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【摘要】本文以醴茶高速幾座典型中小跨徑連續(xù)T梁橋位工程背景，運(yùn)用midas/civil2012建立相應(yīng)空間有限元模型，系統(tǒng)討論了橋面調(diào)平層剛度對(duì)成橋荷載試驗(yàn)理論計(jì)算（控制截面撓度、應(yīng)力）結(jié)果的影響，分析結(jié)果表明：對(duì)于中小跨徑梁而言，進(jìn)行成橋荷載試驗(yàn)方案確定時(shí)，必須計(jì)入調(diào)平層剛度，否則造成理論計(jì)算結(jié)果偏大20%～30%，荷載試驗(yàn)校驗(yàn)系數(shù)偏小。

【關(guān)鍵詞】橋梁靜載試驗(yàn)；結(jié)果分析

1、概述

橋梁靜載試驗(yàn)方案的擬定一般需要運(yùn)用有限元軟件，通過將加載車等效為集中荷載，結(jié)合控制截面內(nèi)力影響線確定加載位置，求得加載效率并得到應(yīng)變、撓度控制值。在靜載試驗(yàn)實(shí)施過程中，將據(jù)此應(yīng)變、撓度控制值判斷結(jié)構(gòu)承載能力及運(yùn)營條件，若實(shí)測值超過控制值，則需要立即停止加載，查找超限原因。若控制值計(jì)算不精確，則可能導(dǎo)致誤判。

對(duì)于中小跨徑橋梁而言，橋面調(diào)平層一般采用混凝土現(xiàn)澆層，厚度為8cm—10cm，其標(biāo)號(hào)與主梁混凝土大致相當(dāng)，其剛度對(duì)梁板受力有一定貢獻(xiàn)。本文將以醴茶高速公路幾座典型橋梁為工程背景，定量討論調(diào)平層剛度對(duì)應(yīng)變、撓度控制值的影響，并得出有關(guān)結(jié)論。

2、工程概況

醴茶高速公路是湖南省高速公路網(wǎng)岳汝高速的一段，途經(jīng)醴陵市、攸縣、茶陵縣，主線全長105km，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為雙向四車道高速公路，設(shè)計(jì)速度為100公里/小時(shí)，路基寬度26m，橋梁設(shè)計(jì)汽車荷載等級(jí)采用公路Ⅰ級(jí)，采用瀝表砼路面結(jié)構(gòu)。本文選取醴茶高速第6合同段樂家廟大橋4×25m、第12合同段寨下大橋5×30m、第2合同段南河大橋3×40m等三種跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T梁橋。其中，25m跨徑T梁梁高1.7m，30m跨徑T梁梁高為2.0m，40m跨徑T梁梁高為2.5m。三類跨徑橋梁橫斷面及各片T梁編號(hào)如圖1所示。

3、有限元模型

根據(jù)設(shè)計(jì)施工圖紙，分別建立空間梁格有限元模型。模型中T梁采用梁單元，其截面尺寸不計(jì)入調(diào)平層，加載車采用等效集中荷載。為便于分析調(diào)平層厚度的影響，將調(diào)平層采用板單元模擬。若不考慮調(diào)平層的影響，則將板厚設(shè)置為0.001m，若計(jì)入調(diào)平層厚度，則將板厚設(shè)置為0.08m。三類橋梁有限元加載模型如下圖所示。

4、計(jì)算分析結(jié)果對(duì)比

為便于對(duì)比，本文擬定2個(gè)工況，即：

工況1：邊跨跨中最大正彎矩工況（外偏）；

工況2：主跨（次邊跨）跨中最大正彎矩工況（外偏）；

在此工況下，將加載車等效成集中荷載加于相應(yīng)位置，求得控制斷面（邊跨跨中、主跨或次邊跨跨中）控制撓度、應(yīng)力值對(duì)比如下表所示。表中，撓度為負(fù)值表示下?lián)?，?yīng)力以壓應(yīng)力為負(fù)值。表中“偏差百分比δ=（不考慮橋面調(diào)平層/考慮橋面調(diào)平層-1）×100%”。偏差百分比為正則表示考慮橋面調(diào)平層則計(jì)算理論值小于不考慮橋面調(diào)平層計(jì)算理論值。

5、結(jié)論

（1）依據(jù)《公路橋梁承載能力檢測評(píng)定規(guī)程》（JTG-T J21-2011）相關(guān)規(guī)定，橋梁結(jié)構(gòu)效驗(yàn)系數(shù)；為實(shí)測彈性變位或者應(yīng)變值，為理論計(jì)算變位或者應(yīng)變值。如前文所述，為不考慮調(diào)平層理論計(jì)算變位或應(yīng)變值，為不考慮調(diào)平層效驗(yàn)系數(shù)；為考慮調(diào)平層理論計(jì)算變位或應(yīng)變值，考慮調(diào)平層效驗(yàn)系數(shù)。則考慮橋面調(diào)平層，其效驗(yàn)系數(shù)會(huì)偏小。

（2）以樂家廟大橋工況1下1#梁為例，若實(shí)測撓度為8.58mm，不考慮調(diào)平層厚度時(shí)，其效驗(yàn)系數(shù)為0.86，結(jié)構(gòu)承載能力滿足要求，若考慮調(diào)平層剛度對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，則其效驗(yàn)系數(shù)為1.00，得出承載能力不滿足要求的相反結(jié)論。而橋梁荷載試驗(yàn)為通過校驗(yàn)系數(shù)直接判定橋梁承載能力是否滿足要求，偏安全考慮，建議計(jì)算應(yīng)該考慮橋面調(diào)平層剛度的貢獻(xiàn)，甚至對(duì)于現(xiàn)澆鋼筋混凝防撞欄，也要考慮其剛度貢獻(xiàn)。

（3）考慮調(diào)平層剛度與否，其效驗(yàn)系數(shù)差別在17.0%～1.6%，且對(duì)于控制梁板影響大，對(duì)于非控制梁板影響較小。對(duì)于各類橋梁，建議混凝土橋面與梁體結(jié)合較好，在計(jì)算中可以考慮調(diào)平層厚度扣除2cm磨耗層（或者調(diào)平層厚度不均勻）后參與共同受力。

參考文獻(xiàn)

[1]交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院.公路橋梁承載能力檢測評(píng)定規(guī)程（JTG/T J21-2011）[S].北京：人民交通出版社，2011.11 33-37