高架橋荷載試驗(yàn)及承載力分析

摘要：文中介紹了橋梁荷載試驗(yàn)方法及內(nèi)容，荷載試驗(yàn)結(jié)果表明高架橋試驗(yàn)橋跨控制截面梁底撓度和應(yīng)力的校驗(yàn)系數(shù)均不滿(mǎn)足《試驗(yàn)方法》及《公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程》（JTG/T J21-2011）規(guī)范要求，說(shuō)明高架橋試驗(yàn)跨上部構(gòu)造實(shí)際工作狀況要差于理論狀況，靜載受力性能不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)荷載（汽-20）下的橋梁正常使用極限承載力的使用要求。

關(guān)鍵詞：高架橋；荷載試驗(yàn)；承載力

1工程概況

某高架橋的橋梁跨徑布置：26m+20m+20m+12.81m，全長(zhǎng)78.81m，；橋面布置：6.2m=0.3m（欄桿）+5.6m（機(jī)動(dòng)車(chē)道）+0.3m（欄桿）。橋梁設(shè)計(jì)荷載：汽-20，橋面按單車(chē)道設(shè)計(jì)。該橋上部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土變截面連續(xù)板結(jié)構(gòu)，主梁結(jié)構(gòu)采用30號(hào)混凝土。

2荷載試驗(yàn)

2.1試驗(yàn)跨段的選擇

根據(jù)結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)和受力性能，試驗(yàn)跨段為第1跨（邊跨）及第2跨（次邊跨）。

2.2 靜載試驗(yàn)內(nèi)容

1） 第1跨最大正彎控制截面處主梁梁底的混凝土應(yīng)變；

2） 第1跨最大正彎控制截面處主梁的撓度；

3） 第2跨跨中最大正彎控制截面處主梁梁底的混凝土應(yīng)變；

4） 第2跨跨中最大正彎控制截面處主梁的撓度；

5） 1#墩墩頂最大負(fù)彎控制截面主梁梁底的混凝土應(yīng)變；

6） 第1跨及第2跨主梁支座的沉降及變形；

7） 對(duì)試驗(yàn)橋跨控制截面進(jìn)行詳細(xì)外觀(guān)觀(guān)測(cè)。

2.3靜載試驗(yàn)加載

靜載試驗(yàn)采用1輛重約380kN的三軸重車(chē)為加載車(chē)。本次試驗(yàn)根據(jù)橋梁的結(jié)構(gòu)形式，規(guī)劃以下6個(gè)工況[1]：

工況1：第1跨控制截面主梁最大正彎矩偏載工況；

工況2：第1跨控制截面主梁最大正彎矩對(duì)稱(chēng)工況；

工況3：第2跨跨中控制截面主梁最大正彎矩偏載工況；

工況4：第2跨跨中控制截面主梁最大正彎矩對(duì)稱(chēng)工況；

工況5：1#墩墩頂截面主梁最大負(fù)彎偏載工況；

工況6：1#墩墩頂截面主梁最大負(fù)彎對(duì)稱(chēng)工況。

2.4荷載試驗(yàn)計(jì)算

試驗(yàn)時(shí)根據(jù)橋梁控制截面的設(shè)計(jì)最大內(nèi)力值，采用等效荷載的原則，計(jì)算出試驗(yàn)等代荷載[2]。

2.5荷載試驗(yàn)數(shù)據(jù)與評(píng)定

本次荷載試驗(yàn)結(jié)果依據(jù)《大跨徑混凝土橋梁的試驗(yàn)方法》第3.19條款要求和《公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程》（JTG/T J21-2011）等有關(guān)規(guī)范進(jìn)行評(píng)定。試驗(yàn)橋跨結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)最大撓度及應(yīng)力值、理論撓度及應(yīng)力值、校驗(yàn)系數(shù)、實(shí)測(cè)殘余撓度值與實(shí)測(cè)總撓度的比值見(jiàn)表1～2。

表1 試驗(yàn)橋跨在試驗(yàn)荷載作用下梁底最大撓度評(píng)定表

試驗(yàn)工況

評(píng)定項(xiàng)目

工況1

工況2

工況3

工況4

測(cè)點(diǎn)號(hào)

1#

2#

1#

2#

實(shí)測(cè)值Stat（mm）

3.25

2.66

1.06

0.88

理論值Scal（mm）

2.94

2.45

1.31

1.09

校驗(yàn)系數(shù)η

1.11

1.09

0.81

0.81

殘余撓度Sp（mm）

0.36

0.15

0.04

0.05

Sp/Stat

0.111

0.056

0.038

0.057

表2 試驗(yàn)橋跨在試驗(yàn)荷載作用下各梁最大應(yīng)力值評(píng)定表

試驗(yàn)工況

評(píng)定項(xiàng)目

工況1

工況2

工況3

工況4

工況5

工況6

測(cè)點(diǎn)號(hào)

1#

2#

1#

2#

1#

2#

實(shí)測(cè)值Stat（MPa）

18.02

10.80

9.62

8.10

-0.40

-0.36

理論值Scal（MPa）

16.90

14.10

12.08

10.07

-0.52

-0.44

校驗(yàn)系數(shù)η

1.07

0.77

0.80

0.80

0.77

0.82

通過(guò)數(shù)據(jù)分析與評(píng)定，可以得出如下結(jié)論：在試驗(yàn)荷載作用下，高架橋試驗(yàn)橋跨控制截面梁底撓度和應(yīng)力的校驗(yàn)系數(shù)均不滿(mǎn)足《試驗(yàn)方法》及《公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程》（JTG/T J21-2011）規(guī)范要求[3]，說(shuō)明高架橋試驗(yàn)跨上部構(gòu)造實(shí)際工作狀況要差于理論狀況，靜載受力性能不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)荷載（汽-20）下的橋梁正常使用極限狀態(tài)。

3結(jié)論

荷載試驗(yàn)結(jié)果表明：在試驗(yàn)荷載作用下，高架橋試驗(yàn)橋跨控制截面梁底撓度和應(yīng)力的校驗(yàn)系數(shù)均不滿(mǎn)足《試驗(yàn)方法》及《公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程》（JTG/T J21-2011）規(guī)范要求，說(shuō)明高架橋試驗(yàn)跨上部構(gòu)造實(shí)際工作狀況要差于理論狀況，靜載受力性能不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)荷載（汽-20）下的橋梁正常使用極限狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)

[1]胡強(qiáng)，劉建磊，袁磊. 高贊大橋靜動(dòng)載試驗(yàn)研究[J]. 鐵道建筑，2008（12）：18-21.

[2]交通部.公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004）.人民交通出版社，2004年.

[3]交通部公路科學(xué)研究所等.大跨徑混凝土橋梁的試驗(yàn)方法[Z]，1982.

作者簡(jiǎn)介：程功，男，碩士，工程師，主要從事橋梁與隧道施工和試驗(yàn)檢測(cè)。