鄭肆明

（廣東省南粵交通清云高速公路管理中心，廣東 肇慶 526253）

靜載試驗通過橋梁在靜力荷載作用下測定橋梁主要控制截面的應(yīng)力、應(yīng)變及結(jié)構(gòu)變形等指標(biāo)，并與設(shè)計期望值進行比較，檢驗橋梁工作性能是否達到設(shè)計要求，以此作為工程交工驗收的依據(jù)，并為橋梁運營健康監(jiān)測與養(yǎng)護管理提供參考。

一、工程概況

肇云大橋全長1308m，為（202+738）m雙跨雙塔鋼箱梁懸索橋，矢跨比為1：9，主纜橫橋向中心間距為31.2m，吊索順橋向標(biāo)準(zhǔn)間距為15m，橋橫斷面寬28.5m。橋梁主要控制截面布置見圖1，鋼箱梁標(biāo)準(zhǔn)橫斷面見圖2。

全橋主梁共65個鋼箱梁節(jié)段，梁高3m，頂板寬30m，平底板寬24.3m，單節(jié)梁長15m。主纜共2根，設(shè)通長索股70股，北邊跨另設(shè)2根背索股。共設(shè)置122根吊索。荷載試驗時對吊索進行編號：北邊跨為N1～N13，中跨為1～48。

圖1.橋梁主要控制截面布置圖（單位：cm）

圖2.鋼箱梁標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖

二、靜載試驗方案

（一）計算參數(shù)

橋梁荷載等級為公路-I級，計算跨徑為邊跨202m、中跨738m，雙向六車道，車道橫向折減系數(shù)0.55，橋梁縱向折減系數(shù)0.95，橋梁沖擊系數(shù)0.05。彈性模量分別為，鋼箱梁（Q345）：2.06×105MPa，主纜：2.06×105MPa，吊索：2.06×105MPa，主塔（C50混凝土）：3.45×104MPa。

（二）試驗工況

綜合考慮在車輛荷載作用下橋梁的結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形及構(gòu)造等情況，選取橋梁A-A～I-I9個控制斷面、4個工況（偏載、對稱加載）進行加載測試。

（三）試驗荷載

依據(jù)規(guī)范要求并結(jié)合國內(nèi)外同類橋梁荷載試驗先例以及專家評審意見來確定，清遠側(cè)索塔塔頂偏位和索塔彎矩的試驗荷載效率控制在0.7左右，其余各控制斷面的試驗內(nèi)力、撓度或位移為設(shè)計控制內(nèi)力、撓度或位移的85～105%。

對工況1～工況4進行對稱加載試驗時，分別采用16、28、40、56輛重為350kN的三軸載重汽車進行加載。各工況車輛荷載布置見圖3，要求加載車輛中軸均壓在吊索左右吊點連線位置。

圖3.加載車輛橫向布置圖

（四）測試截面及測點布置

1.主梁及主纜變形、主塔縱向位移測點布置

沿主梁縱向在中跨8分點、邊跨4分點共布置13個撓度測試斷面，在鋼箱梁底及主纜上布置棱鏡。在主梁撓度測試的關(guān)鍵截面（A-A、G-G及F-F）橫向布置5個測點，其余斷面布置2個測點。同時，在橋面一般截面左右兩側(cè)各布置一個測點，在關(guān)鍵截面橋梁中線上增加一個測點，采用連通管法進行測試。

主纜撓度測試因條件限制，測點沿橋梁縱向布置于中跨8分點、邊跨4分點附近的索夾處，共計11個測試斷面，主纜測試截面上下游主纜各設(shè)置1個測點。同時，在清遠側(cè)左右幅主塔塔頂各布置一個塔頂縱向位移測點。

2.吊索索力測量

索力測量采用頻率法進行，利用振動測試儀器及分析軟件確定每根吊索的自振頻率f，然后根據(jù)吊索索力與自振頻率的關(guān)系T=K×f2確定索力，其中K=4ρ×L2，ρ為吊索的線密度，L為吊索的計算長度，且K值由施工監(jiān)控單位提供。

3.梁端位移測點布置

在云浮側(cè)上下游分別布置拉繩式位移計。

4.應(yīng)變測點布置

在主梁控制截面A-A、B-B、F-F和G-G及主塔控制截面D-D上均布置應(yīng)變測點，使用電阻應(yīng)變片和DH3819型靜態(tài)應(yīng)變數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對各截面的應(yīng)力（應(yīng)變）進行監(jiān)測。

5.錨跨索股張力測點布置

表1.靜載試驗項目測試表

表2.試驗評價指標(biāo)計算綜合表

在對工況4進行荷載試驗的作用下，對云浮側(cè)上下游錨跨索股張力進行量測。

三、試驗結(jié)果分析

靜載試驗工況1、2、3、4的試驗環(huán)境為：由于晝夜溫差變化不大，箱外氣溫為18～24.0℃，風(fēng)速為0.3～5.8m/s。本次荷載試驗各評價指標(biāo)綜合計算結(jié)果見表2所示。

四、結(jié)語

云浮側(cè)梁端位移校驗系數(shù)為0.697，略小于《試驗規(guī)程》第5.7.8條關(guān)于鋼橋撓度校驗系數(shù)常值范圍0.75～1.00的下限值，說明結(jié)構(gòu)安全儲備高；其它指標(biāo)的校驗系數(shù)介于0.885～0.993之間，滿足《試驗規(guī)程》的要求，結(jié)構(gòu)性能滿足設(shè)計要求。

各試驗工況控制截面的相對殘余變形（或應(yīng)變）介于-12.6～10.3%之間，均滿足《試驗規(guī)程》第5.7.8條關(guān)于主要控制測點的相對殘余變形（或應(yīng)變）不宜大于20%的要求。

本次試驗結(jié)果可作為橋梁運營健康監(jiān)測與養(yǎng)護管理參考，并為同類型工程建設(shè)提供一定的借鑒意義。