桂奇琦,李 雪

(江西省公路工程監(jiān)理有限公司，江西 南昌 330013)

橋梁結(jié)構(gòu)靜載試驗作為荷載試驗的主要內(nèi)容，是直接測試橋梁工作性能的一種手段，是評估橋梁結(jié)構(gòu)承載能力以及成橋質(zhì)量最為成熟的一種方法。試驗中采用等效荷載，得到橋梁結(jié)構(gòu)控制截面的應(yīng)力、應(yīng)變、撓度以及變形等參數(shù)，通過與理論設(shè)計值對比，判斷橋梁的實際工作狀態(tài)以及受力性能(包括橋梁結(jié)構(gòu)的剛度、強度、整體受力性能和抗裂性能等)，從而為竣工驗收提供依據(jù)。

1 工程概況

高架橋位于興國縣城境內(nèi)，跨徑組成為18×30 m，全長547 m。主梁橫斷面為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋，上部構(gòu)造采用單箱雙室等高截面C50預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁結(jié)構(gòu)。橋梁寬度：2.5 m(人行道)+2.0 m(非機動車道)+8.0 m(車行道)+2.0 m(非機動車道)+2.5 m(人行道)，全寬17 m，設(shè)計荷載為公路-II級，全橋設(shè)有4道160型伸縮縫。

2 靜載試驗

高架橋上部構(gòu)造采用18跨30 m單箱雙室等高截面C50預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁結(jié)構(gòu)(分為三聯(lián))。根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)的受力特點及現(xiàn)場實際情況，根據(jù)滿足檢測要求利于現(xiàn)場試驗的原則，選取橋梁上部第1跨～第2跨進行靜力荷載試驗。依據(jù)連續(xù)梁橋的結(jié)構(gòu)受力性能、受力特點，選擇下列項目作為試驗主要測試項目：(1)試驗跨跨內(nèi)截面最大正彎矩、最大撓度工況；(2)試驗跨內(nèi)支座最大負彎矩工況。本次試驗測試部位：(1)應(yīng)力(應(yīng)變)：中跨、邊跨主梁最大正彎矩和支座最大負彎矩—截面下緣混凝土拉應(yīng)力(應(yīng)變)；(2)撓度(變形)：中跨、邊跨主梁測試斷面處撓度，梁端支座處撓度(跨中最大撓度修正)。

本次靜載試驗采用等效加載的方式，通過在影響線最不利位置布載，把控制截面在試驗荷載下的最大內(nèi)力值，與控制截面在設(shè)計荷載下的理論內(nèi)力值的比值，作為靜載試驗效率。根據(jù)《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》3.2，本橋靜載試驗是基本荷載試驗，試驗效率介于0.8～1.05之間。

2.1 試驗工況、試驗截面布置

觀測對象選為第1跨～第2跨，圖1中所示。測試共設(shè)6個工況：

工況1：邊跨主梁最大正彎矩、最大撓度偏載；

工況2：邊跨主梁最大正彎矩、最大撓度對稱加載；

工況3：中跨主梁最大正彎矩、最大撓度偏載；

工況4：中跨主梁最大正彎矩、最大撓度對稱加載；

工況5：支座處負彎矩偏載；

工況6：支座處負彎矩對稱加載；

依據(jù)前述測試工況及內(nèi)容，安排測試截面如圖1所示。圖中A-A、B-B、C-C截面為主要測試斷面，分別測試邊跨、中跨跨內(nèi)最大正彎矩(撓度)、最大負彎矩。

在主梁的控制截面梁底及側(cè)面粘貼應(yīng)變及撓度測試元件，支座處斷面布設(shè)撓度計，僅作為計算跨中最大撓度時修正用。

圖1 高架橋控制截面示意圖(單位：m)

2.3 試驗效率

根據(jù)試驗現(xiàn)場的具體情況，此次試驗選擇后八輪載重車作為加載車輛模擬公路-II級的加載情況。各控制截面的試驗加載控制值、試驗效率見表1，各個加載截面的荷載分級見表2。后八輪載重車的技術(shù)參數(shù)見表3。

表1 汽車荷載作用下控制截面內(nèi)力(撓度)及加載效率

表2 加載車輛分級及相應(yīng)加卸載噸位情況表

表3 試驗車輛技術(shù)參數(shù)

3 靜載試驗數(shù)據(jù)

3.1 試驗數(shù)據(jù)整理

圖2 工況1理論應(yīng)變-實測應(yīng)變及效驗系數(shù)曲線圖

圖3 工況1理論位移-實測位移及效驗系數(shù)曲線圖

圖4 工況2理論應(yīng)變-實測應(yīng)變及效驗系數(shù)曲線圖

圖5 工況2理論位移-實測位移及效驗系數(shù)曲線圖

圖6 工況3理論應(yīng)變-實測應(yīng)變及效驗系數(shù)曲線圖

圖7 工況3理論位移-實測位移及效驗系數(shù)曲線圖

圖8 工況4理論應(yīng)變-實測應(yīng)變及效驗系數(shù)曲線圖

圖9 工況4理論位移-實測位移及效驗系數(shù)曲線圖

圖10 工況5理論應(yīng)變-實測應(yīng)變及效驗系數(shù)曲線圖

圖11 工況6理論應(yīng)變-實測應(yīng)變及效驗系數(shù)曲線圖

3.2 試驗數(shù)據(jù)分析

從圖2～圖11可以得出以下結(jié)論：

(1)各個控制截面的試驗數(shù)據(jù)校驗系數(shù)全部符合滿足《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》第3.19.2條之規(guī)定，表明橋梁結(jié)構(gòu)的控制截面實際強度滿足設(shè)計要求；

(2)各個控制截面的應(yīng)變、位移均比理論值要小，表明橋梁實際強度、剛度均比設(shè)計值大。

4 靜載試驗結(jié)論

(1)橋梁試驗跨的主梁(采用30 m單箱雙室等高截面C50預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁)滿足公路-II級的荷載使用要求；

(2)橋梁的實際強度以及剛度都滿足設(shè)計和規(guī)范的要求。