某連續剛構橋梁靜力試驗檢測案例分析

于 波

(貴州省交通科學研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550088)

某連續剛構橋梁靜力試驗檢測案例分析

于 波

(貴州省交通科學研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550088)

以某連續剛構橋梁靜力試驗檢測案例為依托，詳細的介紹了連續剛構橋梁靜力荷載試驗結構驗算及內力計算、主要試驗內容、試驗截面、試驗工況、測試系統、試驗分析、橋梁承載力評定，了解結構當前實際工作性能和工程質量，識別結構現有狀態，為維修和養護提供依據，該案例為類似工程提供借鑒。

連續剛構橋，橋梁荷載試驗，橋梁承載力評定

1 工程概況

某特大橋為左右分離式路基橋梁，左右幅中心樁號分別為ZK81+446.328和YK81+449.863，左幅橋全長664.12 m，設計為(96+180+96)+3×40+4×40預應力混凝土連續剛構、預應力混凝土T梁。T梁采用先簡支后結構連續體系。設計技術標準：1)設計荷載：公路—Ⅰ級；2)橋面寬度：半幅1-11.25 m；3)設計洪水頻率：按1/300洪水頻率設計；4)地震基本烈度：6度，地震動峰值加速度系數取值為0.05。主要材料：上構連續剛構箱梁采用C55，預制T梁、現澆連續段、現澆橋面板、濕接縫均采用C50混凝土。

2 結構驗算及內力計算

該特大橋左幅結構內力分析計算采用通用的空間有限元分析軟件程序模擬完成。計算中結構尺寸參照設計圖紙，結合該特大橋左幅的結構特點及橋梁結構有限元計算的要求，將剛構橋劃分為126個單元128個節點；將第二聯3×30 m連續梁劃分為108個單元109個節點。分析計算時處理情況如下：1)計算荷載以公路—Ⅰ級為基準；2)采用一次總算的方法進行模擬；3)橋面鋪裝及護欄等不參與結構計算，僅考慮其恒載對結構的影響。通過模擬分析，對其結果進行篩選，定出該橋的最不利受力截面，內力值如圖1,圖2和表1所示，并計算出各控制截面在設計荷載作用下的最大撓度和最大內力值，繪制出測試截面的撓度影響線和內力影響線。

表1 試驗截面在設計荷載作用下的內力值

kN·m

3 主要試驗內容

1)在試驗荷載作用下，做控制截面應變測試；

2)在試驗荷載作用下，做控制截面撓度觀測。

4 試驗截面及測點布置

1)應變測試截面：依據結構計算結果，本次荷載試驗應力測試截面共設置了如圖3所示的K1～K6共6個截面作為應力測試截面。其中K1為第2跨跨中截面，K2為1號墩頂負彎截面，K3為第3跨最大正彎截面。

2)撓度測試截面：通過計算分析比較后，將試驗跨的4等分點處截面確定為試驗時的撓度控制截面，如圖4所示。

5 試驗工況及加載載位

5.1 荷載效率

荷載效率見表2。

表2 荷載效率

5.2 試驗工況

工況一：第2跨跨中截面正彎正載；工況二：1號墩頂負彎截面負彎正載；工況三：第3跨最大正彎截面正彎正載。

5.3 加載載位

加載載位如圖5～圖7所示。

6 測試系統

6.1 撓度測試

撓度測試見圖8。

6.2 應變觀測

應變觀測見圖9。

7 試驗分析

7.1 應力分析

各工況下控制截面的實測彈性應變數據εe與理論計算值進行比較，結果見表3(表3中應力單位為MPa，測點位置編號由外側至內側依次遞增)，其中應力值按一維單向受力狀態進行處理：σ=Eε，主橋箱梁采用C55混凝土；引橋T梁采用C50混凝土，C55彈性模量E=3.55×104MPa；C50彈性模量E=3.45×104MPa。

表3 各截面實測應力與理論值比較表

7.2 撓度分析

實測撓度值與試驗荷載作用下的理論值進行比較，并計算出相關校驗系數見表4。

表4 各截面實測撓度實測平均值與理論值比較表

8 橋梁評定

8.1 結構強度

各試驗截面加載工況下：應力校驗系數位于0.88～0.98之間,殘余值為0，說明測試截面的整體應力變化規律與理論計算基本相符，結構工作在彈性變形范圍內，結構強度滿足設計強度要求。

8.2 結構剛度

各試驗截面加載工況下：撓度校驗系數位于0.94～0.98之間,殘余值為0，說明測試截面的整體撓度變化規律與理論計算基本相符，試驗橋跨在卸載后各測試截面恢復情況較好，結構工作在彈性變形范圍內，結構剛度滿足設計強度要求。

8.3 承載力評價

各試驗截面加載工況下，結構強度滿足設計強度要求，結構剛度滿足設計強度要求，說明承載力滿足設計等級要求。

9 結語

連續剛構橋梁靜力試驗檢測：應充分了解設計圖紙參數及材料物理力學指標，進行結構檢算，計算出控制斷面撓度及應力；詳細編制試驗檢測方案；正確檢校儀器設備，確保設備正常；交通組織完后進行測試工作；數據采集及分析結合環境特點進行修正；按照檢算值和實測值進行比較及綜合評定。

[1] YC—4/1982,大跨徑混凝土橋梁的試驗方法[S].

[2] JTG/T J21—2011,公路橋梁承載能力檢測評定規程[S].

[3] JTG D60—2004,公路橋涵設計通用規范[S].

[4] JTG D62—2004,公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范[S].

[5] JTJ D61—2004,公路圬工橋涵設計規范[S].

[6] JIG H11—2004,公路橋涵養護規范[S].

Testcaseanalysisofacontinuousrigidframebridgebeamstaticforcetest

YuBo

(GuizhouTransportationScienceResearchInstituteCo.,Ltd,Guiyang550088,China)

This paper is based on the test case of a continuous rigid frame bridge, the static load test of bridge is introduced in detail the structure calculation, the internal force calculation, main test content, test section, test conditions, the test system, test analysis, evaluation of bridge bearing capacity, understand the current working performance and engineering quality of the structure, identify the existing state of the structure, providing evidence for maintenance and maintenance, this case provides reference for similar projects.

continuous rigid frame bridge, bridge load test, bridge bearing capacity evaluation

2017-10-09

于 波(1978- )，男，助理工程師

1009-6825(2017)35-0171-03

U448.23

A