某鋼筋混凝土簡支梁橋荷載試驗分析

陳浩

(交通運輸部公路科學(xué)研究院,北京 100088)

某鋼筋混凝土簡支梁橋荷載試驗分析

陳浩

(交通運輸部公路科學(xué)研究院,北京 100088)

結(jié)合某簡支梁橋的靜力荷載試驗工程實例,探討了簡支梁橋的荷載試驗方法與結(jié)構(gòu)分析方法,并依據(jù)試驗成果對某簡支梁橋的承載能力進(jìn)行評價分析,得出了該橋當(dāng)前的結(jié)構(gòu)性能狀況。

簡支梁橋 荷載試驗 承載能力評定

我國目前既有橋梁在運營過程中因受到各種因素的影響,橋梁結(jié)構(gòu)會受到不同程度的損傷,給交通安全運營造成事故隱患,因此通過荷載試驗檢驗橋梁的實際承載力是必要的。

1 工程概況

某簡支梁橋跨徑3×20.0m,橋面布置為4.0m(人行道)+17.0m

(行車道)+0.5m(防撞墻)。上部結(jié)構(gòu)為斜角30°的預(yù)應(yīng)力簡支空心板梁,橫向共17片梁,采用C50混凝土。該橋設(shè)計荷載為城-A級,人群荷載3.5kN/m2。

2 靜載試驗

2.1 試驗?zāi)康?/h3>

檢驗橋梁整體受力性能和承載能力是否達(dá)到設(shè)計文件和規(guī)范的要求,判斷實際承載能力。

2.2 測點布置

圖1 各試驗跨跨中截面和支點截面撓度測點布置

圖2 工況 I車輛布置(單位：m)

圖3 工況 II車輛布置(單位：m)

圖4 工況I各板跨中截面撓度對比

圖5 工況II各板跨中截面撓度對比

(1)應(yīng)變測點布置。本試驗采用應(yīng)變片作為傳感元件,采用靜態(tài)電阻應(yīng)變儀測出各點的應(yīng)變,選取試驗跨跨中截面作為應(yīng)變測試截面,每片梁底布置1個應(yīng)變測點。

(2)撓度測點布置。采用電子水準(zhǔn)儀對試驗跨跨中截面的撓度進(jìn)行觀測,采用位移計對試驗跨支點截面的撓度進(jìn)行觀測,各試驗跨跨中截面和支點截面撓度測點具體布置見圖1。

2.3 加載方案

試驗各工況下所需加載車輛的數(shù)量,將根據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)活載產(chǎn)生的某工況下最不利效應(yīng)值按照靜載效率系數(shù)換算得到。經(jīng)計算靜載試驗需要裝載后總軸重為330kN的加載車5臺。

工況I：第3跨跨中截面最大正彎矩(中載)

加載順序為第一級2#、3#、4#,第二級1#、5#;卸載順序為第一級1#、5#,第二級2#、3#、4#,車輛布置見圖2。

工況II：第3跨跨中截面最大正彎矩(偏載)

加載順序為第一級1#、2#、3#,第二級4#、5#;卸載順序為第一級4#、5#,第二級1#、2#、3#,車輛布置見圖3。

圖6 工況I各板跨中截面應(yīng)變對比

3 靜載試驗結(jié)果及分析

3.1 撓度測試結(jié)果及數(shù)據(jù)分析

工況I各板跨中截面撓度理論值與實測值對比見圖4;工況II各板跨中截面撓度理論值與實測值對比見圖5。

通過計算分析,工況I實測各板跨中截面撓度校驗系數(shù)在0.41～0.65之間;工況II實測各板跨中截面撓度校驗系數(shù)在0.47～0.69之間。

3.2 應(yīng)變測試結(jié)果及數(shù)據(jù)分析

工況I各板跨中截面應(yīng)變理論值與實測值對比見圖6;工況II各板跨中截面應(yīng)變理論值與實測值對比見圖7。

通過計算分析,工況I各板跨中截面應(yīng)變校驗系數(shù)在0.48～0.75之間;工況II各板跨中截面應(yīng)變校驗系數(shù)在0.52～0.81之間。

3.3 靜載試驗結(jié)果評定

通過靜載試驗與理論分析,該橋工況I和工況II的荷載效率系數(shù)分別為98.3%和97.3%,滿足《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》中規(guī)定的荷載效率系數(shù)在0.8～1.05之間要求;各試驗工況下,各板跨中截面撓度校驗系數(shù)在0.41～0.69之間,滿足撓度校驗系數(shù)小于1.0的要求;各板跨中截面應(yīng)變校驗系數(shù)在0.44～0.81之間,滿足應(yīng)變校驗系數(shù)小于0.9的要求。表明該橋梁結(jié)構(gòu)處于彈性工作狀態(tài),結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度均滿足設(shè)計規(guī)范要求。

圖7 工況II各板跨中截面應(yīng)變對比

4 結(jié)語

通過對橋梁試驗跨靜載試驗應(yīng)變數(shù)據(jù)和撓度數(shù)據(jù)分析可判斷橋梁的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和抗裂性是否滿足設(shè)計規(guī)范要求,是否有一定的安全儲備。因此對在役橋梁進(jìn)行荷載試驗檢測是最為直接有效的方法。本文通過實例詳細(xì)介紹了簡支梁橋靜載試驗的全過程,可為解決同類問題提供借鑒。

[1]交通部科學(xué)研究所.大跨徑混凝土橋梁的試驗方法[M].北京：人民教育出版社,1982.

[2]姚玲森.橋梁工程[M].北京：人民交通出版社,1998.

[3]張俊平.橋梁檢測[M].北京：人民交通出版社.

[4]潘松林,張紅陽.公路橋梁檢測概述[J].城市首橋與防洪,2003(9).