連續箱梁橋靜荷載試驗研究

張理

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

關鍵詞：連續箱梁橋；靜載試驗；撓度；應變

1.橋梁概況

某連續梁橋，橋面全寬度為15.5米，布置為：0.5m防撞護欄+14.5m行車道+0.5m防撞護欄。設計荷載：1.3倍公路-Ι級。

上部結構為變高度預應力混凝土連續箱梁橋，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，單幅橋寬15.5m，雙向6車道，頂面設2%單向橫坡。主梁采用單箱單室直腹板箱型截面，中支點梁高7.8m，邊支點處梁高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。頂板除支點處加厚外全跨等厚30cm，底板除支點加厚外其余截面厚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。主箱梁預應力采用縱、橫、豎三向預應力體系。主梁采用C50混凝土，按照懸臂現澆法施工。下部采用矩形墩身，鉆孔灌注樁基礎。本橋采用節段懸臂施工法施工。先由0#段對稱向兩側懸臂施工，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，在邊墩旁架設支架現澆施工。

2.試驗的內容

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構的最不利受力狀態，采用結構的內力包絡圖來確定。采用橋梁計算軟件計算并進行分析，根據包絡圖和該橋的受力特點確定測試截面。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容：

（1）試驗荷載作用下，A截面的應力測試；

（2）試驗荷載作用下，B截面的應力測試；

（3）試驗荷載作用下，C截面的應力測試；

（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展情況及裂縫寬度觀測。

3.測點布置及測試方法

根據試驗目的和試驗內容的要求進行加載與測點布置，在A截面布置9個應變計；B截面布置18個應變計；C截面布置9個應變計。全橋共布置應變計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。

與測試內容對應，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，且在規定時間內完成試驗內容，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生的荷載效應和標準活荷載效應的最大值匯總如表 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值均達到了設計荷載效應的85%以上，這就保證了試驗的有效性。

5.試驗結果

5.1位移測試結果

5.2應力測試結果

由圖5.4可以看出，在荷載作用下，A截面實測應力均小于理論值，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應變花測試結果

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力較小，最大為0.26MPa，主拉應力較小，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行了裂縫檢查。未發現有因加載而產生的裂縫。說明在試驗荷載作用下，橋梁結構在彈性范圍工作，試驗荷載對橋梁是安全的。

7.分析和結論

該橋測試跨荷載試驗的結果及分析表明：

7.1本橋荷載試驗的效率在0.8～1.05之間，其試驗結果能夠反映結構現有的技術狀態。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現有因加載而產生的裂縫。說明在試驗荷載作用下，橋梁結構在彈性范圍內工作，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和橋面縱向撓度的實測撓度值均小于相應的理論計算值，撓度校驗系數介于0.52～0.87之間，相對殘余均小于規定限值20%，試驗橋跨剛度滿足設計活載要求。

7.4在試驗荷載作用下，各測試截面主要測點的實測應變值均小于相應的理論計算值，應變校驗系數介于0.37～0.87之間，相對殘余均小于規定限值20%，試驗橋跨強度滿足設計活載要求。

綜上所述，該橋的靜載試驗結論如下：該連續梁橋承載能力滿足設計要求。

參考文獻

[1] 公路工程技術標準.JTG-B01-2003.

[2] 公路橋涵設計通用規范.JTGD60-2004.交通部發布.

[3] 公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范.JTGD62-2004.交通部發布.

[4] 公路橋梁承載能力檢測評定技術規程.JTG/T J21-2011.

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

關鍵詞：連續箱梁橋；靜載試驗；撓度；應變

1.橋梁概況

某連續梁橋，橋面全寬度為15.5米，布置為：0.5m防撞護欄+14.5m行車道+0.5m防撞護欄。設計荷載：1.3倍公路-Ι級。

上部結構為變高度預應力混凝土連續箱梁橋，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，單幅橋寬15.5m，雙向6車道，頂面設2%單向橫坡。主梁采用單箱單室直腹板箱型截面，中支點梁高7.8m，邊支點處梁高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。頂板除支點處加厚外全跨等厚30cm，底板除支點加厚外其余截面厚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。主箱梁預應力采用縱、橫、豎三向預應力體系。主梁采用C50混凝土，按照懸臂現澆法施工。下部采用矩形墩身，鉆孔灌注樁基礎。本橋采用節段懸臂施工法施工。先由0#段對稱向兩側懸臂施工，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，在邊墩旁架設支架現澆施工。

2.試驗的內容

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構的最不利受力狀態，采用結構的內力包絡圖來確定。采用橋梁計算軟件計算并進行分析，根據包絡圖和該橋的受力特點確定測試截面。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容：

（1）試驗荷載作用下，A截面的應力測試；

（2）試驗荷載作用下，B截面的應力測試；

（3）試驗荷載作用下，C截面的應力測試；

（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展情況及裂縫寬度觀測。

3.測點布置及測試方法

根據試驗目的和試驗內容的要求進行加載與測點布置，在A截面布置9個應變計；B截面布置18個應變計；C截面布置9個應變計。全橋共布置應變計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。

與測試內容對應，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，且在規定時間內完成試驗內容，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生的荷載效應和標準活荷載效應的最大值匯總如表 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值均達到了設計荷載效應的85%以上，這就保證了試驗的有效性。

5.試驗結果

5.1位移測試結果

5.2應力測試結果

由圖5.4可以看出，在荷載作用下，A截面實測應力均小于理論值，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應變花測試結果

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力較小，最大為0.26MPa，主拉應力較小，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行了裂縫檢查。未發現有因加載而產生的裂縫。說明在試驗荷載作用下，橋梁結構在彈性范圍工作，試驗荷載對橋梁是安全的。

7.分析和結論

該橋測試跨荷載試驗的結果及分析表明：

7.1本橋荷載試驗的效率在0.8～1.05之間，其試驗結果能夠反映結構現有的技術狀態。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現有因加載而產生的裂縫。說明在試驗荷載作用下，橋梁結構在彈性范圍內工作，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和橋面縱向撓度的實測撓度值均小于相應的理論計算值，撓度校驗系數介于0.52～0.87之間，相對殘余均小于規定限值20%，試驗橋跨剛度滿足設計活載要求。

7.4在試驗荷載作用下，各測試截面主要測點的實測應變值均小于相應的理論計算值，應變校驗系數介于0.37～0.87之間，相對殘余均小于規定限值20%，試驗橋跨強度滿足設計活載要求。

綜上所述，該橋的靜載試驗結論如下：該連續梁橋承載能力滿足設計要求。

參考文獻

[1] 公路工程技術標準.JTG-B01-2003.

[2] 公路橋涵設計通用規范.JTGD60-2004.交通部發布.

[3] 公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范.JTGD62-2004.交通部發布.

[4] 公路橋梁承載能力檢測評定技術規程.JTG/T J21-2011.

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

關鍵詞：連續箱梁橋；靜載試驗；撓度；應變

1.橋梁概況

某連續梁橋，橋面全寬度為15.5米，布置為：0.5m防撞護欄+14.5m行車道+0.5m防撞護欄。設計荷載：1.3倍公路-Ι級。

上部結構為變高度預應力混凝土連續箱梁橋，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，單幅橋寬15.5m，雙向6車道，頂面設2%單向橫坡。主梁采用單箱單室直腹板箱型截面，中支點梁高7.8m，邊支點處梁高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。頂板除支點處加厚外全跨等厚30cm，底板除支點加厚外其余截面厚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。主箱梁預應力采用縱、橫、豎三向預應力體系。主梁采用C50混凝土，按照懸臂現澆法施工。下部采用矩形墩身，鉆孔灌注樁基礎。本橋采用節段懸臂施工法施工。先由0#段對稱向兩側懸臂施工，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，在邊墩旁架設支架現澆施工。

2.試驗的內容

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構的最不利受力狀態，采用結構的內力包絡圖來確定。采用橋梁計算軟件計算并進行分析，根據包絡圖和該橋的受力特點確定測試截面。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容：

（1）試驗荷載作用下，A截面的應力測試；

（2）試驗荷載作用下，B截面的應力測試；

（3）試驗荷載作用下，C截面的應力測試；

（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展情況及裂縫寬度觀測。

3.測點布置及測試方法

根據試驗目的和試驗內容的要求進行加載與測點布置，在A截面布置9個應變計；B截面布置18個應變計；C截面布置9個應變計。全橋共布置應變計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。

與測試內容對應，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，且在規定時間內完成試驗內容，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生的荷載效應和標準活荷載效應的最大值匯總如表 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值均達到了設計荷載效應的85%以上，這就保證了試驗的有效性。

5.試驗結果

5.1位移測試結果

5.2應力測試結果

由圖5.4可以看出，在荷載作用下，A截面實測應力均小于理論值，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應變花測試結果

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力較小，最大為0.26MPa，主拉應力較小，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行了裂縫檢查。未發現有因加載而產生的裂縫。說明在試驗荷載作用下，橋梁結構在彈性范圍工作，試驗荷載對橋梁是安全的。

7.分析和結論

該橋測試跨荷載試驗的結果及分析表明：

7.1本橋荷載試驗的效率在0.8～1.05之間，其試驗結果能夠反映結構現有的技術狀態。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現有因加載而產生的裂縫。說明在試驗荷載作用下，橋梁結構在彈性范圍內工作，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和橋面縱向撓度的實測撓度值均小于相應的理論計算值，撓度校驗系數介于0.52～0.87之間，相對殘余均小于規定限值20%，試驗橋跨剛度滿足設計活載要求。

7.4在試驗荷載作用下，各測試截面主要測點的實測應變值均小于相應的理論計算值，應變校驗系數介于0.37～0.87之間，相對殘余均小于規定限值20%，試驗橋跨強度滿足設計活載要求。

綜上所述，該橋的靜載試驗結論如下：該連續梁橋承載能力滿足設計要求。

參考文獻

[1] 公路工程技術標準.JTG-B01-2003.

[2] 公路橋涵設計通用規范.JTGD60-2004.交通部發布.

[3] 公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范.JTGD62-2004.交通部發布.

[4] 公路橋梁承載能力檢測評定技術規程.JTG/T J21-2011.