某連續(xù)T梁橋靜載試驗檢測分析

李 政 趙 恒 肖 珍

常德學(xué)院 湖南 常德 415000

1 項目簡介

某城市立交橋全長391m，共3聯(lián)，為（3×35）m+（4×45）m+（3×35）m預(yù)應(yīng)力混凝土先簡支后連續(xù)T型梁橋，橫斷面形式為3.0m人行道+6.5m(非機動車道+單位車輛進(jìn)出車道)+11.5m機動車道+0.5m防撞墻+0.5m花槽=22m。橋梁照片、立面布置及第二聯(lián)橫斷面布置圖如圖1-3所示。

圖1 橋梁照片

圖2 立面布置圖（從上至下依次為第一、二、三聯(lián)）

圖3 第二聯(lián)橫斷面布置圖

2 靜載試驗

2.1 試驗T梁

選擇該立交橋第二聯(lián)4×45m連續(xù)T梁中的一片45mT梁（第4跨左幅4#梁）進(jìn)行靜載試驗，試驗梁屬邊跨（第4跨）中梁，為裸梁，試驗時按連續(xù)梁考慮。

2.2 試驗荷載

（1）理論計算設(shè)計內(nèi)力

根據(jù)《城市橋梁設(shè)計規(guī)范》（CJJ 11-2011）可知[1]，該橋梁汽車荷載按城-A級；人群荷載為3.6kPa。對試驗梁進(jìn)行理論計算可知梁設(shè)計彎矩如表1所示。

表1 試驗梁跨中截面設(shè)計荷載彎矩值

（2）試驗荷載

本次靜載試驗采用堆載鋼筋方式進(jìn)行模擬試驗加載，擬采用1/2跨徑布載方案。根據(jù)彎矩等效的原則，計算加載集度為q=32M/ (3L2)=30.9kN/m，則需要鋼筋的重量為G=qL=680kN，即需要68噸鋼筋。按每捆鋼筋重2.3噸，則需要鋼筋捆數(shù)30捆。

（3）加載效率

根據(jù)《公路橋梁荷載試驗規(guī)程》（JTG/T J21-01-2015）的要求[2]，橋梁的靜力試驗按荷載效率來確定試驗的最大荷載。在試驗荷載作用下，試驗梁控制截面的內(nèi)力值及加載效率計算結(jié)果如表2所示。由此可見，試驗梁加載效率滿足規(guī)范要求。

2.3 測點布置

（1）變形測點：在兩邊支座及L/4、L/2、3L/4處兩側(cè)布置，共10個，變形測點布置詳見圖4所示，變形采用百分表量測。

圖4 T梁變形測點布置圖

（2）應(yīng)變測點：沿跨中截面的腹板布置，共4個，詳見應(yīng)變測點布置圖5所示。

圖5 應(yīng)變測點布置示意圖

（3）裂縫測點：試驗前對各聯(lián)各跨梁進(jìn)行了全面詳細(xì)的檢查，未發(fā)現(xiàn)有明顯裂縫存在。在整個靜載試驗過程中，應(yīng)對試驗梁的裂縫情況進(jìn)行仔細(xì)觀測，觀測各級荷載作用下T梁裂縫情況。

2.4 加載方式

本次靜載試驗采用鋼筋作為配重分三級進(jìn)行加載。第一級加載，跨中20m長度內(nèi)均勻加載16捆鋼筋，2層布置；第二級加載，跨中20m長度內(nèi)繼續(xù)加載6捆鋼筋，2層布置；第三級加載，跨中20m長度內(nèi)繼續(xù)加載6捆鋼筋，3層布置，靜載試驗加載如圖6-7所示。

圖6 45m跨徑T梁布載結(jié)構(gòu)圖

圖7 試驗梁加載示意圖（單位：cm）

2.5 理論變形

經(jīng)計算試驗梁在各級荷載作用下，試驗T梁在L/4、跨中、3L/4截面處變形及跨中梁底應(yīng)變的理論計算結(jié)果如表3所示。

表3 控制截面變形及應(yīng)力理論計算值

每施加一級荷載，持荷20分鐘，記錄各測點變形及應(yīng)變；當(dāng)荷載加至最大試驗荷載后，持荷30分鐘或梁體下?lián)喜怀^0.1mm/min，記錄各測點的變形及應(yīng)變，并檢查梁體是否有裂縫發(fā)生。

2.6 試驗終止條件

當(dāng)試驗過程中發(fā)生下列情況應(yīng)中途停止加載[3-4]：

（1）控制測點應(yīng)力、變形（或撓度）已達(dá)到或超過計算的控制值時；

（2）結(jié)構(gòu)裂縫的長度或縫寬急劇增加，新裂縫大量出現(xiàn)或縫寬超過允許值的裂縫大量增多時；

（3）橋梁沿跨長方向的實測變形曲線分布規(guī)律與計算結(jié)果相差過大時；

（4）發(fā)生其它影響橋梁承載能力或正常使用的損壞時。

3 試驗結(jié)果

3.1 應(yīng)變檢測結(jié)果

試驗梁跨中截面腹板在不同荷載工況下的應(yīng)力值，詳見表4，試驗梁的應(yīng)變及變形實測值均小于理論值，且分布規(guī)律與理論計算一致。

表4 各應(yīng)變測點微應(yīng)變理論值與實測值

3.2 變形檢測結(jié)果

通過靜載試驗，并考慮支座沉降的影響，可得到試驗梁測點在各級荷載作用下的實測變形值，可知各點的實測變形值均小于理論計算值。各測點變形檢測結(jié)果如表5所示。橋梁各測點的實測變形曲線與理論計算曲線一致（如圖8所示）。

表5 各測點變形實測值和理論值比較表

圖8 截面變形測試值與理論值比較圖

3.3 裂縫檢測結(jié)果

在整個加載、卸載過程中，未見試驗梁參數(shù)開裂現(xiàn)象。

4 結(jié)論

通過對該立交橋進(jìn)行靜載試驗，可得到以下結(jié)論：

（1）該橋梁的試驗加載效率為98.3%，滿足規(guī)范的要求。

（2）跨中截面腹板測點最大理論微應(yīng)變值為210με，實測最大微應(yīng)變?yōu)?63變形，檢校效率為0.776，其它各點的實測微應(yīng)變值均小于理論計算值，各點的殘余應(yīng)變均小于20%，應(yīng)變滿足規(guī)范的要求。

（3）跨中截面最大理論計算變形值為29.49mm，實測最大變形為22.54mm，檢校效率為0.764，其它各點的實測變形值均小于理論計算值，滿足規(guī)范的要求。

（4）試驗梁在試驗荷載作用下梁體均未開裂，滿足規(guī)范及設(shè)計要求。