某連續剛構橋成橋靜載試驗研究

【摘要】 為了解新建橋梁結構的受力狀態及工作特性，需要對橋梁進行竣工驗收性靜載試驗，測得各種力學性能指標，在對大量測試數據進行整理分析的基礎上，得出該橋承載能力滿足正常使用要求的結論。

【關鍵詞】 新建橋梁；靜載試驗；力學性能；校驗系數

1.基本資料

某新建大橋為一座三跨65+112+65m預應力混凝土變截面連續剛構橋，橋長260.3m，橋墩為雙薄壁墩，樁基礎，橋臺為重力式U型橋臺，橋面全寬7.5m。箱梁為三向預應力混凝土結構，采用單箱單室截面。

2.外觀檢查

在對橋梁做靜載試驗之前對測試截面附近進行了外觀檢查，檢查發現，1）橋梁的內外輪廓線條順滑清晰，無突變或明顯彎折現象；2）橋梁各墩、臺身以及蓋梁混凝土表面平整，施工縫平順，棱角線平直，沒有蜂窩麻面現象；3）支座表面清潔，周圍無雜物堆積，擋塊墊石表面平整，光潔，棱角線平直。4）箱梁幾何尺寸滿足設計要求，中跨跨中頂板附近發現4條縱向裂縫，裂縫最長為5.4m，裂縫寬0.1mm。

3.靜載試驗

3.1 靜載試驗工況

靜載試驗首先要確定加載位置，即確定試驗的加載工況。根據該橋的實際跨徑布置，并對其進行理論計算，確定靜載試驗工況為三個[1]：

工況1：中跨跨中最大正彎矩截面（K1）加載；

工況2：墩頂最大負彎矩截面（K2）加載；

工況3：邊跨最大正彎矩截面（K3）加載。

3.2 測試截面的選擇

根據箱梁在車輛活載作用下的內力和撓度包絡圖，結合施工監控時預埋的傳感器情況，確定邊跨最大正彎矩截面（K3），墩頂最大負彎矩截面（K2），中跨跨中最大正彎矩截面（K1）作為試驗控制截面，觀察其在最大試驗荷載作用下的應變、撓度以及結構裂縫變化情況。受檢截面位置示意圖如圖1所示。

3.3 主梁應力測點及位移測點布置

箱梁上所有截面應變片均按順橋向粘貼于頂板和底板上。因受地形限制，本次試驗撓度測點布置在兩側欄桿上面，本橋共設置6個撓度測點，每個截面上布置2個撓度測點，如圖2所示。

3.4 加載車輛

根據《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》規定的靜荷載試驗效率及設計控制內力，確定本次試驗加載車輛選用6輛30t左右的三軸重車[2]。

3.5 加載效率

根據試驗車輛產生的控制截面內力與設計荷載產生的控制截面內力之比，確定出本次荷載試驗的加載效率為0.93～0.98，滿足《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》規定0.80<η≤1.05的要求。

3.6 靜載試驗結果分析

選取工況一作用下的計算結果及實測值，其校驗系數 =實測值/理論值。由表1、表2的計算結果可知，在荷載作用下控制截面的應變、撓度校驗系數均小于1.0，各測點相對殘余應變、變形均小于20%，表明結構處于彈性工作階段[3]。

4.試驗結論分析

1）本次試驗中跨跨中截面荷載效率為0.95，墩頂截面荷載效率為0.98，邊跨跨中截面荷載效率為0.93，符合《試驗方法》的規定。

2）根據應變測試結果可知，在試驗荷載作用下，各測試截面各應變測點的實測應變值均小于理論計算值，各截面測點的應變校驗系數均小于1.0，各測點相對殘余應變均小于20%，表明連續剛構受檢橋跨的實際強度滿足要求[4]。

3）根據撓度測試結果可知，在試驗荷載作用下，各測試截面各撓度測點的實測撓度值均小于理論計算值，各截面測點的撓度校驗系數均小于1.0，各測點相對殘余變形均小于20%，表明受檢橋跨的實際剛度滿足要求。

試驗加載過程中，受檢橋跨原有裂縫未見發展，未觀測到測試截面新裂縫的產生。

參考文獻

[1] 交通部第二公路勘察設計院 公路舊橋承載能力鑒定方法 人民交通出版社，1988年

[2] 交通部公路科學研究所等 大跨徑混凝土橋梁的試驗方法 人民交通出版社，1982年

[3] 公路橋涵設計通用規范（JTG D60—2004）

[4] 公路鋼筋混凝土與預應力混凝土橋涵設計規范（JTG D62—2004）

作者簡介：江宇（1988-）男，民族：漢，籍貫：四川，工作單位：重慶交通大學土木學院，研究方向：橋梁與隧道工程