異性橋梁靜載試驗結果及分析

張萬振，馬君良

(石家莊市公路橋梁建設集團)

異性橋梁靜載試驗結果及分析

張萬振，馬君良

(石家莊市公路橋梁建設集團)

摘 要:對異性橋梁靜載試驗結果進行了分析。

關鍵詞:異性橋梁;靜載試驗;結果;分析

1 試驗荷載及測點布置

1.1 測試截面

選定第一跨7.443 m處(A-A截面)、第二跨9.453 m處(B-B截面)和支點左截面(C-C截面)作為測試截面，如圖1所示。

圖1 測試截面圖

1.2 測點布置

測點布置如圖2、圖3所示，圖中只取梁的一半布置圖，其余測點均按對稱布置，應變測點從N1-N11，撓度測點從N1-N7，B-B截面測點布置同A-A截面。

1.3 加載車輛

根據跨中截面的受力最不利布置，我們選用試驗用車為6臺解放車，模擬汽-20掛-100加載，車輪橫向輪距為1.80 m，車輛荷載詳細軸重、軸距如圖4所示。

1.4 試驗工況及加載位置

為驗證跨中截面的最大正彎矩效應、最大撓度效應，支點截面的最大負彎矩效應，進行六種工況加載。

工況1:第一跨跨中(A-A)截面正彎矩偏心加載。工況2:第二跨跨中(B-B)截面正彎矩偏心加載。工況3:主梁支點(C-C)截面負彎矩偏心加載。加載布置圖如圖圖3～圖7所示。

圖2 車輛軸重示意圖

圖3 A-A截面車輛縱向加載布置圖

圖4 B-B截面車輛縱向加載布置圖

圖5 C-C截面車輛縱向加載布置圖

圖6 車輛橫向加載布置圖(工況1，3)

圖7 車輛橫向加載布置圖(工況2)

2 荷載試驗結果及分析

2.1 試驗荷載效率

試驗荷載效率見表1。

表1 加載試驗計算值及荷載效率

2.2 撓度測量及校驗系數

各靜力加載工況下的主梁撓度及其與試驗計算值的比較見表2、表3。

表2 第1跨跨跨中偏載作用下測點撓度值 mm

表3 第2跨跨跨中偏載作用下測點撓度值 mm

試驗結果分析:校驗系數η系指橋梁結構某測點(截面)實測值與計算值之比，是評定結構工作狀況，確定橋梁承載力的一個重要指標，一般要求η值不大于1，η值越小，說明結構的安全儲備越大，η值過大或過小，都應從多方面分析原因，如η值過大可能說明結構的材料強度較低，結構各部分聯結性較差，剛度較低等。η值過小說明材料的強度及彈性模量較高。

從表2～表3可以看出，第1跨跨中加載撓度校驗系數最大值0.729，在預應力混凝土橋校驗系數常見之0.60～1.00內，但缺少一定的安全儲備;第2跨跨中加載撓度校驗系數最大值0.792，在預應力混凝土橋校驗系數常見之0.60～1.00內;說明該橋結構剛度可滿足汽-20、掛-100級荷載使用要求，但安全儲備較小。

2.3 應變測量及校驗系數

應力測試的目的是通過測試梁體在試驗荷載作用下應力增量的大小，直接了解結構的實際工作狀態。

橋主梁為預應力混凝土箱梁，通過實測應變及混凝土的彈性模量推算混凝土應力。應變測試采用長沙金碼公司生產的振弦式應變傳感器(部分可以測溫度)及JMZX-ZOOX振弦式應變傳感器采集系統。該系統的優點是:可預先埋置在混凝土當中，測試方便且靈敏度高，測試精度可達到1協e。目前國內外混凝土應力測試一般通過應變測量換算應力值，即

式中:σ為荷載作用下混凝土的應力;E為混凝土彈性模量;ε應力為荷載作用下混凝土應變。

實際測出的混凝土應變則是包含其它變形影響的總應變 ε，即

式中:ε應力為應力應變;ε溫度為溫度變化引起的混凝土應變。

為消除混凝土溫度應變，在各試驗工況中，同時測得混凝土應變ε應力和溫度應變ε溫度，按式(2)即可得到應力應變，由于實際的車輛加載時間很短，因此可忽略溫度變化對混凝土的影響，因此ε溫度，實測的混凝土應變ε=ε應力。

跨中偏載作用下主要測點混凝土應變值見表4。

應力試驗結果分析:試驗結果分析:校驗系數η系指橋梁結構某測點(截面)實測值與計算值之比，是評定結構工作狀況，確定橋梁承載力的一個重要指標，一般要求η值不大于1，η值越小，說明結構的安全儲備越大，η值過大或過小，都應從多方面分析原因，如η值過大可能說明結構的材料強度較低，結構各部分聯結性較差，剛度較低等。η值過小說明材料的強度及彈性模量較高。

可以得出，在第1跨跨中偏載作用下，最大縱向應變校驗系數為0.774，在預應力混凝土橋校驗系數常見之0.50～0.90內，最大橫向應變校驗系數為0.769，在預應力混凝土橋校驗系數常見之0.50～0.90內，安全儲備較小。

表4 第1跨跨中偏載作用下主要測點混凝土應變值 με

從表4可以得出，在第2跨跨中偏載作用下，最大縱向應變校驗系數為0.778，在預應力混凝土橋校驗系數常見之0.50～0.90內，最大橫向應變校驗系數為0.714，在預應力混凝土橋校驗系數常見之0.50～0.90內，安全儲備較小。

以上數據表明，該橋目前強度可滿足汽-20級、掛-100級荷載使用要求，安全儲備較小。

中圖分類號:U442

C

1008-3383(2011)06-0141-02

收稿日期:2010-12-07