高架橋荷載試驗及承載力分析

摘要：文中介紹了橋梁荷載試驗方法及內容，荷載試驗結果表明高架橋試驗橋跨控制截面梁底撓度和應力的校驗系數均不滿足《試驗方法》及《公路橋梁承載能力檢測評定規程》（JTG/T J21-2011）規范要求，說明高架橋試驗跨上部構造實際工作狀況要差于理論狀況，靜載受力性能不能滿足設計荷載（汽-20）下的橋梁正常使用極限承載力的使用要求。

關鍵詞：高架橋；荷載試驗；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78.81m，；橋面布置：6.2m=0.3m（欄桿）+5.6m（機動車道）+0.3m（欄桿）。橋梁設計荷載：汽-20，橋面按單車道設計。該橋上部結構為鋼筋混凝土變截面連續板結構，主梁結構采用30號混凝土。

2荷載試驗

2.1試驗跨段的選擇

根據結構的工作狀態和受力性能，試驗跨段為第1跨（邊跨）及第2跨（次邊跨）。

2.2 靜載試驗內容

1） 第1跨最大正彎控制截面處主梁梁底的混凝土應變；

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#墩墩頂最大負彎控制截面主梁梁底的混凝土應變；

6） 第1跨及第2跨主梁支座的沉降及變形；

7） 對試驗橋跨控制截面進行詳細外觀觀測。

2.3靜載試驗加載

靜載試驗采用1輛重約380kN的三軸重車為加載車。本次試驗根據橋梁的結構形式，規劃以下6個工況[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稱工況；

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稱工況；

工況5：1#墩墩頂截面主梁最大負彎偏載工況；

工況6：1#墩墩頂截面主梁最大負彎對稱工況。

2.4荷載試驗計算

試驗時根據橋梁控制截面的設計最大內力值，采用等效荷載的原則，計算出試驗等代荷載[2]。

2.5荷載試驗數據與評定

本次荷載試驗結果依據《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》第3.19條款要求和《公路橋梁承載能力檢測評定規程》（JTG/T J21-2011）等有關規范進行評定。試驗橋跨結構實測最大撓度及應力值、理論撓度及應力值、校驗系數、實測殘余撓度值與實測總撓度的比值見表1～2。

表1 試驗橋跨在試驗荷載作用下梁底最大撓度評定表

試驗工況

評定項目

工況1

工況2

工況3

工況4

測點號

1#

2#

1#

2#

實測值Stat（mm）

3.25

2.66

1.06

0.88

理論值Scal（mm）

2.94

2.45

1.31

1.09

校驗系數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 試驗橋跨在試驗荷載作用下各梁最大應力值評定表

試驗工況

評定項目

工況1

工況2

工況3

工況4

工況5

工況6

測點號

1#

2#

1#

2#

1#

2#

實測值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

校驗系數η

1.07

0.77

0.80

0.80

0.77

0.82

通過數據分析與評定，可以得出如下結論：在試驗荷載作用下，高架橋試驗橋跨控制截面梁底撓度和應力的校驗系數均不滿足《試驗方法》及《公路橋梁承載能力檢測評定規程》（JTG/T J21-2011）規范要求[3]，說明高架橋試驗跨上部構造實際工作狀況要差于理論狀況，靜載受力性能不能滿足設計荷載（汽-20）下的橋梁正常使用極限狀態。

3結論

荷載試驗結果表明：在試驗荷載作用下，高架橋試驗橋跨控制截面梁底撓度和應力的校驗系數均不滿足《試驗方法》及《公路橋梁承載能力檢測評定規程》（JTG/T J21-2011）規范要求，說明高架橋試驗跨上部構造實際工作狀況要差于理論狀況，靜載受力性能不能滿足設計荷載（汽-20）下的橋梁正常使用極限狀態。

參考文獻

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

[2]交通部.公路橋涵設計通用規范（JTG D60-2004）.人民交通出版社，2004年.

[3]交通部公路科學研究所等.大跨徑混凝土橋梁的試驗方法[Z]，1982.

作者簡介：程功，男，碩士，工程師，主要從事橋梁與隧道施工和試驗檢測。