王瑞金
(南京南大工程检测有限公司，江苏 南京 210008)
1 桥梁概况
某河钢便栈桥设计全长72 m，标准跨径4×15 m，调节跨径1×12 m，设计全宽20.5 m，分左右两幅，单幅宽10 m，两幅净间距0.5 m，左右两幅结构相同。栈桥桥面分人行道和行车道两区域，两侧人行道各宽2 m，行车道各宽8 m，双向四车道，设计荷载公路—Ⅰ级。钢栈桥横断面布置14排贝雷片，基础采用钢管桩基础。
2 贝雷桥静载试验
2.1 静载试验检测内容
静载试验检测项目为关键截面的应力和竖向位移。选择左幅边跨跨中截面1—1,2—2(见图1)，右幅中跨跨中截面3—3(见图2)，为本桥受力控制截面，在各控制截面贝雷梁下加强弦杆底部，采用粘贴应变计的方法观测弦杆的应变，通过车辆加载观测应变计的变化，从而找出应力应变关系。
2.2 试验荷载及加载试验效率
本桥结构理论计算采用MIDAS/Civil 2017，下弦杆、分配梁采用梁单元进行模拟，腹杆采用桁架单元进行模拟，计算图式如图3所示。
桥梁设计荷载为公路—Ⅰ级，荷载试验中采用等效荷载进行加载，试验中加载车辆选用40 t大型载重汽车，其中单辆车总重400 kN(前轴重80 kN，中后轴重320 kN，前中轴距350 cm，中后轴距135 cm)。加载车辆示意图如图4所示。
加载试验效率按规范要求验收控制在0.85～1.05。本试验选择4台车辆，并选出对该桥内力影响较大的3个控制截面(1—1,2—2,3—3)位置进行加载，各加载截面的加载控制值及试验效率见表1。
表1 加载截面的加载控制值及试验效率表
2.3 内力影响线及加载位置
根据MIDAS/Civil 2017计算软件得到的结构相应截面的内力影响线进行加载，影响线表示结构中由沿结构跨度移动的单位载荷引起的内力、位移或反力等的数值(称影响值)随单位载荷作用位置变化的曲线，可用于确定结构上移动载荷的最不利位置。模拟车辆组合荷载作用于影响线上最不利位置或附近，并进行内力试算，找到桥梁所产生的内力与设计荷载相匹配时车辆的位置。本次试验采用4台总重400 kN车辆进行加载，共选择三个工况。
1)工况一：左幅第4跨跨中最大内力工况(1—1截面)。
图5所示为左幅第4跨跨中最大内力工况的影响线。相应车辆的加载位置为：2台车并排，车头均位于3号桥墩处；另2台车并排，车头均朝向4号桥台，并与前2台车尾部相靠，2排车辆后轴最近距离为3 500 mm(加载位置如图6所示)。
2)工况二：左幅第3跨跨中最大内力工况(2—2截面)。
图7所示为左幅第3跨跨中最大内力工况的影响线。相应车辆的加载位置为：2台车并排，车头均位于2号桥墩处；另2台车并排，车头均朝向3号桥墩，并与前2台车尾部相靠，2排车辆后轴最近距离为3 500 mm(加载位置如图8所示)。
3)工况三：右幅第2跨跨中最大内力工况(3—3截面)。
图9所示为右幅第2跨跨中最大内力工况的影响线。相应车辆的加载位置为：2台车并排，车头均位于2号桥墩处，另2台车并排，车头均朝向1号桥墩，并与前2台车尾部相靠，2排车辆后轴最近距离为3 500 mm(加载位置如图10所示)。
3 荷载试验结果
通过对各荷载工况作用下相应截面的实验荷载应变、位移实测值与理论荷载应变、位移值进行整理比较，可以看出：应变校验系数最大值1.00，最小值0.14，均不大于1.0，相对残余应变小于20%，竖向位移校验系数最大值1.18，最小值0.72，部分构件挠度校验系数大于1.0。
根据实测应变与理论计算应变比较的校验系数值，可以看出结构抗力安全储备较大，桥梁处于弹性工作状态；通过竖向位移与理论计算比较的校验系数值，可以看出贝雷梁与加强弦杆间协同受力性能不够。
4 试验结论
贝雷桥是由一片片贝雷梁通过横向支撑及桥面加强弦杆连为一个整体，杆件之间为销接，理论计算按铰接构造，传力过程清晰，实际工程中由于加强弦杆刚度不足造成结构整体性差，会使力的扩散出现延迟，主受力点处先变形后力向远处传递，造成该类桥实际受力与计算受力之间存在偏差，出现校验系数大于1的情况。仅按理论判断有时会造成实际中的不安全，因此对该类桥，须加强对贝雷梁间连接构件的刚度，同时加强弦杆间协同受力性能，在设计和使用中也要留用安全储备。通过试验研究提醒使用者重视在运营过程中的养护，对于连接松弛等情况及时进行纠正，也为桥梁设计及维护提供一定的借鉴。
