沈陽(yáng)市北海高架橋3# 橋結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)研究

肖福星

（沈陽(yáng)市市政工程設(shè)計(jì)研究院有限公司，遼寧 沈陽(yáng)110000）

1 概述

橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性對(duì)于橋梁使用至關(guān)重要，對(duì)沈陽(yáng)市北海高架橋3#橋進(jìn)行靜載試驗(yàn)是橋梁使用的重要環(huán)節(jié)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

在橋梁靜載試驗(yàn)方面，李建樓[1]對(duì)公路橋的靜載試驗(yàn)檢測(cè)重要性進(jìn)行了全面分析；李松輝等[2]對(duì)靜載試驗(yàn)的橋限取值進(jìn)行了深入探討。

本文對(duì)以沈陽(yáng)市北海高架橋3#橋進(jìn)行了靜載試驗(yàn)，對(duì)橋梁情況進(jìn)行了分析。

2 試驗(yàn)加載安全監(jiān)測(cè)

采用靜載試驗(yàn)方式對(duì)該橋梁進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，對(duì)重要的應(yīng)變和變位測(cè)點(diǎn)和部分受力較大處的裂縫進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，出現(xiàn)下列問(wèn)題之一即暫停或終止試驗(yàn)：

2.1 實(shí)測(cè)的應(yīng)變值數(shù)據(jù)較大，反應(yīng)出進(jìn)入了塑性狀態(tài)，超過(guò)彈性理論計(jì)算值；

2.2 變位數(shù)據(jù)較大，超出規(guī)范值；

2.3 施加荷載后橋梁結(jié)構(gòu)的裂縫變長(zhǎng)、變大，產(chǎn)生新的裂縫并大于規(guī)范值；

2.4 橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了其他情況的破壞，導(dǎo)致橋梁失穩(wěn)或不能使用。

3 靜載試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)布置和試驗(yàn)加載設(shè)計(jì)

工況1：對(duì)1#斷面最大正彎矩加載，加載效率0.97。

測(cè)試內(nèi)容：1#斷面測(cè)點(diǎn)應(yīng)變及變位。

工況2：3#斷面最大正彎矩加載，加載效率0.96。

測(cè)試內(nèi)容：3#斷面測(cè)點(diǎn)應(yīng)變及變位。

工況3：2#斷面最大負(fù)彎矩加載，加載效率1.03。

測(cè)試內(nèi)容：2#斷面測(cè)點(diǎn)應(yīng)變。

4 載試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)分析

4.1 工況1 靜載試驗(yàn)結(jié)果分析

4.1.1 應(yīng)變測(cè)試結(jié)果分析

在工況1 條件下，施加后得到的應(yīng)變數(shù)據(jù)如表1 所示。從表中可以看出，在工況1 荷載作用下，實(shí)測(cè)最大彈性應(yīng)變?yōu)?1.3με,計(jì)算應(yīng)變?yōu)?7.0με，測(cè)值小于計(jì)算值，結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)在0.63～0.67 之間，卸載后，測(cè)試斷面各應(yīng)變測(cè)點(diǎn)的相對(duì)殘余應(yīng)變率均小于20%，表明北海高架橋3#（新橋）處于彈性工作狀態(tài)。

表1 工況1 應(yīng)變測(cè)試結(jié)果

4.1.2 變位測(cè)試結(jié)果

在工況1 荷載作用下試驗(yàn)跨測(cè)試斷面變位實(shí)測(cè)值及計(jì)算值見(jiàn)表2。從表中可以看出，在工況1 荷載作用下，測(cè)試斷面實(shí)測(cè)最大彈性變位為1.92mm，計(jì)算值為3.4mm，結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)0.54～0.56 之間，卸載后，測(cè)試斷面變位測(cè)點(diǎn)的相對(duì)殘余變位小于20%，表明北海高架橋3#（新橋）處于彈性工作狀態(tài)。

圖1 應(yīng)變及變位測(cè)點(diǎn)布置

表2 工況1 變位測(cè)試結(jié)果

4.1.3 工況1 測(cè)試結(jié)果小結(jié)

在工況1 荷載作用下，測(cè)試斷面應(yīng)變結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)在0.63～0.67 之間，均小于1；測(cè)試斷面變位結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)在0.54～0.56 之間，均小于1；卸載后，相對(duì)殘余應(yīng)變及相對(duì)殘余變位均小于20%，表明北海高架橋3#（新橋）第41 跨處于彈性工作狀態(tài)。

綜上所述：在工況1 荷載作用下，結(jié)構(gòu)的承載能力滿(mǎn)足要求。

4.2 工況2 靜載試驗(yàn)結(jié)果分析

4.2.1 應(yīng)變測(cè)試結(jié)果

在工況2 荷載作用下測(cè)試斷面應(yīng)變實(shí)測(cè)值及計(jì)算值見(jiàn)表3。從表中可以看出，在工況2 荷載作用下，實(shí)測(cè)最大彈性應(yīng)變?yōu)?4.3με,計(jì)算應(yīng)變?yōu)?1.5με，測(cè)值小于計(jì)算值，結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)在0.67～0.72 之間，卸載后，測(cè)試斷面各應(yīng)變測(cè)點(diǎn)的相對(duì)殘余應(yīng)變率均小于20%，表明北海高架橋3#（新橋）處于彈性工作狀態(tài)。

表3 工況2 應(yīng)變測(cè)試結(jié)果

4.2.2 變位測(cè)試結(jié)果

在工況1 荷載作用下試驗(yàn)跨測(cè)試斷面變位實(shí)測(cè)值及計(jì)算值見(jiàn)表4。從表中可以看出，在工況1 荷載作用下，測(cè)試斷面實(shí)測(cè)最大彈性變位為1.73mm，計(jì)算值為2.69mm，結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)0.60～0.64 之間，卸載后，測(cè)試斷面變位測(cè)點(diǎn)的相對(duì)殘余變位小于20%，表明北海高架橋3#（新橋）處于彈性工作狀態(tài)。

表4 工況2 變位測(cè)試結(jié)果

4.2.3 工況2 測(cè)試結(jié)果小結(jié)

在工況2 荷載作用下，測(cè)試斷面應(yīng)變結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)在0.67～0.72 之間，均小于1；測(cè)試斷面變位結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)在0.60～0.64 之間，均小于1；卸載后，相對(duì)殘余應(yīng)變及相對(duì)殘余變位均小于20%，表明北海高架橋3#（新橋）第40 跨處于彈性工作狀態(tài)。

綜上所述：在工況2 荷載作用下，結(jié)構(gòu)的承載能力滿(mǎn)足要求。

4.3 工況3 靜載試驗(yàn)結(jié)果分析

4.3.1 應(yīng)變測(cè)試結(jié)果

在工況3 荷載作用下測(cè)試斷面應(yīng)變實(shí)測(cè)值及計(jì)算值見(jiàn)表5。從表中可以看出，在工況3 荷載作用下，實(shí)測(cè)最大彈性應(yīng)變?yōu)?19.8με,計(jì)算應(yīng)變?yōu)?34με，測(cè)值小于計(jì)算值，結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)在0.56～0.58 之間，卸載后，測(cè)試斷面各應(yīng)變測(cè)點(diǎn)的相對(duì)殘余應(yīng)變率均小于20%，表明北海高架橋3#（新橋）處于彈性工作狀態(tài)。

表5 工況3 應(yīng)變測(cè)試結(jié)果

4.3.2 工況3 測(cè)試結(jié)果小結(jié)

在工況3 荷載作用下，跨中測(cè)試斷面應(yīng)變結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)在0.56～0.58 之間，均小于1，表明北海高架橋3#（新橋）處于彈性工作狀態(tài)。

綜上所述：在工況3 荷載作用下，結(jié)構(gòu)的承載能力滿(mǎn)足要求。

5 結(jié)論

5.1 在本次靜載試驗(yàn)施加的靜力荷載作用下，所測(cè)橋梁的試驗(yàn)跨測(cè)試所得的結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)小于1，可以反映出橋梁實(shí)際所處的狀況優(yōu)于理論狀況。

5.2 在靜力載荷卸荷后，所測(cè)點(diǎn)仍然存在一定量的殘余應(yīng)變和變位，但小于20%，反映出梁處于彈性狀態(tài)，沒(méi)有進(jìn)入塑性狀態(tài)。

5.3 試驗(yàn)跨的承載能力滿(mǎn)足要求。