連續(xù)箱梁橋靜荷載試驗研究

張理

摘 要：以工程實踐為例，介紹連續(xù)箱梁橋靜荷載試驗加載、撓度、應(yīng)變測試，及承載能力分析。

關(guān)鍵詞：連續(xù)箱梁橋；靜載試驗；撓度；應(yīng)變

1.橋梁概況

某連續(xù)梁橋，橋面全寬度為15.5米，布置為：0.5m防撞護(hù)欄+14.5m行車道+0.5m防撞護(hù)欄。設(shè)計荷載：1.3倍公路-Ι級。

上部結(jié)構(gòu)為變高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋，分左右兩幅，沿橋梁中心線對稱布置；橋梁跨徑組合為87m +130m +87m，單幅橋長304m，單幅橋?qū)?5.5m，雙向6車道，頂面設(shè)2%單向橫坡。主梁采用單箱單室直腹板箱型截面，中支點(diǎn)梁高7.8m，邊支點(diǎn)處梁高3.2m。頂板寬15.5m，兩懸臂各長3.75m，底板寬8m，懸臂板端部厚20cm，根部厚65cm。頂板除支點(diǎn)處加厚外全跨等厚30cm，底板除支點(diǎn)加厚外其余截面厚30～96.5cm，梁底和底板頂曲線均采用1.6次拋物線，梁底曲線方程為：y=-0.0062363593X1.6，底板頂曲線方程為y=-0.005286396374X1.6，腹板厚60～80cm。主箱梁預(yù)應(yīng)力采用縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力體系。主梁采用C50混凝土，按照懸臂現(xiàn)澆法施工。下部采用矩形墩身，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。本橋采用節(jié)段懸臂施工法施工。先由0#段對稱向兩側(cè)懸臂施工，形成單“T”，先合攏邊跨，再合攏中跨，完成梁部施工。主梁最大懸臂施工長度64m，分成18個懸臂段，邊跨直線段長22.85m，在邊墩旁架設(shè)支架現(xiàn)澆施工。

2.試驗的內(nèi)容

為了滿足鑒定橋梁承載力的要求，試驗荷載的工況選擇要反映橋梁結(jié)構(gòu)的最不利受力狀態(tài)，采用結(jié)構(gòu)的內(nèi)力包絡(luò)圖來確定。采用橋梁計算軟件計算并進(jìn)行分析，根據(jù)包絡(luò)圖和該橋的受力特點(diǎn)確定測試截面。測試位置示意圖如圖2.1所示。

主要包括以下幾個方面的檢測內(nèi)容：

（1）試驗荷載作用下，A截面的應(yīng)力測試；

（2）試驗荷載作用下，B截面的應(yīng)力測試；

（3）試驗荷載作用下，C截面的應(yīng)力測試；

（4）試驗荷載作用下，A、C、D截面的撓度測試；

（5）試驗荷載作用下，橋梁測試跨的裂縫發(fā)展情況及裂縫寬度觀測。

3.測點(diǎn)布置及測試方法

根據(jù)試驗?zāi)康暮驮囼瀮?nèi)容的要求進(jìn)行加載與測點(diǎn)布置，在A截面布置9個應(yīng)變計；B截面布置18個應(yīng)變計；C截面布置9個應(yīng)變計。全橋共布置應(yīng)變計36個。

4.試驗工況和加載方法

選取汽車作為試驗荷載。該橋加載的控制荷載等級依照公路-I級的1.3的效應(yīng)確定。本次試驗采用等效荷載的原則布載，試驗采用總重40噸載重汽車共18輛。

與測試內(nèi)容對應(yīng)，本次靜力荷載試驗共分為6種試驗工況，為保證試驗過程中橋梁的安全，且在規(guī)定時間內(nèi)完成試驗內(nèi)容，每個工況擬分為3級加載，控制梁體的變形。每種工況下均采用3列車隊加載。使用橋梁計算軟件作出各測試截面的彎矩和撓度影響線圖，根據(jù)影響線可確定各工況中汽車荷載的位置如下：

工況1：A截面Mmax橫橋向正載；工況2：A截面Mmax橫橋向偏載；工況3：B截面Mmin橫橋向正載；工況4：B截面Mmin橫橋向偏載；工況5：C截面Mmax橫橋向正載；工況6：C截面Mmax橫橋向偏載；上述各工況中試驗荷載對測試截面產(chǎn)生的荷載效應(yīng)和標(biāo)準(zhǔn)活荷載效應(yīng)的最大值匯總?cè)绫?4.1所示：

由表4.1可見，試驗跨各測試截面在試驗荷載下的彎矩效應(yīng)值均達(dá)到了設(shè)計荷載效應(yīng)的85%以上，這就保證了試驗的有效性。

5.試驗結(jié)果

5.1位移測試結(jié)果

5.2應(yīng)力測試結(jié)果

由圖5.4可以看出，在荷載作用下，A截面實測應(yīng)力均小于理論值，實測中性軸位置和理論值基本相符。

由圖5.5可以看出，在荷載作用下，C截面實測應(yīng)力均小于理論值，實測中性軸位置和理論值基本相符。

5.3應(yīng)變花測試結(jié)果

由表5.1可以看出，在工況三、工況四作用下，B截面腹板中性軸處剪應(yīng)力較小，最大為0.26MPa，主拉應(yīng)力較小，最大為0.13MPa。

6.裂縫觀察

在試驗開始前后及試驗加載過程中，對試驗橋梁的主梁進(jìn)行了裂縫檢查。未發(fā)現(xiàn)有因加載而產(chǎn)生的裂縫。說明在試驗荷載作用下，橋梁結(jié)構(gòu)在彈性范圍工作，試驗荷載對橋梁是安全的。

7.分析和結(jié)論

該橋測試跨荷載試驗的結(jié)果及分析表明：

7.1本橋荷載試驗的效率在0.8～1.05之間，其試驗結(jié)果能夠反映結(jié)構(gòu)現(xiàn)有的技術(shù)狀態(tài)。這就保證了試驗的有效性。

7.2在各試驗工況作用下，各測試截面位置未發(fā)現(xiàn)有因加載而產(chǎn)生的裂縫。說明在試驗荷載作用下，橋梁結(jié)構(gòu)在彈性范圍內(nèi)工作，試驗荷載對橋梁是安全的。

7.3在試驗荷載作用下，各控制截面橫向撓度測點(diǎn)和橋面縱向撓度的實測撓度值均小于相應(yīng)的理論計算值，撓度校驗系數(shù)介于0.52～0.87之間，相對殘余均小于規(guī)定限值20%，試驗橋跨剛度滿足設(shè)計活載要求。

7.4在試驗荷載作用下，各測試截面主要測點(diǎn)的實測應(yīng)變值均小于相應(yīng)的理論計算值，應(yīng)變校驗系數(shù)介于0.37～0.87之間，相對殘余均小于規(guī)定限值20%，試驗橋跨強(qiáng)度滿足設(shè)計活載要求。

綜上所述，該橋的靜載試驗結(jié)論如下：該連續(xù)梁橋承載能力滿足設(shè)計要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn).JTG-B01-2003.

[2] 公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范.JTGD60-2004.交通部發(fā)布.

[3] 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范.JTGD62-2004.交通部發(fā)布.

[4] 公路橋梁承載能力檢測評定技術(shù)規(guī)程.JTG/T J21-2011.

摘 要：以工程實踐為例，介紹連續(xù)箱梁橋靜荷載試驗加載、撓度、應(yīng)變測試，及承載能力分析。

關(guān)鍵詞：連續(xù)箱梁橋；靜載試驗；撓度；應(yīng)變

1.橋梁概況

某連續(xù)梁橋，橋面全寬度為15.5米，布置為：0.5m防撞護(hù)欄+14.5m行車道+0.5m防撞護(hù)欄。設(shè)計荷載：1.3倍公路-Ι級。

上部結(jié)構(gòu)為變高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋，分左右兩幅，沿橋梁中心線對稱布置；橋梁跨徑組合為87m +130m +87m，單幅橋長304m，單幅橋?qū)?5.5m，雙向6車道，頂面設(shè)2%單向橫坡。主梁采用單箱單室直腹板箱型截面，中支點(diǎn)梁高7.8m，邊支點(diǎn)處梁高3.2m。頂板寬15.5m，兩懸臂各長3.75m，底板寬8m，懸臂板端部厚20cm，根部厚65cm。頂板除支點(diǎn)處加厚外全跨等厚30cm，底板除支點(diǎn)加厚外其余截面厚30～96.5cm，梁底和底板頂曲線均采用1.6次拋物線，梁底曲線方程為：y=-0.0062363593X1.6，底板頂曲線方程為y=-0.005286396374X1.6，腹板厚60～80cm。主箱梁預(yù)應(yīng)力采用縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力體系。主梁采用C50混凝土，按照懸臂現(xiàn)澆法施工。下部采用矩形墩身，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。本橋采用節(jié)段懸臂施工法施工。先由0#段對稱向兩側(cè)懸臂施工，形成單“T”，先合攏邊跨，再合攏中跨，完成梁部施工。主梁最大懸臂施工長度64m，分成18個懸臂段，邊跨直線段長22.85m，在邊墩旁架設(shè)支架現(xiàn)澆施工。

2.試驗的內(nèi)容

為了滿足鑒定橋梁承載力的要求，試驗荷載的工況選擇要反映橋梁結(jié)構(gòu)的最不利受力狀態(tài)，采用結(jié)構(gòu)的內(nèi)力包絡(luò)圖來確定。采用橋梁計算軟件計算并進(jìn)行分析，根據(jù)包絡(luò)圖和該橋的受力特點(diǎn)確定測試截面。測試位置示意圖如圖2.1所示。

主要包括以下幾個方面的檢測內(nèi)容：

（1）試驗荷載作用下，A截面的應(yīng)力測試；

（2）試驗荷載作用下，B截面的應(yīng)力測試；

（3）試驗荷載作用下，C截面的應(yīng)力測試；

（4）試驗荷載作用下，A、C、D截面的撓度測試；

（5）試驗荷載作用下，橋梁測試跨的裂縫發(fā)展情況及裂縫寬度觀測。

3.測點(diǎn)布置及測試方法

根據(jù)試驗?zāi)康暮驮囼瀮?nèi)容的要求進(jìn)行加載與測點(diǎn)布置，在A截面布置9個應(yīng)變計；B截面布置18個應(yīng)變計；C截面布置9個應(yīng)變計。全橋共布置應(yīng)變計36個。

4.試驗工況和加載方法

選取汽車作為試驗荷載。該橋加載的控制荷載等級依照公路-I級的1.3的效應(yīng)確定。本次試驗采用等效荷載的原則布載，試驗采用總重40噸載重汽車共18輛。

與測試內(nèi)容對應(yīng)，本次靜力荷載試驗共分為6種試驗工況，為保證試驗過程中橋梁的安全，且在規(guī)定時間內(nèi)完成試驗內(nèi)容，每個工況擬分為3級加載，控制梁體的變形。每種工況下均采用3列車隊加載。使用橋梁計算軟件作出各測試截面的彎矩和撓度影響線圖，根據(jù)影響線可確定各工況中汽車荷載的位置如下：

工況1：A截面Mmax橫橋向正載；工況2：A截面Mmax橫橋向偏載；工況3：B截面Mmin橫橋向正載；工況4：B截面Mmin橫橋向偏載；工況5：C截面Mmax橫橋向正載；工況6：C截面Mmax橫橋向偏載；上述各工況中試驗荷載對測試截面產(chǎn)生的荷載效應(yīng)和標(biāo)準(zhǔn)活荷載效應(yīng)的最大值匯總?cè)绫?4.1所示：

由表4.1可見，試驗跨各測試截面在試驗荷載下的彎矩效應(yīng)值均達(dá)到了設(shè)計荷載效應(yīng)的85%以上，這就保證了試驗的有效性。

5.試驗結(jié)果

5.1位移測試結(jié)果

5.2應(yīng)力測試結(jié)果

由圖5.4可以看出，在荷載作用下，A截面實測應(yīng)力均小于理論值，實測中性軸位置和理論值基本相符。

由圖5.5可以看出，在荷載作用下，C截面實測應(yīng)力均小于理論值，實測中性軸位置和理論值基本相符。

5.3應(yīng)變花測試結(jié)果

由表5.1可以看出，在工況三、工況四作用下，B截面腹板中性軸處剪應(yīng)力較小，最大為0.26MPa，主拉應(yīng)力較小，最大為0.13MPa。

6.裂縫觀察

在試驗開始前后及試驗加載過程中，對試驗橋梁的主梁進(jìn)行了裂縫檢查。未發(fā)現(xiàn)有因加載而產(chǎn)生的裂縫。說明在試驗荷載作用下，橋梁結(jié)構(gòu)在彈性范圍工作，試驗荷載對橋梁是安全的。

7.分析和結(jié)論

該橋測試跨荷載試驗的結(jié)果及分析表明：

7.1本橋荷載試驗的效率在0.8～1.05之間，其試驗結(jié)果能夠反映結(jié)構(gòu)現(xiàn)有的技術(shù)狀態(tài)。這就保證了試驗的有效性。

7.2在各試驗工況作用下，各測試截面位置未發(fā)現(xiàn)有因加載而產(chǎn)生的裂縫。說明在試驗荷載作用下，橋梁結(jié)構(gòu)在彈性范圍內(nèi)工作，試驗荷載對橋梁是安全的。

7.3在試驗荷載作用下，各控制截面橫向撓度測點(diǎn)和橋面縱向撓度的實測撓度值均小于相應(yīng)的理論計算值，撓度校驗系數(shù)介于0.52～0.87之間，相對殘余均小于規(guī)定限值20%，試驗橋跨剛度滿足設(shè)計活載要求。

7.4在試驗荷載作用下，各測試截面主要測點(diǎn)的實測應(yīng)變值均小于相應(yīng)的理論計算值，應(yīng)變校驗系數(shù)介于0.37～0.87之間，相對殘余均小于規(guī)定限值20%，試驗橋跨強(qiáng)度滿足設(shè)計活載要求。

綜上所述，該橋的靜載試驗結(jié)論如下：該連續(xù)梁橋承載能力滿足設(shè)計要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn).JTG-B01-2003.

[2] 公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范.JTGD60-2004.交通部發(fā)布.

[3] 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范.JTGD62-2004.交通部發(fā)布.

[4] 公路橋梁承載能力檢測評定技術(shù)規(guī)程.JTG/T J21-2011.

摘 要：以工程實踐為例，介紹連續(xù)箱梁橋靜荷載試驗加載、撓度、應(yīng)變測試，及承載能力分析。

關(guān)鍵詞：連續(xù)箱梁橋；靜載試驗；撓度；應(yīng)變

1.橋梁概況

某連續(xù)梁橋，橋面全寬度為15.5米，布置為：0.5m防撞護(hù)欄+14.5m行車道+0.5m防撞護(hù)欄。設(shè)計荷載：1.3倍公路-Ι級。

上部結(jié)構(gòu)為變高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋，分左右兩幅，沿橋梁中心線對稱布置；橋梁跨徑組合為87m +130m +87m，單幅橋長304m，單幅橋?qū)?5.5m，雙向6車道，頂面設(shè)2%單向橫坡。主梁采用單箱單室直腹板箱型截面，中支點(diǎn)梁高7.8m，邊支點(diǎn)處梁高3.2m。頂板寬15.5m，兩懸臂各長3.75m，底板寬8m，懸臂板端部厚20cm，根部厚65cm。頂板除支點(diǎn)處加厚外全跨等厚30cm，底板除支點(diǎn)加厚外其余截面厚30～96.5cm，梁底和底板頂曲線均采用1.6次拋物線，梁底曲線方程為：y=-0.0062363593X1.6，底板頂曲線方程為y=-0.005286396374X1.6，腹板厚60～80cm。主箱梁預(yù)應(yīng)力采用縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力體系。主梁采用C50混凝土，按照懸臂現(xiàn)澆法施工。下部采用矩形墩身，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。本橋采用節(jié)段懸臂施工法施工。先由0#段對稱向兩側(cè)懸臂施工，形成單“T”，先合攏邊跨，再合攏中跨，完成梁部施工。主梁最大懸臂施工長度64m，分成18個懸臂段，邊跨直線段長22.85m，在邊墩旁架設(shè)支架現(xiàn)澆施工。

2.試驗的內(nèi)容

為了滿足鑒定橋梁承載力的要求，試驗荷載的工況選擇要反映橋梁結(jié)構(gòu)的最不利受力狀態(tài)，采用結(jié)構(gòu)的內(nèi)力包絡(luò)圖來確定。采用橋梁計算軟件計算并進(jìn)行分析，根據(jù)包絡(luò)圖和該橋的受力特點(diǎn)確定測試截面。測試位置示意圖如圖2.1所示。

主要包括以下幾個方面的檢測內(nèi)容：

（1）試驗荷載作用下，A截面的應(yīng)力測試；

（2）試驗荷載作用下，B截面的應(yīng)力測試；

（3）試驗荷載作用下，C截面的應(yīng)力測試；

（4）試驗荷載作用下，A、C、D截面的撓度測試；

（5）試驗荷載作用下，橋梁測試跨的裂縫發(fā)展情況及裂縫寬度觀測。

3.測點(diǎn)布置及測試方法

根據(jù)試驗?zāi)康暮驮囼瀮?nèi)容的要求進(jìn)行加載與測點(diǎn)布置，在A截面布置9個應(yīng)變計；B截面布置18個應(yīng)變計；C截面布置9個應(yīng)變計。全橋共布置應(yīng)變計36個。

4.試驗工況和加載方法

選取汽車作為試驗荷載。該橋加載的控制荷載等級依照公路-I級的1.3的效應(yīng)確定。本次試驗采用等效荷載的原則布載，試驗采用總重40噸載重汽車共18輛。

與測試內(nèi)容對應(yīng)，本次靜力荷載試驗共分為6種試驗工況，為保證試驗過程中橋梁的安全，且在規(guī)定時間內(nèi)完成試驗內(nèi)容，每個工況擬分為3級加載，控制梁體的變形。每種工況下均采用3列車隊加載。使用橋梁計算軟件作出各測試截面的彎矩和撓度影響線圖，根據(jù)影響線可確定各工況中汽車荷載的位置如下：

工況1：A截面Mmax橫橋向正載；工況2：A截面Mmax橫橋向偏載；工況3：B截面Mmin橫橋向正載；工況4：B截面Mmin橫橋向偏載；工況5：C截面Mmax橫橋向正載；工況6：C截面Mmax橫橋向偏載；上述各工況中試驗荷載對測試截面產(chǎn)生的荷載效應(yīng)和標(biāo)準(zhǔn)活荷載效應(yīng)的最大值匯總?cè)绫?4.1所示：

由表4.1可見，試驗跨各測試截面在試驗荷載下的彎矩效應(yīng)值均達(dá)到了設(shè)計荷載效應(yīng)的85%以上，這就保證了試驗的有效性。

5.試驗結(jié)果

5.1位移測試結(jié)果

5.2應(yīng)力測試結(jié)果

由圖5.4可以看出，在荷載作用下，A截面實測應(yīng)力均小于理論值，實測中性軸位置和理論值基本相符。

由圖5.5可以看出，在荷載作用下，C截面實測應(yīng)力均小于理論值，實測中性軸位置和理論值基本相符。

5.3應(yīng)變花測試結(jié)果

由表5.1可以看出，在工況三、工況四作用下，B截面腹板中性軸處剪應(yīng)力較小，最大為0.26MPa，主拉應(yīng)力較小，最大為0.13MPa。

6.裂縫觀察

在試驗開始前后及試驗加載過程中，對試驗橋梁的主梁進(jìn)行了裂縫檢查。未發(fā)現(xiàn)有因加載而產(chǎn)生的裂縫。說明在試驗荷載作用下，橋梁結(jié)構(gòu)在彈性范圍工作，試驗荷載對橋梁是安全的。

7.分析和結(jié)論

該橋測試跨荷載試驗的結(jié)果及分析表明：

7.1本橋荷載試驗的效率在0.8～1.05之間，其試驗結(jié)果能夠反映結(jié)構(gòu)現(xiàn)有的技術(shù)狀態(tài)。這就保證了試驗的有效性。

7.2在各試驗工況作用下，各測試截面位置未發(fā)現(xiàn)有因加載而產(chǎn)生的裂縫。說明在試驗荷載作用下，橋梁結(jié)構(gòu)在彈性范圍內(nèi)工作，試驗荷載對橋梁是安全的。

7.3在試驗荷載作用下，各控制截面橫向撓度測點(diǎn)和橋面縱向撓度的實測撓度值均小于相應(yīng)的理論計算值，撓度校驗系數(shù)介于0.52～0.87之間，相對殘余均小于規(guī)定限值20%，試驗橋跨剛度滿足設(shè)計活載要求。

7.4在試驗荷載作用下，各測試截面主要測點(diǎn)的實測應(yīng)變值均小于相應(yīng)的理論計算值，應(yīng)變校驗系數(shù)介于0.37～0.87之間，相對殘余均小于規(guī)定限值20%，試驗橋跨強(qiáng)度滿足設(shè)計活載要求。

綜上所述，該橋的靜載試驗結(jié)論如下：該連續(xù)梁橋承載能力滿足設(shè)計要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn).JTG-B01-2003.

[2] 公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范.JTGD60-2004.交通部發(fā)布.

[3] 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范.JTGD62-2004.交通部發(fā)布.

[4] 公路橋梁承載能力檢測評定技術(shù)規(guī)程.JTG/T J21-2011.