某連續(xù)剛構(gòu)橋梁靜力試驗檢測案例分析

于 波

(貴州省交通科學(xué)研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550088)

某連續(xù)剛構(gòu)橋梁靜力試驗檢測案例分析

于 波

(貴州省交通科學(xué)研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550088)

以某連續(xù)剛構(gòu)橋梁靜力試驗檢測案例為依托，詳細(xì)的介紹了連續(xù)剛構(gòu)橋梁靜力荷載試驗結(jié)構(gòu)驗算及內(nèi)力計算、主要試驗內(nèi)容、試驗截面、試驗工況、測試系統(tǒng)、試驗分析、橋梁承載力評定，了解結(jié)構(gòu)當(dāng)前實際工作性能和工程質(zhì)量，識別結(jié)構(gòu)現(xiàn)有狀態(tài)，為維修和養(yǎng)護(hù)提供依據(jù)，該案例為類似工程提供借鑒。

連續(xù)剛構(gòu)橋，橋梁荷載試驗，橋梁承載力評定

1 工程概況

某特大橋為左右分離式路基橋梁，左右幅中心樁號分別為ZK81+446.328和YK81+449.863，左幅橋全長664.12 m，設(shè)計為(96+180+96)+3×40+4×40預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土T梁。T梁采用先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)體系。設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：1)設(shè)計荷載：公路—Ⅰ級；2)橋面寬度：半幅1-11.25 m；3)設(shè)計洪水頻率：按1/300洪水頻率設(shè)計；4)地震基本烈度：6度，地震動峰值加速度系數(shù)取值為0.05。主要材料：上構(gòu)連續(xù)剛構(gòu)箱梁采用C55，預(yù)制T梁、現(xiàn)澆連續(xù)段、現(xiàn)澆橋面板、濕接縫均采用C50混凝土。

2 結(jié)構(gòu)驗算及內(nèi)力計算

該特大橋左幅結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析計算采用通用的空間有限元分析軟件程序模擬完成。計算中結(jié)構(gòu)尺寸參照設(shè)計圖紙，結(jié)合該特大橋左幅的結(jié)構(gòu)特點及橋梁結(jié)構(gòu)有限元計算的要求，將剛構(gòu)橋劃分為126個單元128個節(jié)點；將第二聯(lián)3×30 m連續(xù)梁劃分為108個單元109個節(jié)點。分析計算時處理情況如下：1)計算荷載以公路—Ⅰ級為基準(zhǔn)；2)采用一次總算的方法進(jìn)行模擬；3)橋面鋪裝及護(hù)欄等不參與結(jié)構(gòu)計算，僅考慮其恒載對結(jié)構(gòu)的影響。通過模擬分析，對其結(jié)果進(jìn)行篩選，定出該橋的最不利受力截面，內(nèi)力值如圖1,圖2和表1所示，并計算出各控制截面在設(shè)計荷載作用下的最大撓度和最大內(nèi)力值，繪制出測試截面的撓度影響線和內(nèi)力影響線。

表1 試驗截面在設(shè)計荷載作用下的內(nèi)力值

kN·m

3 主要試驗內(nèi)容

1)在試驗荷載作用下，做控制截面應(yīng)變測試；

2)在試驗荷載作用下，做控制截面撓度觀測。

4 試驗截面及測點布置

1)應(yīng)變測試截面：依據(jù)結(jié)構(gòu)計算結(jié)果，本次荷載試驗應(yīng)力測試截面共設(shè)置了如圖3所示的K1～K6共6個截面作為應(yīng)力測試截面。其中K1為第2跨跨中截面，K2為1號墩頂負(fù)彎截面，K3為第3跨最大正彎截面。

2)撓度測試截面：通過計算分析比較后，將試驗跨的4等分點處截面確定為試驗時的撓度控制截面，如圖4所示。

5 試驗工況及加載載位

5.1 荷載效率

荷載效率見表2。

表2 荷載效率

5.2 試驗工況

工況一：第2跨跨中截面正彎正載；工況二：1號墩頂負(fù)彎截面負(fù)彎正載；工況三：第3跨最大正彎截面正彎正載。

5.3 加載載位

加載載位如圖5～圖7所示。

6 測試系統(tǒng)

6.1 撓度測試

撓度測試見圖8。

6.2 應(yīng)變觀測

應(yīng)變觀測見圖9。

7 試驗分析

7.1 應(yīng)力分析

各工況下控制截面的實測彈性應(yīng)變數(shù)據(jù)εe與理論計算值進(jìn)行比較，結(jié)果見表3(表3中應(yīng)力單位為MPa，測點位置編號由外側(cè)至內(nèi)側(cè)依次遞增)，其中應(yīng)力值按一維單向受力狀態(tài)進(jìn)行處理：σ=Eε，主橋箱梁采用C55混凝土；引橋T梁采用C50混凝土，C55彈性模量E=3.55×104MPa；C50彈性模量E=3.45×104MPa。

表3 各截面實測應(yīng)力與理論值比較表

7.2 撓度分析

實測撓度值與試驗荷載作用下的理論值進(jìn)行比較，并計算出相關(guān)校驗系數(shù)見表4。

表4 各截面實測撓度實測平均值與理論值比較表

8 橋梁評定

8.1 結(jié)構(gòu)強度

各試驗截面加載工況下：應(yīng)力校驗系數(shù)位于0.88～0.98之間,殘余值為0，說明測試截面的整體應(yīng)力變化規(guī)律與理論計算基本相符，結(jié)構(gòu)工作在彈性變形范圍內(nèi)，結(jié)構(gòu)強度滿足設(shè)計強度要求。

8.2 結(jié)構(gòu)剛度

各試驗截面加載工況下：撓度校驗系數(shù)位于0.94～0.98之間,殘余值為0，說明測試截面的整體撓度變化規(guī)律與理論計算基本相符，試驗橋跨在卸載后各測試截面恢復(fù)情況較好，結(jié)構(gòu)工作在彈性變形范圍內(nèi)，結(jié)構(gòu)剛度滿足設(shè)計強度要求。

8.3 承載力評價

各試驗截面加載工況下，結(jié)構(gòu)強度滿足設(shè)計強度要求，結(jié)構(gòu)剛度滿足設(shè)計強度要求，說明承載力滿足設(shè)計等級要求。

9 結(jié)語

連續(xù)剛構(gòu)橋梁靜力試驗檢測：應(yīng)充分了解設(shè)計圖紙參數(shù)及材料物理力學(xué)指標(biāo)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢算，計算出控制斷面撓度及應(yīng)力；詳細(xì)編制試驗檢測方案；正確檢校儀器設(shè)備，確保設(shè)備正常；交通組織完后進(jìn)行測試工作；數(shù)據(jù)采集及分析結(jié)合環(huán)境特點進(jìn)行修正；按照檢算值和實測值進(jìn)行比較及綜合評定。

[1] YC—4/1982,大跨徑混凝土橋梁的試驗方法[S].

[2] JTG/T J21—2011,公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程[S].

[3] JTG D60—2004,公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范[S].

[4] JTG D62—2004,公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范[S].

[5] JTJ D61—2004,公路圬工橋涵設(shè)計規(guī)范[S].

[6] JIG H11—2004,公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范[S].

Testcaseanalysisofacontinuousrigidframebridgebeamstaticforcetest

YuBo

(GuizhouTransportationScienceResearchInstituteCo.,Ltd,Guiyang550088,China)

This paper is based on the test case of a continuous rigid frame bridge, the static load test of bridge is introduced in detail the structure calculation, the internal force calculation, main test content, test section, test conditions, the test system, test analysis, evaluation of bridge bearing capacity, understand the current working performance and engineering quality of the structure, identify the existing state of the structure, providing evidence for maintenance and maintenance, this case provides reference for similar projects.

continuous rigid frame bridge, bridge load test, bridge bearing capacity evaluation

2017-10-09

于 波(1978- )，男，助理工程師

1009-6825(2017)35-0171-03

U448.23

A