預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁橋荷載試驗(yàn)

摘 要：預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁橋以其鮮明的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)近年來在公路橋梁中得到了廣泛應(yīng)用，為了檢驗(yàn)新建橋梁承載能力是否滿足設(shè)計(jì)要求，可通過現(xiàn)場荷載試驗(yàn)的方法，本文以一座預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁橋荷載試驗(yàn)為工程背景，對(duì)其理論計(jì)算、布載方式及相應(yīng)的結(jié)構(gòu)響應(yīng)均進(jìn)行了詳細(xì)介紹，能為同類型橋梁荷載試驗(yàn)提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：連續(xù)箱梁橋;承載能力;荷載試驗(yàn)

預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁橋結(jié)構(gòu)較為輕盈，跨越能力較強(qiáng)，近些年來在公路橋梁中得到了廣泛應(yīng)用。為了檢驗(yàn)橋梁承載能力是否滿足設(shè)計(jì)要求，橋梁荷載試驗(yàn)是最直接的方法，在橋梁上加載應(yīng)用儀器測(cè)得橋梁的響應(yīng)，包括撓度、應(yīng)變、豎直度等，與理論計(jì)算值進(jìn)行對(duì)比，通過校驗(yàn)系數(shù)、殘余等判定橋梁是否滿足設(shè)計(jì)承載力。

1 工程概況

該橋是丹東大東港疏港高速公路中一座大橋，根據(jù)委托單位要求，選取該橋右幅第5聯(lián)（第11～13孔）進(jìn)行靜載試驗(yàn)，該聯(lián)跨徑布置為49+80+49m，上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力砼變截面連續(xù)箱梁，主跨橋墩為鋼筋砼薄壁墩，過渡墩為柱式墩，基礎(chǔ)均為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，橋面凈寬11.25m，兩側(cè)設(shè)0.475m防撞墻。設(shè)計(jì)荷載等級(jí)：公路-I級(jí)。

2 荷載試驗(yàn)內(nèi)容

本次靜載試驗(yàn)對(duì)右幅第5聯(lián)（11～13孔）進(jìn)行靜載試驗(yàn)。采用內(nèi)力等效原則，即通過標(biāo)準(zhǔn)車加載使得控制截面內(nèi)力值與設(shè)計(jì)荷載產(chǎn)生的內(nèi)力值等效。

加載工況：正式加載分3個(gè)工況進(jìn)行加載，每個(gè)工況加載分4級(jí)，共加載12次，測(cè)試工況如下：工況一：第11孔（邊跨）最大正彎矩工況;工況二：第12孔（中跨）最大正彎矩工況;工況三：第11號(hào)墩支點(diǎn)截面最大負(fù)彎矩工況。

加載方式：為保障橋梁結(jié)構(gòu)及試驗(yàn)的安全，試驗(yàn)荷載采用逐級(jí)遞增加載的原則進(jìn)行，加載時(shí)采用12輛三軸（雙后軸）載重車共分四級(jí)對(duì)該聯(lián)進(jìn)行加載測(cè)試，正式加載前采用8輛車進(jìn)行預(yù)加載，加載時(shí)長約20分鐘。

位移、應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置：位移測(cè)點(diǎn)布置于各墩頂及各跨跨中位置，縱向布置5個(gè)測(cè)試斷面，橫向于箱梁腹板頂布置兩個(gè)測(cè)點(diǎn)。應(yīng)變測(cè)點(diǎn)縱向布置5個(gè)測(cè)試斷面，分別為第11孔跨中附近1個(gè)斷面，11號(hào)墩頂（大小樁號(hào)側(cè)）附近2個(gè)斷面，第12孔跨中附近2個(gè)斷面，各斷面在腹板靠近頂?shù)装逦恢霉膊贾?個(gè)測(cè)點(diǎn)。

試驗(yàn)荷載效率：本次在第11、12孔進(jìn)行靜載試驗(yàn)，試驗(yàn)荷載效率見下表。

邊跨最大正彎矩靜載試驗(yàn)效率為1.05，中跨最大正彎矩試驗(yàn)效率為1.02，支點(diǎn)負(fù)彎矩試驗(yàn)效率為1.01，均介于0.85～1.05之間，符合《公路橋梁荷載試驗(yàn)規(guī)程》（JTG/T J21-01-2015）對(duì)靜載試驗(yàn)效率的要求。

3 荷載試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果

3.1 撓度測(cè)試結(jié)果

不同工況下分別測(cè)試邊跨及中跨控制斷面撓度數(shù)值，與理論計(jì)算數(shù)據(jù)對(duì)比，計(jì)算試驗(yàn)荷載作用下?lián)隙刃ｒ?yàn)系數(shù)。

工況一撓度校驗(yàn)系數(shù)位于0.59～0.61之間，均小于1.0，殘余撓度百分比最大值為7.68%，小于20%。

工況二撓度校驗(yàn)系數(shù)位于0.51～0.62之間，均小于1.0，殘余撓度百分比最大值為12.53%，小于20%。

工況三邊跨撓度校驗(yàn)系數(shù)位于0.62～0.80之間，均小于1.0，殘余撓度百分比最大值為15.52%，小于20%。

工況三中跨撓度校驗(yàn)系數(shù)位于0.57～0.78之間，均小于1.0，殘余撓度百分比最大值為13.81%，小于20%。

由上可知，該聯(lián)在（1.01～1.05）倍公路-Ⅰ級(jí)荷載作用下，主要測(cè)點(diǎn)撓度校驗(yàn)系數(shù)最大值為0.80，校驗(yàn)系數(shù)小于1，橋梁的實(shí)際狀況要好于理論狀況。殘余撓度最大值15.52%，小于20%，表明結(jié)構(gòu)處于彈性工作狀態(tài)。

3.2 應(yīng)變測(cè)試結(jié)果

不同測(cè)試工況下分別測(cè)試邊跨、中跨及支點(diǎn)斷面應(yīng)變數(shù)值，與理論計(jì)算數(shù)據(jù)對(duì)比，計(jì)算試驗(yàn)荷載作用下應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)。

工況一最大彎矩控制斷面應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)最大值為0.69，小于1.0，殘余應(yīng)變百分比最大值為17.48%，小于20%。

工況二最大彎矩控制斷面應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)最大值為0.86，小于1.0，殘余應(yīng)變百分比最大值為15.62%，小于20%。

工況三最大彎矩控制斷面應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)最大值為0.91，小于1.0，殘余應(yīng)變百分比最大值為17.44%，小于20%。

由以上計(jì)算可知，該聯(lián)在（1.01～1.05）倍公路-Ⅰ級(jí)荷載作用下，主要測(cè)點(diǎn)應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)最大值為0.91，校驗(yàn)系數(shù)小于1.0，橋梁的實(shí)際狀況要好于理論狀況。殘余應(yīng)變最大值17.44%，小于20%，表明結(jié)構(gòu)處于彈性工作狀態(tài)。

4 結(jié)論

該聯(lián)在（1.01～1.05）倍公路-Ⅰ級(jí)荷載作用下，主要測(cè)點(diǎn)撓度校驗(yàn)系數(shù)最大值為0.80，殘余撓度最大值15.52%，主要測(cè)點(diǎn)應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)最大值為0.91，殘余應(yīng)變最大值17.44%，橋梁的實(shí)際狀況好于理論狀況，結(jié)構(gòu)總體處于彈性工作狀態(tài)，滿足設(shè)計(jì)荷載要求。本文詳細(xì)介紹了丹東大東港疏港高速公路中一座預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的荷載試驗(yàn)過程，能為同類型橋梁荷載試驗(yàn)提供參考依據(jù)。

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作者簡介：王子強(qiáng)（1988-），男，河北鹿泉人，遼寧省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)研發(fā)中心。