某連續(xù)剛構(gòu)橋成橋靜載試驗(yàn)研究

【摘要】 為了解新建橋梁結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)及工作特性，需要對(duì)橋梁進(jìn)行竣工驗(yàn)收性靜載試驗(yàn)，測(cè)得各種力學(xué)性能指標(biāo)，在對(duì)大量測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析的基礎(chǔ)上，得出該橋承載能力滿足正常使用要求的結(jié)論。

【關(guān)鍵詞】 新建橋梁；靜載試驗(yàn)；力學(xué)性能；校驗(yàn)系數(shù)

1.基本資料

某新建大橋?yàn)橐蛔?5+112+65m預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)剛構(gòu)橋，橋長(zhǎng)260.3m，橋墩為雙薄壁墩，樁基礎(chǔ)，橋臺(tái)為重力式U型橋臺(tái)，橋面全寬7.5m。箱梁為三向預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，采用單箱單室截面。

2.外觀檢查

在對(duì)橋梁做靜載試驗(yàn)之前對(duì)測(cè)試截面附近進(jìn)行了外觀檢查，檢查發(fā)現(xiàn)，1）橋梁的內(nèi)外輪廓線條順滑清晰，無(wú)突變或明顯彎折現(xiàn)象；2）橋梁各墩、臺(tái)身以及蓋梁混凝土表面平整，施工縫平順，棱角線平直，沒(méi)有蜂窩麻面現(xiàn)象；3）支座表面清潔，周?chē)鸁o(wú)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(shè)計(jì)要求，中跨跨中頂板附近發(fā)現(xiàn)4條縱向裂縫，裂縫最長(zhǎng)為5.4m，裂縫寬0.1mm。

3.靜載試驗(yàn)

3.1 靜載試驗(yàn)工況

靜載試驗(yàn)首先要確定加載位置，即確定試驗(yàn)的加載工況。根據(jù)該橋的實(shí)際跨徑布置，并對(duì)其進(jìn)行理論計(jì)算，確定靜載試驗(yàn)工況為三個(gè)[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(fù)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(cè)試截面的選擇

根據(jù)箱梁在車(chē)輛活載作用下的內(nèi)力和撓度包絡(luò)圖，結(jié)合施工監(jiān)控時(shí)預(yù)埋的傳感器情況，確定邊跨最大正彎矩截面（K3），墩頂最大負(fù)彎矩截面（K2），中跨跨中最大正彎矩截面（K1）作為試驗(yàn)控制截面，觀察其在最大試驗(yàn)荷載作用下的應(yīng)變、撓度以及結(jié)構(gòu)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(yīng)力測(cè)點(diǎn)及位移測(cè)點(diǎn)布置

箱梁上所有截面應(yīng)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(yàn)撓度測(cè)點(diǎn)布置在兩側(cè)欄桿上面，本橋共設(shè)置6個(gè)撓度測(cè)點(diǎn)，每個(gè)截面上布置2個(gè)撓度測(cè)點(diǎn)，如圖2所示。

3.4 加載車(chē)輛

根據(jù)《大跨徑混凝土橋梁的試驗(yàn)方法》規(guī)定的靜荷載試驗(yàn)效率及設(shè)計(jì)控制內(nèi)力，確定本次試驗(yàn)加載車(chē)輛選用6輛30t左右的三軸重車(chē)[2]。

3.5 加載效率

根據(jù)試驗(yàn)車(chē)輛產(chǎn)生的控制截面內(nèi)力與設(shè)計(jì)荷載產(chǎn)生的控制截面內(nèi)力之比，確定出本次荷載試驗(yàn)的加載效率為0.93～0.98，滿足《大跨徑混凝土橋梁的試驗(yàn)方法》規(guī)定0.80<η≤1.05的要求。

3.6 靜載試驗(yàn)結(jié)果分析

選取工況一作用下的計(jì)算結(jié)果及實(shí)測(cè)值，其校驗(yàn)系數(shù) =實(shí)測(cè)值/理論值。由表1、表2的計(jì)算結(jié)果可知，在荷載作用下控制截面的應(yīng)變、撓度校驗(yàn)系數(shù)均小于1.0，各測(cè)點(diǎn)相對(duì)殘余應(yīng)變、變形均小于20%，表明結(jié)構(gòu)處于彈性工作階段[3]。

4.試驗(yàn)結(jié)論分析

1）本次試驗(yàn)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(yàn)方法》的規(guī)定。

2）根據(jù)應(yīng)變測(cè)試結(jié)果可知，在試驗(yàn)荷載作用下，各測(cè)試截面各應(yīng)變測(cè)點(diǎn)的實(shí)測(cè)應(yīng)變值均小于理論計(jì)算值，各截面測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)均小于1.0，各測(cè)點(diǎn)相對(duì)殘余應(yīng)變均小于20%，表明連續(xù)剛構(gòu)受檢橋跨的實(shí)際強(qiáng)度滿足要求[4]。

3）根據(jù)撓度測(cè)試結(jié)果可知，在試驗(yàn)荷載作用下，各測(cè)試截面各撓度測(cè)點(diǎn)的實(shí)測(cè)撓度值均小于理論計(jì)算值，各截面測(cè)點(diǎn)的撓度校驗(yàn)系數(shù)均小于1.0，各測(cè)點(diǎn)相對(duì)殘余變形均小于20%，表明受檢橋跨的實(shí)際剛度滿足要求。

試驗(yàn)加載過(guò)程中，受檢橋跨原有裂縫未見(jiàn)發(fā)展，未觀測(cè)到測(cè)試截面新裂縫的產(chǎn)生。

參考文獻(xiàn)

[1] 交通部第二公路勘察設(shè)計(jì)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(xué)研究所等 大跨徑混凝土橋梁的試驗(yàn)方法 人民交通出版社，1982年

[3] 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60—2004）

[4] 公路鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D62—2004）

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