三永湖橋空心板承載能力評定

劉萬軍，姜浩(黑龍江省寶泉嶺農墾交通運輸局)

三永湖橋空心板承載能力評定

劉萬軍，姜浩
(黑龍江省寶泉嶺農墾交通運輸局)

摘要:介紹13 m預應力混凝土空心板靜載試驗的內容、檢測方法，分析總結靜載試驗成果，從而對該空心板作出正確的質量評估。

關鍵詞:靜載試驗;檢測方法;承載力;質量評估

中圖分類號:U442

文獻標識碼:??: C

文章編號:??:1008－3383(2015)02－0143－01

收稿日期:2014－12－10

作者簡介:劉萬軍(1975－)，男，高級工程師;姜浩(1986－)，男，助理工程師。

1　工程概況

三永湖區域綜合整治工程一號橋位于三永湖跨黎明河與經九街相交處，采用上跨水渠方案，橋梁與路線夾角為90°，全長41．52 m，上部結構為3孔預應力混凝土簡支空心板梁橋，跨徑分布為10 m +2×13．3 m，每孔由14片空心板組成;下部構造采用柱式橋臺，鉆孔樁基礎;橋面凈寬為12 m，兩側為2．75 m寬人行道。設計荷載等級為城市－B級。

在施工過程中發現3－8號預制梁頂板表面出現多條橫向、縱向裂縫，為保證施工質量與結構的安全性，對該空心板進行了靜載試驗，同時為竣工驗收、質量評定提供具體數據和指標。

2　試驗梁外觀檢查

試驗梁側面和底板未見跨中斷面彎曲裂縫和剪力影響產生的斜裂縫、以及沿預應力鋼束位置的混凝土表面開裂現象。本次試驗中的空心板主要在頂板出現了多處沿縱、橫向開裂的問題，裂縫位置分布均勻，開裂寬度范圍為0．8～2．5 mm，開裂長度范圍為0．4～0．9 m。

3　靜力荷載試驗

此次試驗中，抽取頂板表面開裂較多的典型問題空心板進行靜力荷載試驗，測試該空心板在等效設計荷載的作用下產生的真實跨中撓度和混凝土應變來反映該空心板的剛度和強度，驗證該試驗梁是否滿足城市－B級的設計和使用要求，為橋梁安全運營提供科學依據。

3．1試驗項目及測點布置

根據該空心板的結構特點，對試驗梁進行以下幾個工況的試驗內容。

(1)試驗空心板在關鍵斷面上應力的變化范圍以及變形規律。

(2)在靜載試驗的過程中需要注意觀察空心板頂板開裂處是否有新的發展。

(3)跨中斷面在扣除支點處沉降的下撓范圍以及殘余變形恢復能力。

試驗梁的撓度測點分別布置在梁的端點及跨中斷面，為保證試驗數據的準確性，在空心板兩側分別布設3個撓度測點，沿跨中截面梁高各布置5個混凝土應變測點。

3．2試驗荷載和布載方法

試驗荷載選擇跨中集中加載方案，將設計彎矩按彎矩等效原則換算為跨中集中荷載，采用吊車吊預制梁進行加載，將加載梁的一端作用于試驗梁跨中東側1．5m位置，另一端置于枕木跺上，并保持加載梁水平。另一相同重量的加載梁對稱布置。具體加載位置見圖2。

圖1　跨中斷面應變測點布置圖(單位: cm)

圖2　加載布置圖(單位: cm)

4　試驗數據分析

試驗加載的過程中，該空心板沒有新的裂縫出現，原空心板頂板的問題裂縫寬度和長度未有新的變化，該裂縫不屬于結構性裂縫。

4．1跨中截面撓度分析

為得到該空心板真實的下撓數據，應將支點處沉降值扣除，即為該空心板真實的跨中下撓值，如表1所示。

表1　主梁跨中斷面在試驗荷載作用下撓度表

由計算結果知，存在問題的空心板的跨中截面撓度校驗系數為0．61，變化范圍符合常見預應力混凝土梁橋的一般規律范圍0．6～1．0。

以上對結構變形的分析表明該試驗空心板抵抗變形的能力符合城市－B級荷載的規范要求。

4．2相對殘余變形

結構的相對殘余變形表示結構受荷后的變形未及時恢復的部分變形，該項指標的大小反映了結構彈性工作狀態的能力。

經計算，在試驗荷載作用下該空心板跨中相對殘余變形為3．45%，小于規范一般限值5%，該空心板彈性變形恢復能力較好。

4．3應變應力分析

為了研究在真實荷載下的空心板跨中斷面的應變變形規律，采用數理統計方法對實測應變數據進行線性回歸分析，得到誤差較小的規律統計曲線，該直線以空心板應變呈彈性變化規律為前提，具體見圖3所示。

圖3　主梁應變測點截面混凝土應變試驗曲線注:ε為混凝土實測應變值; y為混凝土測點與板底間距。

表2　試驗荷載作用下實測應力表(單位: MPa)

表2數據表明，存在問題的空心板的跨中截面應力校驗系數的變化范圍符合常見預應力混凝土梁橋的一般規律，在正常使用的條件下，該空心板的強度能夠滿足要求。

5　結論

該空心板頂板表面發現多條橫向裂縫和縱向裂縫為非受力裂縫，系由水泥砂漿收縮所致，不影響結構的整體強度及剛度，但由于空心板的頂板較薄，在重車輪載的作用下，板的局部強度會受到影響，且由橋面滲水會引發耐久性問題。應對裂縫進行鑿槽灌注處理，并加強橋面防水。

在試驗荷載作用下，控制截面的混凝土應變基本符合平面變形假設;結構未出現結構性裂縫，說明結構的正截面抗裂性滿足設計和使用要求;在卸除試驗荷載后，撓度基本全部恢復，主梁處于良好的彈性工作狀態。

綜上所述，該試驗梁的剛度、強度、抗裂性滿足城市－B級荷載的設計和使用要求。

參考文獻:

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