肖福星
(沈陽(yáng)市市政工程設(shè)計(jì)研究院有限公司,遼寧 沈陽(yáng)110000)
橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性對(duì)于橋梁使用至關(guān)重要,對(duì)沈陽(yáng)市北海高架橋3#橋進(jìn)行靜載試驗(yàn)是橋梁使用的重要環(huán)節(jié),具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
在橋梁靜載試驗(yàn)方面,李建樓[1]對(duì)公路橋的靜載試驗(yàn)檢測(cè)重要性進(jìn)行了全面分析;李松輝等[2]對(duì)靜載試驗(yàn)的橋限取值進(jìn)行了深入探討。
本文對(duì)以沈陽(yáng)市北海高架橋3#橋進(jìn)行了靜載試驗(yàn),對(duì)橋梁情況進(jìn)行了分析。
采用靜載試驗(yàn)方式對(duì)該橋梁進(jìn)行了監(jiān)測(cè),對(duì)重要的應(yīng)變和變位測(cè)點(diǎn)和部分受力較大處的裂縫進(jìn)行了監(jiān)測(cè),出現(xiàn)下列問(wèn)題之一即暫?;蚪K止試驗(yàn):
2.1 實(shí)測(cè)的應(yīng)變值數(shù)據(jù)較大,反應(yīng)出進(jìn)入了塑性狀態(tài),超過(guò)彈性理論計(jì)算值;
2.2 變位數(shù)據(jù)較大,超出規(guī)范值;
2.3 施加荷載后橋梁結(jié)構(gòu)的裂縫變長(zhǎng)、變大,產(chǎn)生新的裂縫并大于規(guī)范值;
2.4 橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了其他情況的破壞,導(dǎo)致橋梁失穩(wěn)或不能使用。
3 靜載試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)布置和試驗(yàn)加載設(shè)計(jì)
工況1:對(duì)1#斷面最大正彎矩加載,加載效率0.97。
測(cè)試內(nèi)容:1#斷面測(cè)點(diǎn)應(yīng)變及變位。
工況2:3#斷面最大正彎矩加載,加載效率0.96。
測(cè)試內(nèi)容:3#斷面測(cè)點(diǎn)應(yīng)變及變位。
工況3:2#斷面最大負(fù)彎矩加載,加載效率1.03。
測(cè)試內(nèi)容:2#斷面測(cè)點(diǎn)應(yīng)變。
4.1.1 應(yīng)變測(cè)試結(jié)果分析
在工況1 條件下,施加后得到的應(yīng)變數(shù)據(jù)如表1 所示。從表中可以看出,在工況1 荷載作用下,實(shí)測(cè)最大彈性應(yīng)變?yōu)?1.3με,計(jì)算應(yīng)變?yōu)?7.0με,測(cè)值小于計(jì)算值,結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)在0.63~0.67 之間,卸載后,測(cè)試斷面各應(yīng)變測(cè)點(diǎn)的相對(duì)殘余應(yīng)變率均小于20%,表明北海高架橋3#(新橋)處于彈性工作狀態(tài)。
表1 工況1 應(yīng)變測(cè)試結(jié)果
4.1.2 變位測(cè)試結(jié)果
在工況1 荷載作用下試驗(yàn)跨測(cè)試斷面變位實(shí)測(cè)值及計(jì)算值見(jiàn)表2。從表中可以看出,在工況1 荷載作用下,測(cè)試斷面實(shí)測(cè)最大彈性變位為1.92mm,計(jì)算值為3.4mm,結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)0.54~0.56 之間,卸載后,測(cè)試斷面變位測(cè)點(diǎn)的相對(duì)殘余變位小于20%,表明北海高架橋3#(新橋)處于彈性工作狀態(tài)。
圖1 應(yīng)變及變位測(cè)點(diǎn)布置
表2 工況1 變位測(cè)試結(jié)果
4.1.3 工況1 測(cè)試結(jié)果小結(jié)
在工況1 荷載作用下,測(cè)試斷面應(yīng)變結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)在0.63~0.67 之間,均小于1;測(cè)試斷面變位結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)在0.54~0.56 之間,均小于1;卸載后,相對(duì)殘余應(yīng)變及相對(duì)殘余變位均小于20%,表明北海高架橋3#(新橋)第41 跨處于彈性工作狀態(tài)。
綜上所述:在工況1 荷載作用下,結(jié)構(gòu)的承載能力滿(mǎn)足要求。
4.2.1 應(yīng)變測(cè)試結(jié)果
在工況2 荷載作用下測(cè)試斷面應(yīng)變實(shí)測(cè)值及計(jì)算值見(jiàn)表3。從表中可以看出,在工況2 荷載作用下,實(shí)測(cè)最大彈性應(yīng)變?yōu)?4.3με,計(jì)算應(yīng)變?yōu)?1.5με,測(cè)值小于計(jì)算值,結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)在0.67~0.72 之間,卸載后,測(cè)試斷面各應(yīng)變測(cè)點(diǎn)的相對(duì)殘余應(yīng)變率均小于20%,表明北海高架橋3#(新橋)處于彈性工作狀態(tài)。
表3 工況2 應(yīng)變測(cè)試結(jié)果
4.2.2 變位測(cè)試結(jié)果
在工況1 荷載作用下試驗(yàn)跨測(cè)試斷面變位實(shí)測(cè)值及計(jì)算值見(jiàn)表4。從表中可以看出,在工況1 荷載作用下,測(cè)試斷面實(shí)測(cè)最大彈性變位為1.73mm,計(jì)算值為2.69mm,結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)0.60~0.64 之間,卸載后,測(cè)試斷面變位測(cè)點(diǎn)的相對(duì)殘余變位小于20%,表明北海高架橋3#(新橋)處于彈性工作狀態(tài)。
表4 工況2 變位測(cè)試結(jié)果
4.2.3 工況2 測(cè)試結(jié)果小結(jié)
在工況2 荷載作用下,測(cè)試斷面應(yīng)變結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)在0.67~0.72 之間,均小于1;測(cè)試斷面變位結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)在0.60~0.64 之間,均小于1;卸載后,相對(duì)殘余應(yīng)變及相對(duì)殘余變位均小于20%,表明北海高架橋3#(新橋)第40 跨處于彈性工作狀態(tài)。
綜上所述:在工況2 荷載作用下,結(jié)構(gòu)的承載能力滿(mǎn)足要求。
4.3.1 應(yīng)變測(cè)試結(jié)果
在工況3 荷載作用下測(cè)試斷面應(yīng)變實(shí)測(cè)值及計(jì)算值見(jiàn)表5。從表中可以看出,在工況3 荷載作用下,實(shí)測(cè)最大彈性應(yīng)變?yōu)?19.8με,計(jì)算應(yīng)變?yōu)?34με,測(cè)值小于計(jì)算值,結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)在0.56~0.58 之間,卸載后,測(cè)試斷面各應(yīng)變測(cè)點(diǎn)的相對(duì)殘余應(yīng)變率均小于20%,表明北海高架橋3#(新橋)處于彈性工作狀態(tài)。
表5 工況3 應(yīng)變測(cè)試結(jié)果
4.3.2 工況3 測(cè)試結(jié)果小結(jié)
在工況3 荷載作用下,跨中測(cè)試斷面應(yīng)變結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)在0.56~0.58 之間,均小于1,表明北海高架橋3#(新橋)處于彈性工作狀態(tài)。
綜上所述:在工況3 荷載作用下,結(jié)構(gòu)的承載能力滿(mǎn)足要求。
5.1 在本次靜載試驗(yàn)施加的靜力荷載作用下,所測(cè)橋梁的試驗(yàn)跨測(cè)試所得的結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)小于1,可以反映出橋梁實(shí)際所處的狀況優(yōu)于理論狀況。
5.2 在靜力載荷卸荷后,所測(cè)點(diǎn)仍然存在一定量的殘余應(yīng)變和變位,但小于20%,反映出梁處于彈性狀態(tài),沒(méi)有進(jìn)入塑性狀態(tài)。
5.3 試驗(yàn)跨的承載能力滿(mǎn)足要求。