有多处裂纹（包括肉眼可见裂缝）。⑤通过用超声的方法对钢板厚度进行检测，三座钢箱梁的钢板厚度小于设计厚度的比例较大。为此，可以判断出所采用的钢板不能从厚度上保证结构设计要求。⑥通过对锈蚀的检测，除个别部位有锈蚀情况外，在测厚部位未发现大面积的腐蚀。⑦对三座钢箱梁箱顶板开口，进到箱内检查，发现各桥横隔板与顶板纵向加劲板间的间距过大，未连接焊接。鉴于上述部位各构件连接不连续，使得该部位应力传递发生突变，在车辆荷载特别是重载的反复作用下，造成该部位疲劳并提前破坏。⑧通过对三座钢箱梁的纵向线形的测量，使用七年后三座桥的预拱度已为零。⑨鉴于上述三座钢箱梁的实际现况，现有城市交通量已远大于原设计交通量，且超重车辆较多，由于桥梁处于城市主干道，纵向线形调整及加固条件受到限制，同时考虑桥梁耐久性等方面的问题，最后采取拆除重建的方案。

8 结语

从本工程实例，可归纳出如下问题：①规划前瞻性不够。②结构设计方法存在问题。③对材料品质、施工工艺控制不严。④对运营管养认识不够。

参考文献：

[1]JTJ021-89，公路桥涵设计通用规范规范[S].

[2]JTJ025-86，公路桥涵钢结构及木结构设计规范[S].

[3]CJJ77-98，城市桥梁设计荷载标准[S].

[4]三座钢箱梁竣工图纸[Z].

[5]范立础.桥梁工程上册、下册[M].人民交通出版社，1987，6.

[6]谭晓琦等.昆明市金星立交桥、龙泉立交桥钢箱梁报告[Z].2005年8月.