淺談預制單梁靜載試驗技術

司　瑞　（安徽省建筑科學研究設計院，安徽 合肥 230001）

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淺談預制單梁靜載試驗技術

司瑞（安徽省建筑科學研究設計院，安徽 合肥 230001）

橋梁單梁靜載試驗是鑒定梁（板）安全營運的主要手段，單梁靜載試驗是測量單梁在靜力試驗荷載作用下的變形和應力變化，它是了解單梁結構實際工作性能如結構剛度、強度等最直接有效的辦法。文章擬就試驗方法、步驟及檢測結果及其修正逐一作了分析對比，為類似梁（板）提出了靜載試驗中應注意的問題和解決方法。

靜載試驗；應變；撓度

0　引言

隨著我國經濟的快速發展，現有公路上的交通量日益增長，各種橋梁的建設也日漸增加，而因造價、工期、施工難度等各種因素的影響，大部分橋梁預制、吊裝的組合梁（板）橋，而在架設梁（板）前對單梁（板）及在成橋后對全橋做靜載試驗檢測設計是否安全、施工質量是否滿足規范及設計要求的重要手段，在此，本文以《龍舒西路跨杭北干渠橋預制梁板單梁靜載試驗檢測報告》為例，對架設前單梁（板） 靜載試驗的步驟及操作技術作分析。

1　工程概況

龍舒西路跨杭北干渠橋位于舒城縣政務區，橋梁全長50.64m，橋面布置型式為4m（人行道）+14m（機動車道）+4m（人行道）=22m，雙向4車道。橋梁上部采用20m簡支空心板構造，全橋共2跨。預制空心板梁高0.95m，梁寬：中梁1.24m，邊梁1.57m，底寬1.24m，濕接縫寬0.01m，每跨由16片空心板組成，空心板采用C50混凝土，預應力均采用低松弛高強鋼絞線，公稱直徑φ 15.2mm，標準強度fpk=1860MPa。橋墩采用柱式橋墩，橋臺采用U型橋臺，橋墩、臺均采用擴大基礎。橋梁設計荷載：城市-A級 人群：按《城市橋梁設計規范》（CJJ11-2011）取值。

2　參照規范及基本原則

2.1試驗依據

①《公路橋涵設計通用規范》（JTG D60-2004）；②《公路工程技術標準》（JTG B01-2003）；③《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTG D62-2004）；④《公路橋梁承載能力檢測評定規程》（JTG/T J21-2011）；⑤工程圖紙及相關資料。

2.2試驗效率確定原則

就某一加載試驗項目而言，其所需加載荷載的數量和重量，將依據設計標準活荷載產生的該加載試驗項目對應的控制截面內力或變位的最不利效應值，按下式所確定的原則等效換算而得。

式中：η—靜載試驗荷載效率

S—設計標準活載不計沖擊荷載作用時產生的該加載試驗項目對應的控制截面內力或變位等的最不利計算效應值

μ— 規范取用的沖擊系數

3　試驗觀測內容

①單梁控制截面在試驗荷載下的應變（應力）及其分布情況，使用表面應變計，靜態數據采集儀等設備；②單梁控制載面在試驗荷載下的撓度：使用位移計等設備；③單梁裂縫觀測：觀測梁跨中處附近下邊緣表面的裂縫開展與發展情況。

4　確定加載試驗效率及加載設置

4.1確定加載試驗效率

采用Midas/civil 2010建立單梁桿系有限元模型進行分析，得出該單梁加載工況下的試驗效率如表1所示。

該片單梁加載工況下的試驗效率　表1

由上表知，1-8#梁加載工況的試驗效率η均在規范允許的取值范圍內。（注：表中的控制彎矩已計入沖擊系數。）

4.2加載荷載設置

結合計算以及考慮現場的加載設備，本次單梁靜力試驗荷載采用尺寸為1m×1m×1m，重量為1000kg的沙袋充當，采用均布布載。試驗時沙袋的數量及重量如表2所示。

1-8#梁現場加載時所需沙袋數量　表2

5　試驗布載及測點布置

5.1試驗布載

1-8#梁的試驗布載示意如下圖1所示。

圖1　1-8#梁的試驗布載示意（單位：m）

5.2測點布置

①應變測點：1-8#梁靜載試驗的應變測試截面有1/4截面、1/2截面和3/4截面，每個截面在兩側腹板底部布置2個應變測點。②撓度測點：1-8#梁靜載試驗的撓度測試截面有兩端支點附近截面、1/2截面，兩端支點附近截面在梁底布置1個撓度測點，1/2截面在梁底布置2個撓度測點。

6　試驗結果分析

6.1應變、撓度結果分析

1-8#梁在試驗加載工況下，相對應的測試截面各測點應變實測值以及實測值與理論計算值對比分析結果見表3，其中拉應變為正、壓應變為負。相對應的測試截面各測點撓度實測值以及實測值與理論計算值對比分析結果見表4，撓度值以豎直向下為正。

1-8#梁在加載工況下各測點應變實測以及實測與理論對比分析結果 表3

1-8#梁在加載工況下各測點撓度實測以及實測與理論對比分析結果 表4

通過上述數據分析可知，龍舒西路跨杭北干渠橋1-8#空心板各測點應變校驗系數分別在0.76～0.84之間，跨中測點撓度校驗系數為0.71，均在規范規定的范圍內，表明該片單梁的強度、剛度能夠滿足設計規范及設計荷載城-A級的運營要求；在加載工況下，各測點應變、撓度相對殘余均不大于20%，表明該片單梁結構處于良好的彈性工作狀況，滿足《公路橋梁承載能力檢測評定規程》要求。

6.2其他觀測結果

試驗加載前未發現該片預制空心板有明顯的結構裂縫，試驗加載過程中未觀測到新的裂縫產生，同時也未發生其它異常情況。

7　試驗結論

①龍舒西路跨杭北干渠橋1-8#空心板各測點應變校驗系數分別在0.76～0.84之間，跨中測點撓度校驗系數為0.71，均在規范規定的范圍內，表明該片單梁的強度、剛度能夠滿足設計規范及設計荷載城-A級的運營要求；在加載工況下，各測點應變、撓度相對殘余均不大于20%，表明該片單梁結構處于良好的彈性工作狀況，滿足《公路橋梁承載能力檢測評定規程》要求。

②試驗加載前未發現該片預制空心板有明顯的結構裂縫，試驗加載過程中未觀測到新的裂縫產生，同時也未發生其它異常情況。

綜上所述，試驗梁1-8#空心板抗彎承載能力滿足設計要求，在最大設計荷載作用下，試驗梁剛度滿足規范要求，試驗梁處于彈性工作狀態。試驗梁結構性能滿足設計及相關規范要求。

[1]交通部基本建設質量監督總站，長安大學.橋涵工程試驗檢測技術[M].北京：人民交通出版社，2004.

[2]王紹棣.闡述橋梁單梁靜載試驗[J].城市建設理論研究，2012（33）.

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1007-7359(2016)03-0255-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.03.093

司瑞（1986-），男，安徽宿州人，畢業于長安大學，碩士，助理工程師。