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（湖南高速铁路职业技术学院 湖南 衡阳 421001）
【摘 要】深圳市横坑水库桥第一批空心板梁在预制过程中发现顶板出现开裂，怀疑会对结构承载能力产生影响，本文结合板梁台座静载试验和成桥后动、静载试验结果，对该桥的静力和动力性能分别进行了探讨。
【关键词】结构承载力；动静载试验；动力性能
static/dynamic experimental investigation of highway bridge
Yin yan-ping,Gu xiang-yang,He chang-yuan
(Hu Nan technical college of railway high-speed Hengyang Hunan 421001)
【Abstract】The hollow plate beam of ShenZhen-heng-keng reservoir bridge were cracked. This would effect the carrying capacity of structure. The paper Combine the statical test and dynamic test results, investigate the static behavior and power performance of the bridge.
【Key words】Bearing Eapacity of Structure;Static/Dynamic;Experimental;Power Performance
1. 板梁台座静载试验
分别选取第一批梁体中顶板开裂较为严重的梁体、第二批梁体中随机选取的一片梁体进行台座静载试验。静载试验前，对顶板开裂较为严重的梁体进行了仔细的外观检测，梁体除顶板存在开裂外，外观质量良好。
通过台座静载试验实测数据进行分析，得试验梁体的抗裂性、截面应变和挠度均满足规范要求，证明试验梁体能够满足设计要求。
2. 成桥检查
2.1 上部结构：检查发现个别梁体底板纵向开裂，裂缝漏水，有白色结晶物析出。
2.2 下部结构：下部结构采用桩柱式墩台，钻孔灌注桩基础，除保护层偏薄处钢筋外露、锈蚀外，工作状态基本正常。
2.3 支座：全桥支座均采用圆板式橡胶支座，个别支座存在局部脱空现象。
2.4 桥面：桥面铺装基本正常。
2.5 混凝土强度检测：抽检梁体、帽梁及墩柱的混凝土强度均满足设计要求。
3. 静载试验
试验加载采用分级加载的方式，共分4级加载，1级卸载。为保证测试数据的可靠性，每一加载工况进行2次。
3.1 横向分布试验（见图1）
图1由图可知，梁体的横向分布曲线较为圆滑，说明横向连接情况基本正常；对比实测曲线和理论曲线可知，实际梁体的横向连接情况比理论情况强。
3.2 截面应变分析（见表1）。
从表可见，实测值均小于理论计算值，应变校验系数为0.404~0.523，满足《公路桥梁承载能力检测评定规程》（征求意见稿）表5.10.2-1的规定（表中规定板梁桥的应变校验系数为0.30~0.70）。
3.3 抗裂性分析。
图2 部分抗裂应变测点实测应变与荷载效率的关系图
图3 振动单峰值与车速关系图 从图2可以看出，实测应变与荷载效率呈良好的线性关系，相关系数为0.9940~0.9999，表明梁体下缘在试验过程中未出现开裂，抗裂性满足要求。
3.4 刚度评定。根据实测挠度推算1#~7#、9#梁的挠跨比 fL分别为110500 、18446 、17529 、 16913 。
4. 动载试验
4.1 行车试验。振动响应单峰值在0.013～0.060mm间，响应值在正常范围内，从图3可见，由于行驶路径车辆状况的差异使桥梁振动幅值具有一定的离散性，但是其变化趋势还是相当一致的。
4.2 跳车试验。跳车试验引起的最大响应单峰值为0.946mm，发生在0.5L（2#测点）位置， 3给出了该位置跳车典型时域图。
图4 跳车试验典型时域波形
图5 边跨0.5L位置制动试验典型时域波形 4.3 制动试验。采用30吨重车分别在各测试截面位置进行了两次紧急制动试验，测量桥梁的纵向振动响应。纵向响应单峰值最大为0.034mm，在正常范围内，图5给出了该位置制动典型纵向响应时域波形。
4.4 脉动试验。自振频率（特别是基频）和振型是综合分析和评价桥梁结构刚度的重要指标。该桥的自振频率采用脉动法进行测试，实测该桥跨一阶频率为6.84Hz，频谱分析图见下图6。
图 6 0.5L测点自谱分析图4.5 冲击系数。《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）4.3.2条规定：桥梁冲击系数μ按下式计算：
当f＜1.5Hz时， μ=0.05
当1.5Hz≤f≤14Hz时，μ=0.1767lnf-0.0157
当f＞14Hz时， μ=0.455
实测基频为6.84Hz，则根据上述规范可知冲击系数μ=0.1767ln6.84-0.0157=0.324。
一般桥梁的振动特性反映桥梁的实际刚度及质量分布情况，日后桥梁若在使用过程中受到损伤，结构的振动特征将发生变化。利用这一特性，通过动态检测资料的对比可有效地判断桥梁状态的变化情况。
由上述试验结果表明：桥梁各项性能与同类桥梁相差不大，根据以往的测试经验分析各项性能指标均在正常范围内；建议在桥梁实际运营中应做好桥梁的养护维修，保证桥面平整度的完好，尽量避免跳车现象，频繁的跳车现象会影响结构的耐久性。
【摘 要】深圳市横坑水库桥第一批空心板梁在预制过程中发现顶板出现开裂，怀疑会对结构承载能力产生影响，本文结合板梁台座静载试验和成桥后动、静载试验结果，对该桥的静力和动力性能分别进行了探讨。
【关键词】结构承载力；动静载试验；动力性能
static/dynamic experimental investigation of highway bridge
Yin yan-ping,Gu xiang-yang,He chang-yuan
(Hu Nan technical college of railway high-speed Hengyang Hunan 421001)
【Abstract】The hollow plate beam of ShenZhen-heng-keng reservoir bridge were cracked. This would effect the carrying capacity of structure. The paper Combine the statical test and dynamic test results, investigate the static behavior and power performance of the bridge.
【Key words】Bearing Eapacity of Structure;Static/Dynamic;Experimental;Power Performance
1. 板梁台座静载试验
分别选取第一批梁体中顶板开裂较为严重的梁体、第二批梁体中随机选取的一片梁体进行台座静载试验。静载试验前，对顶板开裂较为严重的梁体进行了仔细的外观检测，梁体除顶板存在开裂外，外观质量良好。
通过台座静载试验实测数据进行分析，得试验梁体的抗裂性、截面应变和挠度均满足规范要求，证明试验梁体能够满足设计要求。
2. 成桥检查
2.1 上部结构：检查发现个别梁体底板纵向开裂，裂缝漏水，有白色结晶物析出。
2.2 下部结构：下部结构采用桩柱式墩台，钻孔灌注桩基础，除保护层偏薄处钢筋外露、锈蚀外，工作状态基本正常。
2.3 支座：全桥支座均采用圆板式橡胶支座，个别支座存在局部脱空现象。
2.4 桥面：桥面铺装基本正常。
2.5 混凝土强度检测：抽检梁体、帽梁及墩柱的混凝土强度均满足设计要求。
3. 静载试验
试验加载采用分级加载的方式，共分4级加载，1级卸载。为保证测试数据的可靠性，每一加载工况进行2次。
3.1 横向分布试验（见图1）
图1由图可知，梁体的横向分布曲线较为圆滑，说明横向连接情况基本正常；对比实测曲线和理论曲线可知，实际梁体的横向连接情况比理论情况强。
3.2 截面应变分析（见表1）。
从表可见，实测值均小于理论计算值，应变校验系数为0.404~0.523，满足《公路桥梁承载能力检测评定规程》（征求意见稿）表5.10.2-1的规定（表中规定板梁桥的应变校验系数为0.30~0.70）。
3.3 抗裂性分析。
图2 部分抗裂应变测点实测应变与荷载效率的关系图
图3 振动单峰值与车速关系图 从图2可以看出，实测应变与荷载效率呈良好的线性关系，相关系数为0.9940~0.9999，表明梁体下缘在试验过程中未出现开裂，抗裂性满足要求。
3.4 刚度评定。根据实测挠度推算1#~7#、9#梁的挠跨比 fL分别为110500 、18446 、17529 、 16913 。
4. 动载试验
4.1 行车试验。振动响应单峰值在0.013～0.060mm间，响应值在正常范围内，从图3可见，由于行驶路径车辆状况的差异使桥梁振动幅值具有一定的离散性，但是其变化趋势还是相当一致的。
4.2 跳车试验。跳车试验引起的最大响应单峰值为0.946mm，发生在0.5L（2#测点）位置， 3给出了该位置跳车典型时域图。
图4 跳车试验典型时域波形
图5 边跨0.5L位置制动试验典型时域波形 4.3 制动试验。采用30吨重车分别在各测试截面位置进行了两次紧急制动试验，测量桥梁的纵向振动响应。纵向响应单峰值最大为0.034mm，在正常范围内，图5给出了该位置制动典型纵向响应时域波形。
4.4 脉动试验。自振频率（特别是基频）和振型是综合分析和评价桥梁结构刚度的重要指标。该桥的自振频率采用脉动法进行测试，实测该桥跨一阶频率为6.84Hz，频谱分析图见下图6。
图 6 0.5L测点自谱分析图4.5 冲击系数。《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）4.3.2条规定：桥梁冲击系数μ按下式计算：
当f＜1.5Hz时， μ=0.05
当1.5Hz≤f≤14Hz时，μ=0.1767lnf-0.0157
当f＞14Hz时， μ=0.455
实测基频为6.84Hz，则根据上述规范可知冲击系数μ=0.1767ln6.84-0.0157=0.324。
一般桥梁的振动特性反映桥梁的实际刚度及质量分布情况，日后桥梁若在使用过程中受到损伤，结构的振动特征将发生变化。利用这一特性，通过动态检测资料的对比可有效地判断桥梁状态的变化情况。
由上述试验结果表明：桥梁各项性能与同类桥梁相差不大，根据以往的测试经验分析各项性能指标均在正常范围内；建议在桥梁实际运营中应做好桥梁的养护维修，保证桥面平整度的完好，尽量避免跳车现象，频繁的跳车现象会影响结构的耐久性。