高架橋荷載試驗及承載力分析

摘要：文中介紹了橋梁荷載試驗方法及內(nèi)容，荷載試驗結(jié)果表明高架橋試驗橋跨控制截面梁底撓度和應(yīng)力的校驗系數(shù)均不滿足《試驗方法》及《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》（JTG/T J21-2011）規(guī)范要求，說明高架橋試驗跨上部構(gòu)造實際工作狀況要差于理論狀況，靜載受力性能不能滿足設(shè)計荷載（汽-20）下的橋梁正常使用極限承載力的使用要求。

關(guān)鍵詞：高架橋；荷載試驗；承載力

1工程概況

某高架橋的橋梁跨徑布置：26m+20m+20m+12.81m，全長78.81m，；橋面布置：6.2m=0.3m（欄桿）+5.6m（機動車道）+0.3m（欄桿）。橋梁設(shè)計荷載：汽-20，橋面按單車道設(shè)計。該橋上部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土變截面連續(xù)板結(jié)構(gòu)，主梁結(jié)構(gòu)采用30號混凝土。

2荷載試驗

2.1試驗跨段的選擇

根據(jù)結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)和受力性能，試驗跨段為第1跨（邊跨）及第2跨（次邊跨）。

2.2 靜載試驗內(nèi)容

1） 第1跨最大正彎控制截面處主梁梁底的混凝土應(yīng)變；

2） 第1跨最大正彎控制截面處主梁的撓度；

3） 第2跨跨中最大正彎控制截面處主梁梁底的混凝土應(yīng)變；

4） 第2跨跨中最大正彎控制截面處主梁的撓度；

5） 1#墩墩頂最大負彎控制截面主梁梁底的混凝土應(yīng)變；

6） 第1跨及第2跨主梁支座的沉降及變形；

7） 對試驗橋跨控制截面進行詳細外觀觀測。

2.3靜載試驗加載

靜載試驗采用1輛重約380kN的三軸重車為加載車。本次試驗根據(jù)橋梁的結(jié)構(gòu)形式，規(guī)劃以下6個工況[1]：

工況1：第1跨控制截面主梁最大正彎矩偏載工況；

工況2：第1跨控制截面主梁最大正彎矩對稱工況；

工況3：第2跨跨中控制截面主梁最大正彎矩偏載工況；

工況4：第2跨跨中控制截面主梁最大正彎矩對稱工況；

工況5：1#墩墩頂截面主梁最大負彎偏載工況；

工況6：1#墩墩頂截面主梁最大負彎對稱工況。

2.4荷載試驗計算

試驗時根據(jù)橋梁控制截面的設(shè)計最大內(nèi)力值，采用等效荷載的原則，計算出試驗等代荷載[2]。

2.5荷載試驗數(shù)據(jù)與評定

本次荷載試驗結(jié)果依據(jù)《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》第3.19條款要求和《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》（JTG/T J21-2011）等有關(guān)規(guī)范進行評定。試驗橋跨結(jié)構(gòu)實測最大撓度及應(yīng)力值、理論撓度及應(yīng)力值、校驗系數(shù)、實測殘余撓度值與實測總撓度的比值見表1～2。

表1 試驗橋跨在試驗荷載作用下梁底最大撓度評定表

試驗工況

評定項目

工況1

工況2

工況3

工況4

測點號

1#

2#

1#

2#

實測值Stat（mm）

3.25

2.66

1.06

0.88

理論值Scal（mm）

2.94

2.45

1.31

1.09

校驗系數(shù)η

1.11

1.09

0.81

0.81

殘余撓度Sp（mm）

0.36

0.15

0.04

0.05

Sp/Stat

0.111

0.056

0.038

0.057

表2 試驗橋跨在試驗荷載作用下各梁最大應(yīng)力值評定表

試驗工況

評定項目

工況1

工況2

工況3

工況4

工況5

工況6

測點號

1#

2#

1#

2#

1#

2#

實測值Stat（MPa）

18.02

10.80

9.62

8.10

-0.40

-0.36

理論值Scal（MPa）

16.90

14.10

12.08

10.07

-0.52

-0.44

校驗系數(shù)η

1.07

0.77

0.80

0.80

0.77

0.82

通過數(shù)據(jù)分析與評定，可以得出如下結(jié)論：在試驗荷載作用下，高架橋試驗橋跨控制截面梁底撓度和應(yīng)力的校驗系數(shù)均不滿足《試驗方法》及《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》（JTG/T J21-2011）規(guī)范要求[3]，說明高架橋試驗跨上部構(gòu)造實際工作狀況要差于理論狀況，靜載受力性能不能滿足設(shè)計荷載（汽-20）下的橋梁正常使用極限狀態(tài)。

3結(jié)論

荷載試驗結(jié)果表明：在試驗荷載作用下，高架橋試驗橋跨控制截面梁底撓度和應(yīng)力的校驗系數(shù)均不滿足《試驗方法》及《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》（JTG/T J21-2011）規(guī)范要求，說明高架橋試驗跨上部構(gòu)造實際工作狀況要差于理論狀況，靜載受力性能不能滿足設(shè)計荷載（汽-20）下的橋梁正常使用極限狀態(tài)。

參考文獻

[1]胡強，劉建磊，袁磊. 高贊大橋靜動載試驗研究[J]. 鐵道建筑，2008（12）：18-21.

[2]交通部.公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D60-2004）.人民交通出版社，2004年.

[3]交通部公路科學(xué)研究所等.大跨徑混凝土橋梁的試驗方法[Z]，1982.

作者簡介：程功，男，碩士，工程師，主要從事橋梁與隧道施工和試驗檢測。