某鋼筋混凝土簡支梁橋荷載試驗分析

陳浩

(交通運輸部公路科學研究院,北京 100088)

某鋼筋混凝土簡支梁橋荷載試驗分析

陳浩

(交通運輸部公路科學研究院,北京 100088)

結合某簡支梁橋的靜力荷載試驗工程實例,探討了簡支梁橋的荷載試驗方法與結構分析方法,并依據試驗成果對某簡支梁橋的承載能力進行評價分析,得出了該橋當前的結構性能狀況。

簡支梁橋 荷載試驗 承載能力評定

我國目前既有橋梁在運營過程中因受到各種因素的影響,橋梁結構會受到不同程度的損傷,給交通安全運營造成事故隱患,因此通過荷載試驗檢驗橋梁的實際承載力是必要的。

1 工程概況

某簡支梁橋跨徑3×20.0m,橋面布置為4.0m(人行道)+17.0m

(行車道)+0.5m(防撞墻)。上部結構為斜角30°的預應力簡支空心板梁,橫向共17片梁,采用C50混凝土。該橋設計荷載為城-A級,人群荷載3.5kN/m2。

2 靜載試驗

2.1 試驗目的

檢驗橋梁整體受力性能和承載能力是否達到設計文件和規范的要求,判斷實際承載能力。

2.2 測點布置

圖1 各試驗跨跨中截面和支點截面撓度測點布置

圖2 工況 I車輛布置(單位：m)

圖3 工況 II車輛布置(單位：m)

圖4 工況I各板跨中截面撓度對比

圖5 工況II各板跨中截面撓度對比

(1)應變測點布置。本試驗采用應變片作為傳感元件,采用靜態電阻應變儀測出各點的應變,選取試驗跨跨中截面作為應變測試截面,每片梁底布置1個應變測點。

(2)撓度測點布置。采用電子水準儀對試驗跨跨中截面的撓度進行觀測,采用位移計對試驗跨支點截面的撓度進行觀測,各試驗跨跨中截面和支點截面撓度測點具體布置見圖1。

2.3 加載方案

試驗各工況下所需加載車輛的數量,將根據設計標準活載產生的某工況下最不利效應值按照靜載效率系數換算得到。經計算靜載試驗需要裝載后總軸重為330kN的加載車5臺。

工況I：第3跨跨中截面最大正彎矩(中載)

加載順序為第一級2#、3#、4#,第二級1#、5#;卸載順序為第一級1#、5#,第二級2#、3#、4#,車輛布置見圖2。

工況II：第3跨跨中截面最大正彎矩(偏載)

加載順序為第一級1#、2#、3#,第二級4#、5#;卸載順序為第一級4#、5#,第二級1#、2#、3#,車輛布置見圖3。

圖6 工況I各板跨中截面應變對比

3 靜載試驗結果及分析

3.1 撓度測試結果及數據分析

工況I各板跨中截面撓度理論值與實測值對比見圖4;工況II各板跨中截面撓度理論值與實測值對比見圖5。

通過計算分析,工況I實測各板跨中截面撓度校驗系數在0.41～0.65之間;工況II實測各板跨中截面撓度校驗系數在0.47～0.69之間。

3.2 應變測試結果及數據分析

工況I各板跨中截面應變理論值與實測值對比見圖6;工況II各板跨中截面應變理論值與實測值對比見圖7。

通過計算分析,工況I各板跨中截面應變校驗系數在0.48～0.75之間;工況II各板跨中截面應變校驗系數在0.52～0.81之間。

3.3 靜載試驗結果評定

通過靜載試驗與理論分析,該橋工況I和工況II的荷載效率系數分別為98.3%和97.3%,滿足《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》中規定的荷載效率系數在0.8～1.05之間要求;各試驗工況下,各板跨中截面撓度校驗系數在0.41～0.69之間,滿足撓度校驗系數小于1.0的要求;各板跨中截面應變校驗系數在0.44～0.81之間,滿足應變校驗系數小于0.9的要求。表明該橋梁結構處于彈性工作狀態,結構強度、剛度均滿足設計規范要求。

圖7 工況II各板跨中截面應變對比

4 結語

通過對橋梁試驗跨靜載試驗應變數據和撓度數據分析可判斷橋梁的結構強度、剛度和抗裂性是否滿足設計規范要求,是否有一定的安全儲備。因此對在役橋梁進行荷載試驗檢測是最為直接有效的方法。本文通過實例詳細介紹了簡支梁橋靜載試驗的全過程,可為解決同類問題提供借鑒。

[1]交通部科學研究所.大跨徑混凝土橋梁的試驗方法[M].北京：人民教育出版社,1982.

[2]姚玲森.橋梁工程[M].北京：人民交通出版社,1998.

[3]張俊平.橋梁檢測[M].北京：人民交通出版社.

[4]潘松林,張紅陽.公路橋梁檢測概述[J].城市首橋與防洪,2003(9).