趙尊燾

(南昌鐵路局 工務(wù)設(shè)計(jì)所，江西南昌 330002)

在梁體現(xiàn)場靜載試驗(yàn)中，常用的加載方法有重物加載法、套箍千斤頂加載法等。重物加載法，就是將標(biāo)準(zhǔn)形狀的鐵塊、混凝土塊、水以及磚、砂等重物按要求堆碼至梁體。由于重物一般較零散、相對密度低，而梁體所需加載的鐵路標(biāo)準(zhǔn)活載又較大，其堆碼及重量準(zhǔn)確性往往難以達(dá)到加載圖式的要求，而且常會(huì)受到重物加載高度的限制。另外在現(xiàn)場大都不允許加載時(shí)間過長。

套箍千斤頂法，就是在梁體兩側(cè)及上方制作類似于龍門吊的套箍，再在套箍及梁體之間運(yùn)用千斤頂施壓作為荷載。該法困難之處在于套箍制作較費(fèi)事，而且有時(shí)受到梁體高度及場地的限制，如果場地較松軟，那么場地如何提供千斤頂反力將成為難題，再者套箍制作成本隨梁高而上升。

對舊橋靜載試驗(yàn)，國內(nèi)同行曾經(jīng)有利用水箱加載的先例。在預(yù)制梁場，由于試驗(yàn)梁片數(shù)量多，一般都是制作較專業(yè)的加載設(shè)備，對梁體進(jìn)行加載，其攤銷成本及效益較好。

本文所提鋼軌加載法，屬于重物加載法類別，但它克服了傳統(tǒng)重物加載法的缺點(diǎn)和限制，與之有著較大的不同。區(qū)別在于:①鋼軌經(jīng)組拼成為軌束，為加載節(jié)約了時(shí)間，提高了速度，另外，通過鋼軌軌腰處的拉桿組成軌束，不同于在鋼軌外圍套箍的傳統(tǒng)方法;②選用70 t汽車吊機(jī)，制作特制吊鉤起吊軌束至梁體，軌束到位后脫鉤迅速，且保證了加載的安全;③軌束堆碼擺放做到符合加載圖理想模式，即均布荷載，同時(shí)兼顧軌束堆碼穩(wěn)固的需要。

1 試驗(yàn)概況

1.1 項(xiàng)目由來

試驗(yàn)梁體為先張法低高度預(yù)應(yīng)力混凝土梁，1孔兩片并排布置，跨度12.0m，1981—2005年用于原浙贛線K753+519處。2011年欲將兩片梁運(yùn)輸架設(shè)至醴茶線大同跨線橋(K63+649)使用。在兩片梁體正式啟用前，為了掌握梁體的技術(shù)狀態(tài)，確保使用安全，決定通過靜載試驗(yàn)方式確定其承載能力。該橋梁體設(shè)計(jì)圖號(hào)為叁標(biāo)橋2017(曲線梁)，梁高0.85m，下翼緣寬1.06 m，設(shè)計(jì)活載為中—活載。全橋概貌見圖1。

圖1 試驗(yàn)梁體概貌

1.2 試驗(yàn)難點(diǎn)

其一，從橋梁概貌圖中可以看出，線路軌道已全部撤除，已經(jīng)不能調(diào)用機(jī)車車輛來進(jìn)行加載試驗(yàn);其二，橋梁兩端，道路全部封閉，汽車不能直達(dá)橋上;其三，人力搬運(yùn)，加載時(shí)間過長，其四，橋下為鄉(xiāng)村公路，不能長時(shí)間封鎖交通。

針對試驗(yàn)任務(wù)及場地條件的限制，詢問國內(nèi)同行，舊梁體的類似試驗(yàn)尚屬首次，難以借鑒現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)和模式來解決本次現(xiàn)場試驗(yàn)的困難。

通過多種方法比選，根據(jù)現(xiàn)場情況，最后選定運(yùn)用鋼軌對梁體進(jìn)行加載。

2 加載方案

2.1 試驗(yàn)荷載構(gòu)成及實(shí)施步驟

按照《鐵路橋梁檢定規(guī)范》的要求，試驗(yàn)荷載的加載效率系數(shù)η需達(dá)到0.8≤η≤1.0。

式中 Sstat——試驗(yàn)荷載作用下檢測部位的變位或力的計(jì)算值;

S——標(biāo)準(zhǔn)活載作用下檢測部位的變位或力的計(jì)算值;

1+μ——檢定取用的動(dòng)力系數(shù)。

按梁體跨中彎距計(jì)算所需施加的等效荷載時(shí)，應(yīng)特別注意，由于現(xiàn)橋上無道砟、橋枕、人行道等二期恒載，故在計(jì)算對梁體施加的等效荷載時(shí)還需增加二期恒載產(chǎn)生的等效荷載。

試驗(yàn)采用礦渣及60 kg/m鋼軌軌束對梁體進(jìn)行加載。礦渣共11.88 t，順橋向12.00m滿鋪于兩片梁體頂面;鋼軌預(yù)先組成軌束后鋪設(shè)于梁體跨中6 m范圍內(nèi)，共分11層，由吊機(jī)逐層加載。加載工況產(chǎn)生的跨中彎距效應(yīng)(兩片梁體)見表1。由礦渣及軌束加載產(chǎn)生的跨中彎距共計(jì)為3 159.0 kN·m，扣除二期恒載(軌道及人行道)彎距效應(yīng)后，折算加載效應(yīng)為1.082倍靜中—活載，實(shí)際試驗(yàn)荷載的加載效率系數(shù)η達(dá)到0.84，滿足《鐵路橋梁檢定規(guī)范》要求。

表1 加載重物折算效應(yīng)

2.2 過程細(xì)節(jié)處理

首先，將單根鋼軌組拼成軌束，為了軌束在擺放時(shí)能平穩(wěn)密貼，沒有采用常用的套箍方式，而是在軌腰鉆孔，通過緊扣拉桿螺栓方式將7根鋼軌組成軌束，鋼軌長度裁成3 m及6 m兩種，見圖2。3 m長度軌束垂直梁長度方向布置，6 m沿梁長布置，鋼軌軌束11層高度共計(jì)2.54 m，最下層鋼軌鋪設(shè)在礦渣面，見圖3。每組軌束起吊時(shí)，共用4只吊鉤，每只吊鉤有并排的兩齒，起吊時(shí)深入軌束兩端縫隙間，軌束起落安全迅速。

圖2 軌束組拼安裝(單位:mm)

圖3 鋼軌軌束加載立面(單位:mm)

3 試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)選擇在夜間進(jìn)行，加載共用時(shí)9 h，卸載共用時(shí)4 h。加載結(jié)束時(shí)軌束堆碼見圖4。

對本次試驗(yàn)測得的應(yīng)變值及撓度進(jìn)行整理，通過實(shí)測各測點(diǎn)數(shù)據(jù)，并與加載效應(yīng)對比，具有如下變化規(guī)律:

1)實(shí)測應(yīng)變值及位移值隨彎距效應(yīng)增大基本呈線性增大趨勢。

2)多數(shù)測點(diǎn)在卸載時(shí)，其應(yīng)變值大小與加載時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)變值相吻合，表明梁體的殘余變形較小，處于彈性工作狀態(tài)。以外梁下翼緣底面中心處為例，其應(yīng)變及撓度結(jié)果如圖5及圖6。

圖4 軌束加載堆碼現(xiàn)場

圖5 外梁跨中處下翼緣底面中心應(yīng)變

圖6 外梁跨中處撓度

4 結(jié)語

以上試驗(yàn)結(jié)果，表明加載過程及要求完全符合加載圖式要求，取得了預(yù)期效果，驗(yàn)證加載方案完全可行。

該方法從試驗(yàn)前的準(zhǔn)備到正式實(shí)施，各環(huán)節(jié)細(xì)節(jié)處理，為今后同類橋梁的試驗(yàn)提供了又一選擇。

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