某公路大橋靜載試驗研究與分析

羅 盛

(陸軍勤務學院軍事設施系，重慶 401311)

1 工程概況

某公路大橋的中心樁號為K0+763.78，橋梁全長218.38 m，跨徑組合6×35 m，橋面寬24 m，橫向布置為4 m(護欄+人行道)+16 m(車行道)+4 m(護欄+人行道)。上部結構采用35 m預制預應力混凝土簡支T梁；下部結構0號臺為重力式橋臺，6號臺為輕型橋臺，橋墩為柱式墩；橋面系橋面鋪裝層采用8 cm厚C40混凝土找平層+2 mm的防水層+7 cm厚瀝青混凝土；混凝土找平層設有連續鋼筋網。橋面橫坡采用1.5%的雙向橫坡，人行道為2%單向坡。局部圖如圖1所示。

為了確定該橋結構是否滿足設計荷載和安全通行的要求，為橋梁竣工驗收提供依據，并為今后結構的狀態評定提供原始數據，對該橋梁進行了靜力、動力的荷載實驗，受篇幅的限制，本文只對靜載實驗的部分進行詳細的分析，以期望為類似工程提供參考，具有一定的研究價值。

2 靜載試驗的目的和內容

2.1 靜載試驗的目的

橋梁靜力試驗是針對新建橋梁建成后的承載能力進行測試，目的是通過對橋梁強度、剛度及其他指標的檢測驗算，從而判斷橋梁結構在靜力荷載作用下的工作狀態和受力性能，判斷該橋在靜力荷載作用下的各種性能是否能滿足設計的荷載等級要求。

2.2 靜載試驗的內容

靜載試驗的主要內容是：

1)相應試驗工況作用下，測試截面應變(應力)測量；2)相應試驗工況作用下，測試截面撓度測量；3)相應試驗工況作用下，測試截面附近裂縫觀測；4)試驗加載過程中，異常現象觀測。

3 靜載試驗方案

3.1 測點布置

通過該橋在設計、施工過程中的相關圖紙，為了確定荷載試驗的加載車數量和加載位置，需對該橋梁進行相應的計算分析，文中通過MIDAS建立該橋的空間計算模型見圖2。

本次靜載試驗采用公路—Ⅰ級荷載標準進行。針對該大橋結構特點，按照相關的設計資料，依據JTG D60—2004公路橋涵設計通用規范[1]并參照JTG/T J21—2011公路橋梁承載能力檢測評定規程[2]的有關規定得到的荷載情況，確定最不利的正負彎矩的具體位置，選取的靜載試驗控制截面見表1，試驗控制截面及測點布置圖如圖3，圖4所示。

表1 控制截面和測試內容

3.2 加載工況

試驗共分為6個工況(編號分別為：工況1，工況2，工況3，工況4，工況5，工況6)，分別為在截面A，截面B以及截面C三跨的跨中最大正彎矩的正載試驗和最大正彎矩的偏載試驗，限于篇幅，只列出了截面A的工況1(如圖5所示)、工況2(如圖6所示)的加載圖。為了保證安全，最大正彎矩的正載試驗靜荷載采用兩級加載，分別是：第Ⅰ級：①+②+③；第Ⅱ級：①+②+③+④+⑤+⑥。

4 試驗結果分析

4.1 應變測量結果分析

限于篇幅，只對工況1和工況2的應變測量結果進行分析。表2為工況1和工況2各測點的應變實測值、理論值以及校驗系數，其中受拉為“+”，受壓為“-”。從表中可以看出，靜力試驗荷載作用下主要測點的應變校驗系數值的范圍為0.46～0.73。滿足規范要求的“測點靜力荷載試驗的應變校驗系數值不大于1”的規定。卸載后的相對殘余應變及殘余變位均小于20%，滿足規范要求[1-4]。圖7和圖8為工況1和工況2在試驗荷載作用下控制截面應變變化值與驗算理論值比較圖。從圖中可以看出，實測應變與理論應變的分布規律符合性較好，表明橋梁的橫向受力性能與理論分析結果比較符合。

表2 工況1，工況2應變觀測結果及校驗系數

表3 工況1，工況2撓度觀測結果及校驗系數

4.2 撓度測量結果分析

限于篇幅，只對工況1和工況2的撓度測量結果進行分析。表3為工況1和工況2各測點的撓度實測值、理論值以及校驗系數，其中撓度向下為“+”，向上為“-”。從表3中可以看出，靜力試驗荷載作用下主要測點的撓度校驗系數值的范圍為0.47～0.73。滿足規范要求的“測點靜力荷載試驗的撓度校驗系數值不大于1”的規定[1-4]。圖9和圖10為工況1和工況2在試驗荷載作用下控制截面撓度變化值與驗算理論值比較圖。從圖中可以看出，實測撓度與理論撓度的分布規律符合性較好，表明橋梁的整體受力性能與理論分析結果比較符合。

4.3 裂縫測量結果分析

在試驗前，對橋梁跨中截面進行檢查，未發現肉眼可見裂縫存在，在加載過程中及試驗結束后也未發現肉眼可見裂縫存在。

5 結語

1)橋梁試驗各測點的應變校驗系數、撓度校驗系數、裂縫以及殘余應變和相對殘余變位都符合規范要求，表明該大橋實際剛度較好，結構彈性工作效率較高，整體受力性能良好，試驗橋跨結構剛度滿足設計要求；

2)橋梁在整個荷載試驗過程中，試驗橋跨結構未發現有肉眼可見裂縫產生，橋梁結構抗裂性滿足規范要求。