司　瑞　（安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計院，安徽 合肥 230001）

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淺談預(yù)制單梁靜載試驗技術(shù)

司瑞（安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計院，安徽 合肥 230001）

橋梁單梁靜載試驗是鑒定梁（板）安全營運的主要手段，單梁靜載試驗是測量單梁在靜力試驗荷載作用下的變形和應(yīng)力變化，它是了解單梁結(jié)構(gòu)實際工作性能如結(jié)構(gòu)剛度、強度等最直接有效的辦法。文章擬就試驗方法、步驟及檢測結(jié)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(yīng)注意的問題和解決方法。

靜載試驗；應(yīng)變；撓度

0　引言

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，現(xiàn)有公路上的交通量日益增長，各種橋梁的建設(shè)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(yù)制、吊裝的組合梁（板）橋，而在架設(shè)梁（板）前對單梁（板）及在成橋后對全橋做靜載試驗檢測設(shè)計是否安全、施工質(zhì)量是否滿足規(guī)范及設(shè)計要求的重要手段，在此，本文以《龍舒西路跨杭北干渠橋預(yù)制梁板單梁靜載試驗檢測報告》為例，對架設(shè)前單梁（板） 靜載試驗的步驟及操作技術(shù)作分析。

1　工程概況

龍舒西路跨杭北干渠橋位于舒城縣政務(wù)區(qū)，橋梁全長50.64m，橋面布置型式為4m（人行道）+14m（機動車道）+4m（人行道）=22m，雙向4車道。橋梁上部采用20m簡支空心板構(gòu)造，全橋共2跨。預(yù)制空心板梁高0.95m，梁寬：中梁1.24m，邊梁1.57m，底寬1.24m，濕接縫寬0.01m，每跨由16片空心板組成，空心板采用C50混凝土，預(yù)應(yīng)力均采用低松弛高強鋼絞線，公稱直徑φ 15.2mm，標(biāo)準強度fpk=1860MPa。橋墩采用柱式橋墩，橋臺采用U型橋臺，橋墩、臺均采用擴大基礎(chǔ)。橋梁設(shè)計荷載：城市-A級 人群：按《城市橋梁設(shè)計規(guī)范》（CJJ11-2011）取值。

2　參照規(guī)范及基本原則

2.1試驗依據(jù)

①《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTG D60-2004）；②《公路工程技術(shù)標(biāo)準》（JTG B01-2003）；③《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTG D62-2004）；④《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》（JTG/T J21-2011）；⑤工程圖紙及相關(guān)資料。

2.2試驗效率確定原則

就某一加載試驗項目而言，其所需加載荷載的數(shù)量和重量，將依據(jù)設(shè)計標(biāo)準活荷載產(chǎn)生的該加載試驗項目對應(yīng)的控制截面內(nèi)力或變位的最不利效應(yīng)值，按下式所確定的原則等效換算而得。

式中：η—靜載試驗荷載效率

S—設(shè)計標(biāo)準活載不計沖擊荷載作用時產(chǎn)生的該加載試驗項目對應(yīng)的控制截面內(nèi)力或變位等的最不利計算效應(yīng)值

μ— 規(guī)范取用的沖擊系數(shù)

3　試驗觀測內(nèi)容

①單梁控制截面在試驗荷載下的應(yīng)變（應(yīng)力）及其分布情況，使用表面應(yīng)變計，靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀等設(shè)備；②單梁控制載面在試驗荷載下的撓度：使用位移計等設(shè)備；③單梁裂縫觀測：觀測梁跨中處附近下邊緣表面的裂縫開展與發(fā)展情況。

4　確定加載試驗效率及加載設(shè)置

4.1確定加載試驗效率

采用Midas/civil 2010建立單梁桿系有限元模型進行分析，得出該單梁加載工況下的試驗效率如表1所示。

該片單梁加載工況下的試驗效率　表1

由上表知，1-8#梁加載工況的試驗效率η均在規(guī)范允許的取值范圍內(nèi)。（注：表中的控制彎矩已計入沖擊系數(shù)。）

4.2加載荷載設(shè)置

結(jié)合計算以及考慮現(xiàn)場的加載設(shè)備，本次單梁靜力試驗荷載采用尺寸為1m×1m×1m，重量為1000kg的沙袋充當(dāng)，采用均布布載。試驗時沙袋的數(shù)量及重量如表2所示。

1-8#梁現(xiàn)場加載時所需沙袋數(shù)量　表2

5　試驗布載及測點布置

5.1試驗布載

1-8#梁的試驗布載示意如下圖1所示。

圖1　1-8#梁的試驗布載示意（單位：m）

5.2測點布置

①應(yīng)變測點：1-8#梁靜載試驗的應(yīng)變測試截面有1/4截面、1/2截面和3/4截面，每個截面在兩側(cè)腹板底部布置2個應(yīng)變測點。②撓度測點：1-8#梁靜載試驗的撓度測試截面有兩端支點附近截面、1/2截面，兩端支點附近截面在梁底布置1個撓度測點，1/2截面在梁底布置2個撓度測點。

6　試驗結(jié)果分析

6.1應(yīng)變、撓度結(jié)果分析

1-8#梁在試驗加載工況下，相對應(yīng)的測試截面各測點應(yīng)變實測值以及實測值與理論計算值對比分析結(jié)果見表3，其中拉應(yīng)變?yōu)檎?、壓?yīng)變?yōu)樨?。相對?yīng)的測試截面各測點撓度實測值以及實測值與理論計算值對比分析結(jié)果見表4，撓度值以豎直向下為正。

1-8#梁在加載工況下各測點應(yīng)變實測以及實測與理論對比分析結(jié)果 表3

1-8#梁在加載工況下各測點撓度實測以及實測與理論對比分析結(jié)果 表4

通過上述數(shù)據(jù)分析可知，龍舒西路跨杭北干渠橋1-8#空心板各測點應(yīng)變校驗系數(shù)分別在0.76～0.84之間，跨中測點撓度校驗系數(shù)為0.71，均在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)，表明該片單梁的強度、剛度能夠滿足設(shè)計規(guī)范及設(shè)計荷載城-A級的運營要求；在加載工況下，各測點應(yīng)變、撓度相對殘余均不大于20%，表明該片單梁結(jié)構(gòu)處于良好的彈性工作狀況，滿足《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》要求。

6.2其他觀測結(jié)果

試驗加載前未發(fā)現(xiàn)該片預(yù)制空心板有明顯的結(jié)構(gòu)裂縫，試驗加載過程中未觀測到新的裂縫產(chǎn)生，同時也未發(fā)生其它異常情況。

7　試驗結(jié)論

①龍舒西路跨杭北干渠橋1-8#空心板各測點應(yīng)變校驗系數(shù)分別在0.76～0.84之間，跨中測點撓度校驗系數(shù)為0.71，均在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)，表明該片單梁的強度、剛度能夠滿足設(shè)計規(guī)范及設(shè)計荷載城-A級的運營要求；在加載工況下，各測點應(yīng)變、撓度相對殘余均不大于20%，表明該片單梁結(jié)構(gòu)處于良好的彈性工作狀況，滿足《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》要求。

②試驗加載前未發(fā)現(xiàn)該片預(yù)制空心板有明顯的結(jié)構(gòu)裂縫，試驗加載過程中未觀測到新的裂縫產(chǎn)生，同時也未發(fā)生其它異常情況。

綜上所述，試驗梁1-8#空心板抗彎承載能力滿足設(shè)計要求，在最大設(shè)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(jié)構(gòu)性能滿足設(shè)計及相關(guān)規(guī)范要求。

[1]交通部基本建設(shè)質(zhì)量監(jiān)督總站，長安大學(xué).橋涵工程試驗檢測技術(shù)[M].北京：人民交通出版社，2004.

[2]王紹棣.闡述橋梁單梁靜載試驗[J].城市建設(shè)理論研究，2012（33）.

U441

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1007-7359(2016)03-0255-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.03.093

司瑞（1986-），男，安徽宿州人，畢業(yè)于長安大學(xué)，碩士，助理工程師。