| 标题 | 连续箱梁桥静荷载试验研究 |
| 范文 | 张 理 摘要：以工程实践为例，介绍连续箱梁桥静荷载试验加载、挠度、应变测试，及承载能力分析。 关键词：连续箱梁桥；静载试验；挠度；应变 Loading tests on continuous box Liang Qiaojing Zhang Li （Transportation Science and Technology Research Institute Co.， Ltd. of Henan Province， Zhengzhou 450006） Abstract： The engineering practice as an example， The continuous box girder bridges load， load test deflection， strain measurement， analysis and bearing capacity. Keyword： Continuous box girder bridge； statical test； bending； strain 1.桥梁概况 某连续梁桥，桥面全宽度为15.5米，布置为：0.5m防撞护栏+14.5m行车道+0.5m防撞护栏。设计荷载：1.3倍公路-Ι级。 上部结构为变高度预应力混凝土连续箱梁桥，分左右两幅，沿桥梁中心线对称布置；桥梁跨径组合为87m +130m +87m，单幅桥长304m，单幅桥宽15.5m，双向6车道，顶面设2%单向横坡。主梁采用单箱单室直腹板箱型截面，中支点梁高7.8m，边支点处梁高3.2m。顶板宽15.5m，两悬臂各长3.75m，底板宽8m，悬臂板端部厚20cm，根部厚65cm。顶板除支点处加厚外全跨等厚30cm，底板除支点加厚外其余截面厚30～96.5cm，梁底和底板顶曲线均采用1.6次抛物线，梁底曲线方程为：y=-0.0062363593X1.6，底板顶曲线方程为y=-0.005286396374X1.6，腹板厚60～80cm。主箱梁预应力采用纵、横、竖三向预应力体系。主梁采用C50混凝土，按照悬臂现浇法施工。下部采用矩形墩身，钻孔灌注桩基础。本桥采用节段悬臂施工法施工。先由0#段对称向两侧悬臂施工，形成单“T”，先合拢边跨，再合拢中跨，完成梁部施工。主梁最大悬臂施工长度64m，分成18个悬臂段，边跨直线段长22.85m，在边墩旁架设支架现浇施工。 2.试验的内容 为了满足鉴定桥梁承载力的要求，试验荷载的工况选择要反映桥梁结构的最不利受力状态，采用结构的内力包络图来确定。采用桥梁计算软件计算并进行分析，根据包络图和该桥的受力特点确定测试截面。测试位置示意图如图2.1所示。 图2.1静荷载试验测试位置示意图（尺寸单位：cm） 主要包括以下几个方面的检测内容： （1）试验荷载作用下，A截面的应力测试； （2）试验荷载作用下，B截面的应力测试； （3）试验荷载作用下，C截面的应力测试； （4）试验荷载作用下，A、C、D截面的挠度测试； （5）试验荷载作用下，桥梁测试跨的裂缝发展情况及裂缝宽度观测。 3.测点布置及测试方法 根据试验目的和试验内容的要求进行加载与测点布置，在A截面布置9个应变计；B截面布置18个应变计；C截面布置9个应变计。全桥共布置应变计36个。 4.试验工况和加载方法 选取汽车作为试验荷载。该桥加载的控制荷载等级依照公路-I级的1.3的效应确定。本次试验采用等效荷载的原则布载，试验采用总重40吨载重汽车共18辆。 与测试内容对应，本次静力荷载试验共分为6种试验工况，为保证试验过程中桥梁的安全，且在规定时间内完成试验内容，每个工况拟分为3级加载，控制梁体的变形。每种工况下均采用3列车队加载。使用桥梁计算软件作出各测试截面的弯矩和挠度影响线图，根据影响线可确定各工况中汽车荷载的位置如下： 工况1：A截面Mmax横桥向正载；工况2：A截面Mmax横桥向偏载；工况3：B截面Mmin横桥向正载；工况4：B截面Mmin横桥向偏载；工况5：C截面Mmax横桥向正载；工况6：C截面Mmax横桥向偏载；上述各工况中试验荷载对测试截面产生的荷载效应和标准活荷载效应的最大值汇总如表 4.1所示： 表4.1 试验荷载效应与控制荷载效应的对比表 工况 项目 试验荷载下的 计算值①（kN?；m） 控制荷载的 最不利值②（kN?；m） 荷载效率 η=①/② GK01 A截面Mmax正载 40852 46706 0.87 GK02 A截面Mmax偏载 GK03 B截面Mmin正载 -95556 -108080 0.88 GK04 B截面Mmin偏载 GK05 C截面Mmax正载 45111 51928 0.87 GK06 C截面Mmax偏载 由表4.1可见，试验跨各测试截面在试验荷载下的弯矩效应值均达到了设计荷载效应的85%以上，这就保证了试验的有效性。 5.试验结果 5.1位移测试结果 图5.1 工况一桥梁纵向位移图 图5.2 工况三桥梁纵向位移图 图5.3 工况五桥梁纵向位移图 5.2应力测试结果 图5.4 工况一作用下A截面理论和实测应力 由图5.4可以看出，在荷载作用下，A截面实测应力均小于理论值，实测中性轴位置和理论值基本相符。 图5.5 工况五作用下C截面理论和实测应力 由图5.5可以看出，在荷载作用下，C截面实测应力均小于理论值，实测中性轴位置和理论值基本相符。 5.3应变花测试结果 表5.1 应变花试验结果与校验系数 工况 E（MPa） ε0（10-6） ε45（10-6） ε90（10-6） σ（MPa） τmax（MPa） Φ（°） 工况三 34500 2 4 -5 0.12 0.19 28.8 工况四 34500 1 5 -7 0.13 0.26 31.7 由表5.1可以看出，在工况三、工况四作用下，B截面腹板中性轴处剪应力较小，最大为0.26MPa，主拉应力较小，最大为0.13MPa。 6.裂缝观察 在试验开始前后及试验加载过程中，对试验桥梁的主梁进行了裂缝检查。未发现有因加载而产生的裂缝。说明在试验荷载作用下，桥梁结构在弹性范围工作，试验荷载对桥梁是安全的。 7.分析和结论 该桥测试跨荷载试验的结果及分析表明： 7.1本桥荷载试验的效率在0.8～1.05之间，其试验结果能够反映结构现有的技术状态。这就保证了试验的有效性。 7.2在各试验工况作用下，各测试截面位置未发现有因加载而产生的裂缝。说明在试验荷载作用下，桥梁结构在弹性范围内工作，试验荷载对桥梁是安全的。 7.3在试验荷载作用下，各控制截面横向挠度测点和桥面纵向挠度的实测挠度值均小于相应的理论计算值，挠度校验系数介于0.52～0.87之间，相对残余均小于规定限值20%，试验桥跨刚度满足设计活载要求。 7.4在试验荷载作用下，各测试截面主要测点的实测应变值均小于相应的理论计算值，应变校验系数介于0.37～0.87之间，相对残余均小于规定限值20%，试验桥跨强度满足设计活载要求。 综上所述，该桥的静载试验结论如下：该连续梁桥承载能力满足设计要求。 参考文献 [1] 公路工程技术标准.JTG-B01-2003. [2] 公路桥涵设计通用规范.JTGD60-2004.交通部发布. [3] 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范.JTGD62-2004.交通部发布. [4] 公路桥梁承载能力检测评定技术规程.JTG/T J21-2011. _____________________ 【文章编号】1627-6868（2013）07-0007-04 【作者简介】张理（1979-），男，河南郑州人，工程师，主要从事桥梁的检测、科研工作。 |
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