30m預應力箱梁靜載試驗及分析

周金才

（中鐵四局西安分公司，陜西 西安 710000）

1 工程概況

橋梁全長62m，布置為16+30+16m共3跨。中跨橋梁寬度34.0m。汽車荷載為公路-Ⅰ級。預制箱梁梁采用C50混凝土橋臺采用C30混，，樁基采用C30混凝土。預應力鋼絞線符合GB/T5223-1995的規(guī)定，采用φj15.24（7φ5）高強低松弛鋼絞線，鋼絞線面積A=139mm2，標準強度Rb=1860Mpa。鋼筋應符合GB1499-1998、GB13013-1991的規(guī)定，直徑≥12mm者，采用HRB335鋼筋，直徑＜12mm者，采用R235鋼筋。

2 試驗方案

在靜載試驗前計算出最不利控制截面的內(nèi)力影響線，進行靜力加載計算，靜力計算結(jié)果與荷載試驗結(jié)果進行比較，來判定結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量、運營安全度。

試驗內(nèi)容包括梁體主要截面應力測試；梁體主要截面撓度測試；梁體裂縫觀測。

3 靜載試驗

3.1 計算模型

為了能夠真實反映預應力混凝土預制箱梁的空間受力狀態(tài)，應用MIDAS建立空間有限元模型，對其進行靜力計算。結(jié)構(gòu)離散后，試驗梁的結(jié)點、單元劃分如圖1所示。

圖1 試驗梁計算模型和節(jié)點、單元劃分

3.2 試驗荷載的確定

根據(jù)試驗相似理論和結(jié)構(gòu)檢測的目的，采用荷載（結(jié)構(gòu)控制內(nèi)力）等效的原則確定試驗荷載。通過分析計算作為橋跨結(jié)構(gòu)受力單元的板梁構(gòu)件在各種荷載因素作用下的截面內(nèi)力，按照內(nèi)力等效的原則，確定受檢試驗梁所需施加的等效試驗荷載量值。

加載采用堆載方式加載，試驗控制彎矩為：3225kN·m，集中荷載布置根據(jù)現(xiàn)場加載條件及加載重物的重量來進行調(diào)整，確保等效荷載彎矩達到設計要求。所需加載總重量為40t。試驗等效跨中最大彎矩為：3000kN·m。跨中截面靜力試驗荷載效率系數(shù)：3000/3225=0.93。

3.3 加載工況

圖2 加載方案圖（cm）

根據(jù)測試內(nèi)容及試驗荷載，并考慮橋梁建造時的施工順序，試驗梁采用分級加載方式，試驗荷載分為以下幾個工況進行：

a．工況一：P1＝0，數(shù)據(jù)采集；

b．工況二：P2＝25%的試驗荷載（10噸），持荷15分鐘，數(shù)據(jù)采集；

c．工況三：P3＝55%的試驗荷載（22噸），持荷15分鐘，數(shù)據(jù)采集；

d．工況四：P4＝87%的試驗荷載（35噸），持荷15分鐘，數(shù)據(jù)采集；

e．工況五：P5＝100%的試驗荷載，持荷15分鐘，數(shù)據(jù)采集；

4 試驗梁的結(jié)構(gòu)位移與結(jié)果分析

測點1、5設置在支座截面上，其作用是反映支座在各種工況下的沉降值。根據(jù)位移測試和理論計算結(jié)果可以得出以下結(jié)論：

（1）試驗梁的最大豎向位移出現(xiàn)在跨中截面，該梁最大位移值為16.15mm。

（2）該試驗梁的位移校驗系數(shù)基本上在0.7～1.0的范圍內(nèi)，最大值為0.98，處于正常的范圍之內(nèi)。

（3）試驗梁的整個試驗過程中，該試驗梁各個測點的豎向位移未發(fā)生異常變化。

（4）該試驗梁在試驗荷載作用下，荷載與位移基本成線性關系，說明結(jié)構(gòu)處于小變形（彈性變形）范圍內(nèi)。

（5）由以上靜位移分析結(jié)果可以看出：該簡支箱梁的靜力剛度滿足設計要求。

[1]JTGD62-2004.公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范[S].

[2]公路工程質(zhì)量檢驗評定標準（JTJ071—98）[S].

[3]王建華，孫勝江.橋涵工程試驗檢測技術[M].北京:人民交通出版社，2004.

[4]向中富.橋梁施工控制技術[M].北京：人民交通出版社，2001.

[5]趙順波.混凝土結(jié)構(gòu)設計原理[M].上海:同濟大學出版社，2004.