（駐馬店市公路工程開發(fā)有限公司，河南 駐馬店 463000）

橋梁預制單梁的靜載試驗技術

高俊峰

（駐馬店市公路工程開發(fā)有限公司，河南 駐馬店 463000）

橋梁靜載試驗是鑒定梁（板）安全營運的主要手段，文中擬就試驗方法、步驟及檢測結果及其修正逐一作了分析對比，為類似梁（板）提出了靜載試驗中應注意的問題和解決方法。

橋梁；預制單梁；靜載試驗

隨著近年來公路建設的發(fā)展，各種橋梁的建設也日漸增加，而因造價、工期、施工難度等各種因素的影響，大部分橋梁預制、吊裝的組合梁（板）橋，而在架設梁（板）前對單梁（板）及在成橋后對全橋做靜載試驗檢測設計是否安全、施工質量是否滿足規(guī)范及設計要求的重要手段，在此，本文以《鄭盧高速洛寧至盧氏段土建二標大元中橋25m箱梁后張法預應力混凝土箱梁靜載試驗報告》為例，對架設前單梁（板）靜載試驗的步驟及操作技術作分析。

一、工程概況

鄭盧高速洛寧至盧氏段土建二標大元中橋設計荷載等級為：公路-I級，橋梁上部結構采用25m裝配式預應力混凝土（后張法）箱梁（混凝土標號為C50），先簡支后連續(xù)結構體系。

表1 19-5號箱梁在各級試驗荷載作用下各測點撓度測試結果與分析

圖1 箱梁跨中截面撓度和應變測點布置示意圖（圖中單位為cm，B代表應變測點，W代表位移測點）

圖2 箱梁1L/4、3L/4跨截面撓度和應變測點布置示意圖（圖中單位為cm，B代表應變測點，W代表位移測點）

圖3 19-5 號箱梁（中跨邊梁）跨中截面示意圖

由委托單位確定的靜力荷載試驗梁為：19-5號箱梁（中跨邊梁），試驗梁混凝土已達到齡期。設計單位要求的19-5號箱梁（中跨邊梁）試驗梁跨中截面最大控制彎矩均為：2860kN/M。

二、參照規(guī)范及試驗判斷標準

1 參照的設計規(guī)范與標準

1）《公路橋涵設計通用規(guī)范》（JTG D60-2004）；2）《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTG D62-2004）；3）《公路工程技術標準》（JTG B01-2003）；4）《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》（JTG/TJ21-2011）。

2 承載能力判斷標準

根據(jù)施工圖設計文件和遵循的設計規(guī)范，預應力混凝土箱梁的力學性能設計要求為：

1）設計跨中彎矩作用下，預制預應力混凝土箱梁抗彎承載能力滿足要求；2）試驗荷載作用下預制箱梁的最大豎向撓度，不超過1/600L,L為計算跨徑；3）預應力混凝土構件滿足預應力構件對裂縫的要求；4）主要測點的相對殘余變位和相對殘余應變不超過20%。

根據(jù)以上原則，推出判斷構件承載力狀態(tài)的主要標準為：試驗荷載作用下，預應力混凝土箱梁控制截面撓度和應力（變）測試數(shù)據(jù)小于計算結果，即：校驗系數(shù)應小于1.

表2 19-5號箱梁在各級試驗荷載作用下各測點應力測試結果與分析

三、試驗觀測內容

1）試驗梁在各級荷載作用下跨中、L/4、3L/4的撓度；2）試驗梁在各級荷載作用下跨中、L/4、3L/4截面的應變情況；3）試驗梁在荷載完全卸除后變位和應變的恢復情況；4）試驗梁在荷載作用下的裂縫等病害的發(fā)展、開展情況。

四、試驗方法

1 試驗加載方案

本次預制梁荷載試驗的試驗工況/測試項目為梁跨中最大正彎矩工況，試驗控制截面為跨中正截面。19-5號箱梁（中跨邊梁）試驗梁單梁（裸梁）跨中彎矩靜力荷載試驗的控制值為：2860kN*M。結合試驗現(xiàn)場條件，試驗梁實際靜力荷載試驗的跨中彎矩控制值為：2864 kN*M。

試驗加載按跨中彎矩等效原則、采用在試驗梁跨中頂面施加集中力的方式。試驗梁的支撐長度為23.5m，

根據(jù)跨中截面彎矩等效原則，19-5號箱梁（中跨邊梁）換算成控制集中試驗荷載為：p=487kN。

正式加載前對試驗梁進行預加載，使結構進入正常工作狀態(tài)，預加荷載取為最大試驗荷載的30%左右，預壓時間控制在10分鐘，以消除支點和儀器接觸等不利影響，卸載10分鐘后正式試驗。

正式試驗加載，每級加載后持續(xù)10分鐘再觀測、記錄數(shù)據(jù)。卸載分三級卸載，分別為60%、30%、0。

2 檢測內容及量測儀器設備

1）測量梁跨中、1/4跨、3/4跨處正截面的應變及其分布情況。使用應變片及靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀等設備；2）測量梁支座處、跨中、1/4跨、3/4跨處的豎向位移。使用百分表位移計、磁性表座等設備；3）試驗梁在荷載完全卸除后變位和應變的恢復情況；4）觀測梁跨中處附近下邊緣表面的裂縫開展與發(fā)展情況。

3 測點布置

（1）應變測點

試驗箱梁跨中、1/4跨、3/4跨截面在底面和側面腹板上設置應變測點。應變測點布置方案如圖1、圖2所示，每片試驗梁共計16個應變測點。

（2）撓度測點

試驗箱梁在支座處、跨中、1/4跨、3/4跨處布置豎向位移測點點。位移測點布置方案如圖1、圖2、圖3所示，每片試驗梁共計10個位移測點。

五、19-5號箱梁（中跨邊梁）試驗結果分析

1 試驗梁撓度測試結果與分析

表3 19-5號箱梁在各級試驗荷載作用下各測點應力測試結果與分析（續(xù)）

表4 19-5號箱梁各測點殘余撓度測試結果與分析

表5 19-5號箱梁各測點殘余應變測值結果與分析

經(jīng)過支座變形修正和測試誤差處理后，19-5號箱梁在各級試驗荷載作用下各測點的撓度測試結果與分析列入表1中。

分析可知：

實測最大級試驗荷載作用下跨中截面撓度最大值為13.71mm，理論撓度值為14.42mm,撓度校驗系數(shù)為0.95，滿足相關試驗標準的要求。

由試驗結果知，在最大級試驗荷載作用下，梁體的最大撓度為13.71mm，撓跨比F/L=13.71/23500=1/1714,遠小于1/600,說明試驗梁的結構剛度滿足設計要求。

2 試驗梁應力（變）測試結果與分析

經(jīng)過測試誤差處理、將測試應變轉化為應力，19-5號箱梁在各級試驗荷載作用下各測點的應力測試結果與分析列入表3中。

分析可知;

試驗梁在最大試驗荷載作用下，實測梁體跨中截面下緣的最大拉力為5.85MPa,理論計算值為9.2MPa,應力校驗系數(shù)為0.64，滿足相關試驗標準的要求。

3 試驗梁殘余變形測試結果與分析

試驗荷載完全卸除后，19-5號箱梁各測點的殘余撓度測試結果與分析列入表4中，殘余應變測試結果與分析列入表5中。

分析可知：

試驗荷載完全卸除后，試驗梁的最大相對殘余撓度為11.3%，最大殘余應變?yōu)?0.8%，均小于20%，滿足相關試驗標準的要求。

4 試驗過程中試驗梁結構狀況檢查

在試驗梁靜力荷載試驗過程中，經(jīng)仔細檢查，在跨中和其他結構部位未見任何由于試驗荷載作用而產(chǎn)生的結構病害；試驗梁結構未有任何異常情況發(fā)生。

六、試驗結論

根據(jù)靜力荷載試驗結果分析，可以得到如下結論：實測最大級試驗荷載作用下跨中截面撓度最大值為13.71mm,理論撓度值為14.42mm,撓度校驗系數(shù)為0.95，滿足相關試驗標準的要求。試驗撓跨比F/L=13.71/23500=1/1714,遠小于1/600,試驗梁的結構剛度滿足設計要求。

試驗荷載完全卸除后，試驗梁的最大相對殘余撓度為11.3%，最大殘余應變?yōu)?0.8%，均小于20%，滿足相關試驗標準的要求。

在試驗梁經(jīng)理荷載試驗過程中，經(jīng)仔細檢查，在跨中和其他結構部位未見任何由于經(jīng)驗荷載作用而產(chǎn)生的結構病害；試驗梁結構未有任何異常情況發(fā)生。

綜上所述，試驗梁19-5號箱梁（中跨邊梁）抗彎承載能力滿足設計要求，在最大設計荷載作用下，試驗梁剛度滿足規(guī)范要求，試驗梁處于彈性工作狀態(tài)。試驗梁結構性能滿足設計及相關規(guī)范要求

[1]闡述橋梁單梁靜載試驗[J]．城市建設理論研究，2012（33）．

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