松花江大橋擴建工程成橋靜載試驗方案及評估

郭 猛

(哈爾濱市松北區建設項目管理辦公室)

松花江大橋擴建工程成橋靜載試驗方案及評估

郭 猛

(哈爾濱市松北區建設項目管理辦公室)

介紹了松花江大橋擴建工程成橋靜載試驗的主要內容和試驗方法，結果表明該橋測試指標符合規范要求，橋梁剛度和承載能力滿足要求，可為同類型的工程提供參考。

連續梁橋;荷載試驗;結構分析;荷載效率

1 工程概況

松花江大橋擴建工程主橋上部結構為變截面預應力混凝土連續箱梁，跨徑布置為59 m+7×90 m+52 m。主橋箱梁采用單箱單室斷面，主墩墩頂截面高度為5.4 m，跨中截面高度為3.0 m，之間的梁高在縱橋向按2次拋物線變化。箱梁頂部寬度21 m，底寬14.5 m，采用直腹板單箱雙室斷面，翼緣板懸臂長度3.25 m。標準段橫向寬21.0 m，22#主墩～23#主墩間的橫向寬度為21.0～23.76 m，23#主墩～24#過渡墩間為分離式斷面，由兩幅單箱單室箱梁組成。

2 試驗內容

2.1 部分靜載試驗主要工況

(1)主梁中跨跨中最大正彎矩，測定主梁跨中截面在設計活載作用下上緣、下緣的最大應力狀態。(2)主梁中跨跨中最大撓度，測定主梁在設計活載作用下跨中截面的最大變形。(3)主梁中支點最大負彎矩，測定主梁中支點斷面在設計荷載作用下截面邊緣的最大應力狀態。(4)邊跨中截面最大正彎矩，測定主梁跨中截面在設計活載作用下上緣、下緣的最大應力狀態。(5)邊跨中截面跨中最大撓度，測定主梁在設計活載作用下跨中截面的最大變形。(6)次邊跨跨中最大彎矩，測定主梁跨中截面在設計活載作用下上緣、下緣的最大應力狀態。(7)次邊跨主梁中跨跨中最大撓度，測定主梁在設計活載作用下跨中截面的最大變形。(8)23號墩頂截面最大負彎矩，測定主梁中支點斷面在設計荷載作用下截面邊緣的最大應力狀態。

2.2 觀測項目及其量測方法

(1)箱梁應力:測試主梁在活載作用下的整體應力變化情況。由于橋面鋪裝已完成，因此，主橋靜載試驗時箱梁的應力采用在梁內側的振弦式應變計和電阻式應變計，由JM-3000應變測試系統和東華靜態數據采集系統采集數據。

(2)主梁的豎向撓度:采用拓撲康電子精密水準觀測。在橋上沿橋軸線及行車道上下游邊緣分南北兩半跨按二等水準施測綱要進行閉合水準測量主梁高程。

(3)主梁的扭轉:主梁扭轉測試采用在跨中截面橋面橫向布置測點，采用精密水準儀測其各級加載后的標高來完成。

2.4 測點布置

主梁應變測點采用振弦式應變傳感器和電阻應變計，應力測量的測試截面共10個，分別編號為 F1～F10，截面布置在跨中和支點附近斷面。單箱雙室截面設置11個，單箱單室截面設置7個，全橋共設97個應變測點，各試驗工況下，不僅對關鍵截面應變進行測量，對其他應變測點也進行測量。

2.5 加載工況

試驗荷載根據橋梁結構檢算確定的各個控制截面的最不利彎矩，通過等效的試驗車輛荷載加載到相應位置。個位置的試驗荷載效率見表1。采用10臺各總重為35 t、6臺各總重為25 t雙橋載重汽車布載。

表1 控制截面荷載效率統計表

3 實測數據分析

3.1 混凝土強度

根據對主橋梁體共計4個測區進行回彈試驗，得到梁體混凝土的強度等級的評定值為57.1 MPa，達到了橋梁主體結構設計強度C55的要求，混凝土強度滿足要求。

3.2 靜載撓度

根據撓度試驗結果，可以認為撓度的試驗值與理論計算值吻合良好，且均遠小于規范容許撓度值，校驗系數在0.641～0.827之間。最大靜活載撓度為16.5 mm，說明橋梁的剛度較大，滿足使用要求。

撓度曲線測試結果表明，沿橋梁縱向各撓度測點的試驗值變化規律較好，縱向線形平順，說明結構的剛度、整體變形、完整性處于良好工作狀態，其工作性能良好。當所有試驗荷載卸除后，控制截面的變形基本恢復為試驗前的初始狀態，殘余變形很小，說明在實驗過程中結構始終處于彈性工作狀態。

3.3 靜載應變

應變測試結果表明，混凝土的實測應變值與理論預測值的比值即校驗系數大部分在0.6～0.839之間，最大為0.839，均值為0.71。滿足橋梁試驗規范的規定，試驗值普遍小于實測值，說明主梁的承載能力是足夠的。

在試驗荷載作用下，橋梁主要控制斷面上的活載應力增量較小，最大活載拉應力1.43MPa，且小于在自重、恒載和有效預應力共同作用下受拉區的有效預壓應力，截面抗裂性滿足要求。

在23#墩頂復雜區域負彎矩試驗中，所測得的應力分布也較小，說明23#墩頂箱梁截面的設計是合理的，能夠滿足要求;在23#～24#跨最大正彎矩以及偏心加載工況下的扭轉測試中，測得的箱梁應力均較小，扭轉變形不大，且符合理論預期。

［1］吳建軍，陳和，張啟偉，袁萬城.現場橋梁靜載試驗評定與分析［J］.公路，2004，(12).

［2］王立峰，李靜輝.綏芬河轉體施工斜拉橋靜荷載試驗［J］.森林工程，2007，(1).

U448.21

C

1008-3383(2012)07-0098-01

2011-11-21

郭猛(1974-)，男，哈爾濱市人，高級工程師，主要從事路橋建設及工程管理。