連續(xù)板梁橋動靜載試驗測試與分析

李榮巧

（貴州交通職業(yè)技術學院， 貴州 貴陽 550008）

1 工程概況

廠上跨線橋為都勻市紅牛大道工程的子工程項目，為（20+25+25+20）m普通鋼筋混凝土π型連續(xù)板梁橋，2#墩墩梁固結。橋臺采用一字式臺身，擴大基礎；橋墩為柱樁式結構；樁基礎采用鉆孔灌注樁基礎或挖孔樁。橋梁斷面布置：9.0m=1.0m(人行道及護欄)+7.0m(行車道) +1.0m(人行道及護欄)。設計荷載：城-B級，人群荷載3.5kN/m2。

為評定該橋的整體受力性能，進行外觀檢測和動靜載試驗，掌握橋梁的基本狀況，為橋梁以后的管養(yǎng)工作提供依據(jù)。

2 外觀檢查與實體檢測

在試驗前應對橋梁的外觀和實體構件進行檢測，掌握橋梁的基本狀況。結果表明，構件強度、尺寸、保護層厚度等符合設計要求；局部出現(xiàn)裂縫，在第 4跨跨中左側(cè)π梁出現(xiàn)豎向裂縫，1#裂縫長度為0.76m，寬度為0.14mm；第4跨跨中右側(cè)π梁出現(xiàn)豎向裂縫，2#裂縫長度為0.62m，寬度為0.17mm。在進行荷載試驗時，應密切關注裂縫的發(fā)展情況。

3 靜載試驗

3.1 加載截面及工況確定

根據(jù)工程要求和現(xiàn)場情況，選取第3跨、第4跨為試驗對象。各測試跨的內(nèi)力控制截面為測試截面，如圖1所示；應變測點布置見圖2。撓度測點布置在人行道邊緣處，在橋跨L/4、L/2、3L/4以及支點處共8個測點。

荷載工況I為2#墩支點最大負彎矩正載，工況II、工況III分別為第3跨最大正彎矩正載、偏載，工況IV為3#墩支點最大負彎矩正載，工況V、工況VI分別第4跨最大正彎矩正載、偏載。

3.2 加載效率確定

采用有限元軟件建立全橋計算模型，計算可知要達到0.95～1.05的加載效率，需要4輛載重為35t的加載車，得到荷載工況I～VI的加載效率分別為0.89、1.03、1.03、0.95、1.05、1.05。

圖1 靜載試驗測試對象示意圖

圖2 截面應變測點布置

3.3 試驗測定

正式加載前，用1輛加載車在第3、4跨上來回反復通行兩次，對其進行預先加載，消除非彈性變形。預加載后，非工作人員退場，所有加載車?？吭趯Y構測定無影響的區(qū)域，所有準備工作安排妥當后，進行第一次空載讀數(shù)。4輛加載車應分4級加載，保證結構的安全；加載完后一次性卸載。

試驗程序：測試主梁的恒載（靜止）變形初讀數(shù)→測試跨控制截面布載試驗→測試截面的應變及變形測試。

在試驗過程中，觀測加載后裂縫的變化情況，重點觀測加載截面處裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展情況。當裂縫長度、寬度急劇增加，新裂縫大量出現(xiàn)時，應停止加載。

3.4 靜載試驗結果分析

下面主要對荷載工況II測點的實測值與理論值進行比較分析，其應變和撓度值如表1、表2所示。分析可知應變在0.60～0.80之間，均小于1，表明所測結構強度達到設計要求。撓度校驗系數(shù)在0.66～0.82之間，均小于1，表明所測結構剛度達到設計要求。同時測得其他工況的應變和撓度校驗系數(shù)也在此范圍內(nèi)，證明該橋的靜載性能滿足設計要求。

表1 工況II應變測試結果（單位：με）

表2 工況III撓度測試結果（單位：mm）

3.5 裂縫觀測結果

在試驗過程中對跨中原有裂縫進行實時觀察，在加載過程中最大裂縫寬度處有微小變化，最不利工況下1#裂縫由原寬度0.14mm增加到0.16mm，卸載后1#裂縫恢復原有寬度；2#裂縫由原寬度0.17mm增加到0.19mm，卸載后2#裂縫恢復原有寬度；1#、2#裂縫均小于規(guī)范裂縫寬度限值 0.2mm；考慮跨中豎向裂縫的存在會降低橋梁的安全儲備，建議對跨中豎向裂縫進行處理。

4 動載試驗

橋梁結構的動力特性只與結構本身固有性質(zhì)有關，而與荷載等其他條件無關，是橋梁結構振動系統(tǒng)的基本特性。通過動載試驗測定，分析結構在動荷載作用下的受力狀態(tài)外，驗證或修改理論計算值，為橋梁的管養(yǎng)提供必要的數(shù)據(jù)和資料。

受現(xiàn)場條件限制（該橋一端為 90度急彎），無法對該橋進行動載沖擊系數(shù)測試，經(jīng)各方同意后該橋不實施跑車、跳車、剎車測試，只進行脈動試驗。

將傳感器布置在測點上，由其拾取橋梁結構在大地脈動作用下的振動響應，采樣時間30min，采樣頻率為100Hz。該橋計算頻率為4.57Hz，測試頻率為6.64Hz，實測值均大于理論計算值，說明該橋的實際剛度大于設計剛度。

5 結論

根據(jù)該橋動靜載實測數(shù)據(jù)和理論數(shù)據(jù)的比較分析可知，該橋的強度、剛度均滿足設計要求，試驗跨結構整體受力性能滿足設計荷載等級（汽車荷載：城-B級）的要求。