主跨160 m 連續剛構橋靜力荷載試驗與結果評價

張顯昆

(貴州省交通科學研究院有限責任公司，貴州貴陽 550008)

1 工程概況

某特大橋位于貴州省境內湄潭至余慶公路上，大橋跨越烏江，橋梁全長375.3 m。橋梁上部結構為90 m+160 m+90 m預應力混凝土連續剛構橋。大橋設計荷載為:公路—Ⅰ級。橋梁下部采用雙肢薄壁式主墩，嵌巖群樁基礎;過渡墩為圓形實心墩，嵌巖樁基礎。橋臺為重力式橋臺，擴大基礎。主橋:箱梁采用懸臂澆筑施工;1號、2號橋墩采用支架翻模施工，樁基為鉆孔樁。引橋:T梁預制安裝，3號墩采用支架現澆，樁基為人工成孔。

大橋于2010年3月建成，根據國家相關規范及部門的要求，對新建的特大橋梁應進行荷載試驗檢測，檢驗橋梁結構整體受力性能是否滿足設計文件和標準規范的要求，并根據檢測結果，采取相應的養護措施。為了解大橋的實際承載能力，需對大橋進行靜力荷載試驗檢測，對橋梁結構的內力和變形進行觀測，可以了解橋梁結構當前的實際受力狀況及其工作性能，并據此評價當前橋梁的實際承載能力是否滿足設計荷載等級要求。

2 試驗方案

根據試驗檢測的目的和要求，通過對橋位現場的考察，進行了荷載試驗方案的具體設計，確定了試驗的內容和測點的位置，對現場試驗的荷載準備和加載工況進行了合理的安排，進行了試驗儀器的準備和測試方法的研究。

2.1 理論計算

大橋結構內力分析計算采用平面桿系有限元程序模擬完成。計算中結構尺寸參照設計圖紙，結合大烏江特大橋的結構特點及橋梁結構有限元計算的要求，大橋為連續剛構結構，橋面系劃分為106個單元、墩柱劃分為42個節點、支座6個單元，共計154個單元，計算模型見圖1。

圖1 大橋有限元計算模型

2.2 測點布置

依據結構的計算結果，荷載試驗選取大橋主橋作為試驗對象，應力測試截面共設置了如圖2所示的K1，K2共2個截面作為應力測試截面，其中K1為1號主墩墩頂附近截面;K2為主跨1/2截面。

圖2 應變測試截面布置示意圖

設置了F1～F3共3個截面作為撓度測試截面，位置為主跨的4分點位置，見圖3。

各截面的測點布置如圖4所示。

圖3 撓度測試截面布置示意圖

圖4 應變測點布置示意圖

3 試驗結果及分析

3.1 荷載效率

根據理論計算結果以及規范要求，靜載試驗中各工況下的試驗荷載效率必須滿足規范規定的荷載效率系數范圍(0.80～1.05)，因此各工況荷載效率如表1所示，只有相關荷載試驗的結果才可以用作評價其承載能力的依據。確定加載車輛為8輛30 t的單車。

表1 靜載試驗荷載效率

3.2 試驗結果及分析

在各加載工況下，試驗截面應變測試結果見表2～表4。

表2 墩頂截面K1應力結果分析

表3 跨中截面K2應力結果分析

表4 撓度測試結果分析

3.3 試驗結論

大橋在公路—Ⅰ級荷載作用下的試驗荷載效率分別為:墩頂截面測試工況其值為0.88;跨中截面測試工況其值為0.95;基本滿足《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》中對基本荷載試驗規定的要求。

1)從表2及表3可看出墩頂截面應力校驗系數在0.69～0.89之間;跨中截面應力校驗系數在0.16～0.54之間;2)從表4可看出墩頂截面撓度校驗系數在0.57～0.65之間;跨中截面撓度校驗系數在0.62 ～0.69 之間。

大橋在滿足橋梁靜力荷載試驗標準的荷載作用下，各控制截面的應力、撓度相對殘余值滿足規范不超過0.2的要求，表明橋梁結構工作處于彈性變形范圍內。各控制截面在實際汽車荷載作用下的應力、撓度校驗系數處于正常校驗系數范圍內，說明橋梁結構滿足設計的強度和剛度要求。

［1］ 易圣濤.大跨度鋼筋混凝土橋梁試驗方法［M］.北京:人民交通出版社，1982:10.

［2］ 中交公路規劃設計院.公路橋涵設計通用規范［M］.北京:人民交通出版社，2004:10.