某自錨式懸索橋配重跨靜載試驗分析

常 亮

(中鐵十三局集團第四工程有限公司，哈爾濱 150008)

某跨江大橋主橋采用60+140+60(m)自錨式懸索橋，配重孔為48 m簡支箱梁。主梁采用梁側單箱單室混凝土箱梁，主梁之間用橫梁橋面板連接。主梁及主塔采用C50混凝土，邊墩及引橋橋墩、邊墩承臺、引橋承臺及橋臺臺身和承臺采用C40混凝土，鉆孔灌注樁采用C30水下混凝土。

針對該橋配重跨主梁現澆支架和模板拆除后，主梁腹板和底板表面出現局部蜂窩、麻面、漏筋及混凝土外觀顏色不一致等質量通病，后施工單位采用環氧水泥砂漿、小石子環氧混凝土對缺損部位進行了修復。為驗證結構的安全性，對配重跨進行橋梁荷載試驗[1]。

1 橋梁外觀檢測

本次橋梁檢測針對5#孔，該孔為48 m預應力混凝土簡支箱梁橋，該橋分為左右兩幅，每幅均為單箱四室的箱梁，左右幅箱梁通過箱梁翼緣板連接。

主梁箱的編號從上游到下游方向依次為1#和2#梁。橋梁外觀檢測，發現橋梁現狀有：試驗孔兩片試驗梁梁底混凝土表面有多處填補面，填補面積大約為梁底面積的1/10；試驗孔的2片試驗梁混凝土表面均未見裂縫。采用回彈法對該大橋配重跨2片主梁進行混凝土抗壓強度測試，并對所測構件進行強度評定[2]。試驗梁混凝土強度詳細情況見表1。

表1 構件混凝土強度檢測匯總表

綜上所述，5#孔兩片主梁混凝土強度推定值略小于主梁混凝土設計強度等級C50，滿足設計要求。

2 靜荷載試驗

2.1 靜載試驗內容

根據該橋的結構特點及實際情況，確定本橋試驗內容，主要有：

(1)跨中斷面撓度。

(2)跨中混凝土應變沿梁高規律。

(3)觀察試驗梁在試驗荷載作用下的裂縫變化情況。

2.2 試驗測點布置

(1)主梁撓度測點布置。

1#、2#梁的撓度測點均為5個，均勻布置，如圖1所示。

圖1 試驗梁跨中應變測點布置圖

(2)跨中斷面應變測點布置。

在試驗梁跨中梁側沿梁高布置6個應變測點，如圖2所示。

圖2 主梁試驗斷面應變測點現場圖

2.3 加載工況

本次試驗試驗荷載按公路-I級進行加載。試驗荷載采用12輛35t重的重型翻斗車，共安排了3個荷載工況：

工況Ⅰ：二期恒載作用下梁體跨中彎矩(四列對稱)。

工況Ⅱ：跨中彎矩(二期+活載)(四列對稱)。

工況Ⅲ：跨中彎矩(二期+活載)(兩列偏載)。

各加載工況車輛的縱、橫布置，如圖3～8所示。

圖3 工況Ⅰ縱向加載布置圖(m)

圖4 工況Ⅰ橫向加載布置圖(m)

圖5 工況Ⅱ縱向加載布置圖(m)

圖6 工況Ⅱ橫向加載布置圖(m)

圖7 工況Ⅲ縱向加載布置圖(m)

圖8 工況Ⅲ橫向加載布置圖(m)

(4)加載效率。靜載試驗加載效率見表2。

表2 各工況跨中截面試驗荷載效率表

3 靜載試驗分析

(1)主梁跨中截面撓度。各工況下的試驗梁跨中斷面撓度和相對殘余變形，見表3、表4和表5。

表3 工況I下主梁撓度和相對殘余變形

表4 工況Ⅱ下主梁撓度和相對殘余變形

表5 工況Ⅲ下主梁撓度和相對殘余變形

從表中看出，兩片試驗梁跨中截面，在二期恒載作用下，撓度實測值均小于相理論值；在活載中載時，實測值均小于理論值，各點校驗系數介于0.5～0.9之間；在活載偏載布載時，實測值最大值小于理論值，但遠離偏載側測點的實測值大于計算值；實測的相對殘余變形滿足規范規定的要求[3]。

(2)混凝土應變、應力分析。在工況Ⅱ、Ⅲ試驗荷載作用下，測量試驗孔各試驗斷面的混凝土應變。實測的混凝土應變沿主梁高度程線性分布，滿足平面變形假定。根據最佳試驗曲線，求的相應測點的應力和校驗系數[4-6]，具體情況，見表6和表7。

表6 試驗孔主梁上緣應力數據匯總表

表7 試驗孔主梁下緣應力數據匯總表

綜上所述，跨中控制斷面混凝土應變沿梁高的變化基本符合受彎構件的平面假設，試驗梁混凝土上、下緣應力校驗系數均符合規范的相關規定，說明結構強度能夠滿足使用要求。

4 結束語

靜載試驗及理論計算的對比分析表明：試驗梁混凝土應變滿足平面假定，校驗系數符合規范要求，結構基本處于彈性工作狀態，實際受力較理論均勻；結構強度、正截面抗裂性、豎向剛度滿足公路-I級荷載的設計和使用要求。

【參 考 文 獻】

[1] 胡 洋.潑河大橋靜載試驗研究[J].黑龍江工程學院學報(自然科學版)，2006，20(4)：29-32.

[2] 姚令森.橋梁工程(第二版)[M].北京：人民交通出版社，2008.

[3] 姜 震，朱宜琛，吳永勝.整體式板橋靜力荷載試驗及計算方法研究[J].森林工程，2012，28(4)：47-50.

[4] 林任生.汕頭市迥瀾橋病害檢測及靜載試驗分析[J].城市道路與防洪，2008.7(7)：128-134.

[5] 張 哲.混凝土自錨式懸索橋[M].北京：人民交通出版社，2005.

[6] 孟凡超.懸索橋[M].北京：人民交通出版社，2011.

[7] 劉 榕，王 甜.大跨徑懸索橋鋼梁疲勞設計研究[J].公路工程，2013，38(2)：103-107.

[8] 劉漢彪，胡建華.塔梁分離式是索橋若干問題研究[J].公路工程，2013，38(4)：61-65.