腹板端部疑似豎向裂縫的預(yù)制T梁單梁靜載試驗(yàn)

方東輝 （安徽省路橋試驗(yàn)檢測有限公司，安徽 合肥 230000）

1 工程概況

某大橋采用3×（4×30m）先簡支后連續(xù)T梁，設(shè)計(jì)荷載等級為公路-Ⅰ級。單幅橋面布置為：0.5m護(hù)欄+11.0m行車道+0.5m護(hù)欄=12.0m，每跨均由5片T梁組成，梁高2.0m，邊梁頂板寬1.85m，中梁頂板寬1.7m，中邊梁底寬均為0.5m，濕接縫寬80cm。

該橋一片邊跨邊梁腹板端部（結(jié)構(gòu)連續(xù)端）存在個(gè)別疑似豎向裂縫（目前處于封閉狀態(tài)、無法測量其寬度），為了解該片預(yù)制T梁單梁狀態(tài)下承載能力能否滿足設(shè)計(jì)荷載公路-Ⅰ級的正常使用要求，對該片邊跨邊梁進(jìn)行單梁靜載試驗(yàn)。

2 測試斷面及測點(diǎn)布置

2.1 測試斷面

1-1斷面：跨中最大正彎矩?cái)嗝?，?yīng)變（應(yīng)力）和撓度（變位）測試；2-2斷面：四分之一跨徑截面正彎矩?cái)嗝?，?yīng)變（應(yīng)力）和撓度（變位）測試；3-3斷面：四分之三跨徑截面正彎矩?cái)嗝?，?yīng)變（應(yīng)力）和撓度（變位）測試；4-4斷面：距支點(diǎn)1/2h內(nèi)側(cè)斜向上45。斜線與梁高中心線相交位置，應(yīng)變（應(yīng)力）測試；5-5及6-6斷面：支點(diǎn)截面，位移（沉降）測試，測試斷面位置示意見圖1。

2.2 測點(diǎn)布置

①1-1、2-2、3-3 及 4-4 斷面應(yīng)變測點(diǎn)布置示意見圖2～圖3。

②1-1、2-2及3-3斷面撓度及支點(diǎn)沉降測點(diǎn)布置示意見圖4。

圖1 測試斷面位置示意圖(單位:mm)

圖2 1-1、2-2及3-3斷面應(yīng)變測點(diǎn)布置示意圖(單位:cm)

圖3 4-4斷面應(yīng)變測點(diǎn)布置示意圖(單位:mm)

圖4 1-1、2-2及3-3斷面撓度及支點(diǎn)沉降測點(diǎn)布置示意圖(單位:cm)

3 效率系數(shù)及加載方式

3.1 效率系數(shù)

第一步，縱向采用橋梁專用有限元程序MIDAS CIVIL2019計(jì)算，橫向分配系數(shù)按剛接梁法計(jì)算；第二步，建立單梁簡支梁模型，施加靜力荷載，得到滿足《公路橋梁荷載試驗(yàn)規(guī)程》（JTG/T J21-01-2015）的控制截面試驗(yàn)荷載值，該片預(yù)制T梁（邊跨邊梁）靜載試驗(yàn)效率見表1。

預(yù)制T梁(邊跨邊梁)靜載試驗(yàn)效率系數(shù) 表1

試驗(yàn)荷載作用下各測試斷面測點(diǎn)應(yīng)變實(shí)測值、理論值和校驗(yàn)系數(shù) 表2

試驗(yàn)荷載作用下各測試斷面測點(diǎn)撓度實(shí)測值、理論值和校驗(yàn)系數(shù) 表3

各測試斷面測點(diǎn)應(yīng)變相對殘余變形 表4

各測試斷面測點(diǎn)撓度相對殘余變形 表5

T梁端部腹板跨縫應(yīng)變測點(diǎn)實(shí)測結(jié)果 表6

由表1可知，本次靜載試驗(yàn)效率系數(shù)介于1.00～1.02之間，滿足《公路橋梁荷載試驗(yàn)規(guī)程》（JTG/T J21-01-2015）中規(guī)定的對交（竣）工驗(yàn)收荷載試驗(yàn)效率系數(shù)宜介于0.85～1.05之間的要求。

3.2 加載方式

根據(jù)試驗(yàn)荷載與設(shè)計(jì)荷載效應(yīng)等效的原則，本次試驗(yàn)采用集中荷載方式進(jìn)行加載?？缰凶畲笳龔澗毓r在T梁在中間位置施加集中力（終級荷載為530.0 kN）；支點(diǎn)最大剪力工況在距T梁端部3.8m位置施加集中力（終級荷載為800.0 kN）。

4 靜載試驗(yàn)結(jié)果

4.1 荷載效應(yīng)校驗(yàn)系數(shù)

①應(yīng)變實(shí)測值與校驗(yàn)系數(shù)：試驗(yàn)荷載作用下該片預(yù)制T梁（邊跨邊梁）各測試斷面測點(diǎn)應(yīng)變實(shí)測值、理論值及校驗(yàn)系數(shù)見表2。

由表2可知，在試驗(yàn)荷載作用下，該片預(yù)制T梁（邊跨邊梁）在最大正彎矩和最大剪力工況下各測點(diǎn)的應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)在0.40～0.80之間。

②撓度實(shí)測值與校驗(yàn)系數(shù)：試驗(yàn)荷載作用下該片預(yù)制T梁（邊跨邊梁）各測試斷面撓度實(shí)測值、理論值及校驗(yàn)系數(shù)見表3。

由3可知，在試驗(yàn)荷載作用下，該片預(yù)制T梁（邊跨邊梁）在最大正彎矩工況下各測點(diǎn)的撓度校驗(yàn)系數(shù)在0.63～0.66之間。

4.2 相對殘余位移（或應(yīng)變）分析

試驗(yàn)荷載作用下該片預(yù)制T梁（邊跨邊梁）各測試斷面測點(diǎn)應(yīng)變相對殘余變形檢測結(jié)果見表4，撓度相對殘余變形檢測結(jié)果見表5。

由表4及表5可知，該片預(yù)制T梁（邊跨邊梁）各測點(diǎn)應(yīng)變相對殘余變形在0.0%～6.7%之間；撓度相對殘余位移在1.4%～1.8%之間。

4.3 裂縫監(jiān)測

①跨中附近裂縫監(jiān)測：該片預(yù)制T梁（邊跨邊梁）試驗(yàn)前檢查未發(fā)現(xiàn)主梁底部存在橫向裂縫，在試驗(yàn)過程中T梁混凝土應(yīng)變數(shù)據(jù)未產(chǎn)生突然增大或突然減小的信號，測試過程中在主梁梁底也未發(fā)現(xiàn)裂縫等情況。

②端部腹板豎向裂縫監(jiān)測：為了解加載期間T梁端部腹板疑似豎向裂縫（目前處于封閉狀態(tài)、無法測量其寬度）的擴(kuò)展情況，在T梁端部腹板選取3條疑似豎向裂縫（具體位置見前圖3）粘貼應(yīng)變片進(jìn)行監(jiān)測，試驗(yàn)荷載下T梁端部腹板跨縫應(yīng)變測點(diǎn)結(jié)果見表6。

由表6可知，在各級試驗(yàn)荷載作用下，T梁（邊跨邊梁）端部跨縫應(yīng)變片測點(diǎn)應(yīng)變值增加均勻，最大荷載加載工況下測試值均為壓應(yīng)變，其值介于-10.7με～-88.6με之間，未發(fā)生異常突變，卸載工況下測試值均接近0με，試驗(yàn)前、試驗(yàn)過程中及試驗(yàn)結(jié)束后現(xiàn)場觀測T梁端部腹板疑似豎向裂縫均未見開展。

5 結(jié)語

①在最大試驗(yàn)荷載作用下，預(yù)制T梁（邊跨邊梁）應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)及撓度校驗(yàn)系數(shù)均小于1，滿足規(guī)范規(guī)定的要求，表明該片制T梁（邊跨邊梁）實(shí)際受力狀況要好于理論狀況。

②在試驗(yàn)荷載作用下，預(yù)制T梁（邊跨邊梁）應(yīng)變相對殘余變形及撓度相對殘余變形均小于20.0%，表明該片預(yù)制T梁（邊跨邊梁）具備較好的彈性回復(fù)能力。

③該片預(yù)制T梁（邊跨邊梁）主梁底部試驗(yàn)前、試驗(yàn)過程中及試驗(yàn)結(jié)束后現(xiàn)場觀測未見橫向裂縫，在試驗(yàn)過程中T梁混凝土應(yīng)變數(shù)據(jù)也未產(chǎn)生突然增大或突然減小的信號；試驗(yàn)T梁端部跨縫應(yīng)變片測點(diǎn)應(yīng)變值增加均勻，最大荷載加載工況下測試值均為壓應(yīng)變，未發(fā)生異常突變，卸載工況下測試值均接近0με，試驗(yàn)前、試驗(yàn)過程中及試驗(yàn)結(jié)束后現(xiàn)場觀測T梁端部腹板疑似豎向裂縫均未見開展。

綜上所述，在正常使用極限狀態(tài)下，腹板端部存在疑似豎向裂縫的邊跨邊梁單梁狀態(tài)下能夠滿足公路-Ⅰ級設(shè)計(jì)荷載的正常使用要求。