“類雙層”PC箱梁橋荷載試驗研究

楊 珊，朱 廣

(1.長沙理工大學土木與建筑學院，湖南 長沙 410114；2.廣西交通規劃勘察設計研究院有限公司，廣西 南寧 530029)

“類雙層”PC箱梁橋荷載試驗研究

楊 珊1，朱 廣2

(1.長沙理工大學土木與建筑學院，湖南 長沙 410114；2.廣西交通規劃勘察設計研究院有限公司，廣西 南寧 530029)

通過建立瀏陽市瀏陽河第六大橋—“類雙層”PC箱梁橋主體結構有限元模型，對其進行了理論仿真計算，并開展了針對其進行的荷載試驗，分析結果，有效驗證了大橋質量的可靠性，為大橋的竣工驗收提供了技術依據，并提出了大橋在后期運營中針對性的管養建議。

“類雙層”PC箱梁橋；撓度；應變；荷載試驗

1 工程概況

瀏陽市瀏陽河第六大橋(下文簡稱六橋)位于瀏陽市秋收路南端，橫跨瀏陽河，連通關口新區和唐家洲。主橋跨越河堤，跨河主橋在河道中設2個墩，在兩堤的外側各設一墩，其跨徑布置為39 m+60 m+39 m。主橋上部結構采用上、下游雙幅分離布置，截面形式采用單箱單室等截面“類雙層”PC箱梁，外側梁高4 m，單幅橋面寬8.5 m，梁底內外側分別懸挑出4 m和1.99 m，外側懸挑4 m處布置非機動車道，其橫斷面布置如圖1所示。

圖1 雙幅主梁橫斷面示意圖

2 試驗方案

2.1 測點布設

(1)靜載試驗。

針對“類雙層”PC箱梁橋的特點：非機動車道懸挑長度4 m較長，且關于箱梁中心線不對稱，應變測試選取的控制截面為：邊跨和主跨的跨中(A、C)截面，5#墩頂(B)截面，非機動車道懸臂根部(D)截面。其中A、B、C截面在箱梁內部分別布設8個應變測點。撓度測點共6個，布點位置為：5#墩頂處，邊跨距4#墩1/4跨徑、1/2跨徑、3/4跨徑處，中跨距5#墩1/4跨徑、1/2跨徑處各布設一個測點。

(2)動載試驗。

動載試驗主要研究橋梁的動力特性，采用一輛32 t的載重汽車，分別以20 km/h、30 km/h和40 km/h的車速沿行車道中心線勻速行駛過六橋，并按20 km/h行駛至主跨跨中剎車，分別測量橋梁跨中的動應變響應。在進行跑車試驗前，將試驗車輛布置在動應力測試截面處，測出各截面的靜載應力水平，以與跑車試驗測試結果進行對比。

2.2 試驗荷載工況布置

在已有技術資料的基礎上，本次試驗用空間有限元軟件Midas Civil 2012對六橋進行了理論計算分析。本次荷載試驗各工況下的荷載效率系數均控制在了0.95～1.05之間，符合《公路橋梁承載能力檢測評定規程》(JTG/TJ21-2011)的要求。

3 試驗結果分析

3.1 靜載試驗結果分析

(1)撓度測試結果分析。

靜載試驗的撓度測試結果如圖2所示，各工況實測撓度隨加載等級的變化規律與理論計算結果一致，實測最大撓度為2.7 mm，理論值為3.3 mm，校驗系數為0.818。荷載加載橋跨的荷載校驗系數均在0.67～0.89之間，符合規范要求，說明結構有一定的安全儲備，且模型計算合理。各工況的最大殘余變形為0.1 mm，占最大變形的8.3%，小于規定的20%，說明試驗荷載作用下橋梁處在彈性工作范圍。

圖2 部分工況撓度測試結果及理論值

(2)應變測試結果分析。

邊跨跨中在最大正彎矩(工況一)荷載作用下，A截面實測最大正應力為0.55 MPa(C50混凝土彈性模量按設計取E=34.5 GPa)，應力校驗系數為0.89，殘余應變為2.8%，滿足規范要求。中跨跨中在最大正彎矩(工況三)荷載作用下，C截面實測最大正應力為0.41 MPa(彈性模量取值同上)，應力校驗系數為0.8，各測試點的殘余應變均小于10%，邊跨和中跨的跨中最大正彎矩加載試驗時，各測點均處于彈性工作狀態。

支點的最大反彎矩(工況二)荷載作用下，實測B截面的最大正應力為0.59 MPa，理論值為0.76 MPa，校驗系數為0.78，殘余應變為4.6%。各測試點的殘余應變均小于9%，各測點均處于彈性工作狀態。

非機動車道懸臂的最大反彎矩(工況四)荷載作用下，實測D截面的最大正應力為0.65 MPa，理論值為0.71 MPa，校驗系數為0.917，殘余應變為6.3%。各測試點的殘余應變均小于10%，各測點均處于彈性工作狀態。

4 結 論

通過對六橋的理論計算和現場實測結果的分析比較可得如下結論：

(1)該橋機動車道區域以及懸挑4 m寬非機動車道區域，在試驗荷載作用下，校驗系數均在0.6～0.9之間，實測應變和撓度值與理論計算值相符，殘余值滿足規范要求，結構處在彈性工作狀態，使用性能較好。

(2)在試驗過程中，未出現裂縫，滿足規范要求。

(3)從實測數據得出的規律來看，建議該橋運營期間嚴格限速，避免緊急剎車。

[1] 交通運輸部公路科學研究院.公路橋梁承載能力檢測評定標準[M].北京：人民交通出版社，2011.

[2] 湛潤水，胡釗芳.公路橋梁荷載試驗[M].北京：人民交通出版社，2003.

[3] 邵旭東.橋梁工程[M].北京：人民交通出版社，2007.

2017-03-14

楊珊(1991-)，女，湖南婁底人，碩士研究生，研究方向：橋梁結構分析與施工控制。

U442

：C

：1008-3383(2017)06-0099-01