張顯昆

(貴州省交通科學研究院有限責任公司，貴州貴陽 550008)

1 工程概況

某特大橋位于貴州省境內(nèi)湄潭至余慶公路上，大橋跨越烏江，橋梁全長375.3 m。橋梁上部結(jié)構(gòu)為90 m+160 m+90 m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋。大橋設(shè)計荷載為:公路—Ⅰ級。橋梁下部采用雙肢薄壁式主墩，嵌巖群樁基礎(chǔ);過渡墩為圓形實心墩，嵌巖樁基礎(chǔ)。橋臺為重力式橋臺，擴大基礎(chǔ)。主橋:箱梁采用懸臂澆筑施工;1號、2號橋墩采用支架翻模施工，樁基為鉆孔樁。引橋:T梁預(yù)制安裝，3號墩采用支架現(xiàn)澆，樁基為人工成孔。

大橋于2010年3月建成，根據(jù)國家相關(guān)規(guī)范及部門的要求，對新建的特大橋梁應(yīng)進行荷載試驗檢測，檢驗橋梁結(jié)構(gòu)整體受力性能是否滿足設(shè)計文件和標準規(guī)范的要求，并根據(jù)檢測結(jié)果，采取相應(yīng)的養(yǎng)護措施。為了解大橋的實際承載能力，需對大橋進行靜力荷載試驗檢測，對橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形進行觀測，可以了解橋梁結(jié)構(gòu)當前的實際受力狀況及其工作性能，并據(jù)此評價當前橋梁的實際承載能力是否滿足設(shè)計荷載等級要求。

2 試驗方案

根據(jù)試驗檢測的目的和要求，通過對橋位現(xiàn)場的考察，進行了荷載試驗方案的具體設(shè)計，確定了試驗的內(nèi)容和測點的位置，對現(xiàn)場試驗的荷載準備和加載工況進行了合理的安排，進行了試驗儀器的準備和測試方法的研究。

2.1 理論計算

大橋結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析計算采用平面桿系有限元程序模擬完成。計算中結(jié)構(gòu)尺寸參照設(shè)計圖紙，結(jié)合大烏江特大橋的結(jié)構(gòu)特點及橋梁結(jié)構(gòu)有限元計算的要求，大橋為連續(xù)剛構(gòu)結(jié)構(gòu)，橋面系劃分為106個單元、墩柱劃分為42個節(jié)點、支座6個單元，共計154個單元，計算模型見圖1。

圖1 大橋有限元計算模型

2.2 測點布置

依據(jù)結(jié)構(gòu)的計算結(jié)果，荷載試驗選取大橋主橋作為試驗對象，應(yīng)力測試截面共設(shè)置了如圖2所示的K1，K2共2個截面作為應(yīng)力測試截面，其中K1為1號主墩墩頂附近截面;K2為主跨1/2截面。

圖2 應(yīng)變測試截面布置示意圖

設(shè)置了F1～F3共3個截面作為撓度測試截面，位置為主跨的4分點位置，見圖3。

各截面的測點布置如圖4所示。

圖3 撓度測試截面布置示意圖

圖4 應(yīng)變測點布置示意圖

3 試驗結(jié)果及分析

3.1 荷載效率

根據(jù)理論計算結(jié)果以及規(guī)范要求，靜載試驗中各工況下的試驗荷載效率必須滿足規(guī)范規(guī)定的荷載效率系數(shù)范圍(0.80～1.05)，因此各工況荷載效率如表1所示，只有相關(guān)荷載試驗的結(jié)果才可以用作評價其承載能力的依據(jù)。確定加載車輛為8輛30 t的單車。

表1 靜載試驗荷載效率

3.2 試驗結(jié)果及分析

在各加載工況下，試驗截面應(yīng)變測試結(jié)果見表2～表4。

表2 墩頂截面K1應(yīng)力結(jié)果分析

表3 跨中截面K2應(yīng)力結(jié)果分析

表4 撓度測試結(jié)果分析

3.3 試驗結(jié)論

大橋在公路—Ⅰ級荷載作用下的試驗荷載效率分別為:墩頂截面測試工況其值為0.88;跨中截面測試工況其值為0.95;基本滿足《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》中對基本荷載試驗規(guī)定的要求。

1)從表2及表3可看出墩頂截面應(yīng)力校驗系數(shù)在0.69～0.89之間;跨中截面應(yīng)力校驗系數(shù)在0.16～0.54之間;2)從表4可看出墩頂截面撓度校驗系數(shù)在0.57～0.65之間;跨中截面撓度校驗系數(shù)在0.62 ～0.69 之間。

大橋在滿足橋梁靜力荷載試驗標準的荷載作用下，各控制截面的應(yīng)力、撓度相對殘余值滿足規(guī)范不超過0.2的要求，表明橋梁結(jié)構(gòu)工作處于彈性變形范圍內(nèi)。各控制截面在實際汽車荷載作用下的應(yīng)力、撓度校驗系數(shù)處于正常校驗系數(shù)范圍內(nèi)，說明橋梁結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計的強度和剛度要求。

［1］ 易圣濤.大跨度鋼筋混凝土橋梁試驗方法［M］.北京:人民交通出版社，1982:10.

［2］ 中交公路規(guī)劃設(shè)計院.公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范［M］.北京:人民交通出版社，2004:10.