预应力混凝土连续箱梁桥荷载试验_pdf

何平(惠州市天虹道路桥梁工程监理有限公司,广东惠州　516002)　　【摘　要】:为了检验预应力混凝土连续箱梁桥的施工质量,检验其安全性是否满足设计要求。根据预应力混凝土连续箱梁桥的静载试验结果,对该桥的安全性能进行评定。　　【关键词】:预应力混凝土;连续箱梁桥;静载试验;安全性评定　　【中图分类号】:U448122　　　【文献标识码】:B1　工程概况

　　某高速公路桥为预应力混凝土连续箱梁,跨径布置为18m+4×25m+18m,下部构造为柱式墩,肋板式台和柱式台配桩基础。平面上位于R=1050m圆曲线段,纵面位于R=27000m的凹型竖曲线。荷载等级:汽-超20,挂-120。

2

静载试验

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试验荷载确定

按试验荷载效应与设计荷载效应等效的原则,对各测试截面活载内力进行计算分析,确定静载试验荷载的大小。静载试验时用汽车车辆直接加载,每辆汽车装载后总重为300kN(前轴重60kN,中、后轴重均为120kN)。经过静载试验模拟计算,该桥在静载试验过程需该类车6辆。

静载试验工况如下:(1)工况Ⅰ:边跨跨中最大正弯矩,影响线如图1所示;(2)工况Ⅱ:第二跨跨中最大正弯矩,影响线如图2所示;(3)工况Ⅲ:18m处支点截面最大负弯矩,影响线如图3所示。212测试内容

(1)应力测试:对试验跨的1/2跨及中间支座截面进行应力测试;

(2)变形观测:对试验跨的1/4跨,1/2跨、3/4跨及支座位置进行挠度观测;

(3)裂缝观测:对全桥特别是跨中、支座等敏感部位在加载前后均进行仔细的裂缝观测。

图1　工况Ⅰ影响线

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测点位置

根据荷载试验设计要求,箱梁桥的应力、应变测试截面选择在各跨的L/4、L/2以及支点位置,试验过程中的控制截面如图4所示,各控制截面应变片的布置如图5所示。

3试验结果评定

(1)静载试验荷载效率系数

荷载效率系数表示为:η=Sstat/(Sδ

),式中:Sstat为试验荷载作用,检测部位变化或力的计算值;S为设计标准荷载作用,检验部位变化或力的计算值;δ为设计采用的动力系数。

静载试验荷载效率见表1,1105≥η>018,满足基本荷载试验条件。

表1　荷载效率系数计算表

工况Sstat(kN

m)

S(kNm)

η

δⅠ266028791100192Ⅱ336841481100181Ⅲ

-3266

-3403

1100196

　　(2)静力试验结果

结构试验效率最大部位的结果满足以下全部条件,可

以认为桥梁是符合设计要求的。

①量测的弹性变形或力值(Se)与试验荷载作用下的理论计算值(Sstat)的比值Se/Sstat满足条件:β表2　判别条件计算表(一)

工况β

α

SeSstat(MPa)(MPa)Se/Sstat是否满足Ⅰ

016111111911570176满足

Ⅱ016111112011710170满足Ⅲ

016

111

-112

-1158

0176

满足

　　②量测的残余变形值(Sp)与量测的总变形值(Stot)比值满足条件:Sp/Stot≤a1。本桥取α1=0125

。各荷载工况下,各控制截面残余变形值Sp与总变形Stot

的比值见表3。

表3　判别条件计算表(二)

工况SpStot(mm)(mm)Sp/S是否tot满足Ⅰ

010301555145满足Ⅱ010501995105满足Ⅲ

0104

0169

5180

满足

　　③量测的最大变形或力总值(Stot)不应超过设计标准

的容许值。各工况下应力测试结果如表4～表6所示。各工况下挠度测试结果如表7～表9所示。

工况Ⅱ跨中挠度实测值Stot=0199mm≤[Δ]=L/600=4117mm,因此满足设计要求。

④试验荷载作用下裂缝宽度不应超过设计允许值,且卸载后应闭合到小于容许值的1/3。原有其它裂缝(如施工裂缝、收缩裂缝、温度裂缝等),受载后也不应超过标准容许宽度。

本桥加载试验前,主梁未发现微裂缝,最大荷载作用下,危险截面未产生裂缝,故满足设计要求。

表4　工况Ⅰ(边跨跨中最大正弯矩)应力值/MPa位置第一级加载

第二级加载

计算值实测值计算值实测值卸载

支座顶部

0148301462018630177401066L/401432013300170185801033L/2

01734016991157011193

01099

　　表5　工况Ⅱ(第二跨跨中最大正弯矩)应力值

/MPa

位置

第一级加载

第二级加载

计算值实测值计算值实测值卸载

支座顶部

01494013250130186601033L/401772016980191601601000L/2

01501732

11711120

01066

　　表6　工况Ⅲ

(18m处支点最大负弯矩)应力值/MPa

位置第一级加载第二级加载

计算值实测值计算值实测值卸载

支座顶部

1108301859119651187001033L/401701532112561113001000L/2

01465015330196901862

01066

表7　工况Ⅰ(边跨跨中最大正弯矩)挠度值/mm

位置

第一级加载

第二级加载

计算值实测值计算值实测值卸载

第一跨跨中01290127016101550103第二跨跨中-0111-0108-0123-0115-0103第三跨跨中

01020101

01060102

0101　　表8　工况Ⅱ(第二跨跨中最大正弯矩)挠度值

/mm

位置第一级加载第二级加载

计算值实测值计算值实测值卸载

第一跨跨中-0111-0109-0124-01190102第二跨跨中0156014911090199-0105第三跨跨中

-0117-0115

-0133-0129

0101

　　表9　工况Ⅲ

(18m处支点最大负弯矩)挠度值/mm

位置第一级加载第二级加载

计算值实测值计算值实测值卸载

第一跨跨中

01150112013301270105第二跨跨中01430133018101690104第三跨跨中

-0115-0109-0125-0109

0102

　注:表7～表9中负值表示上挠,正值表示下挠。

3结论

(1)静力加载试验共动用30吨重车6辆,对该桥进行

了应力测试及挠度测试,并对可能开裂部位进行了裂缝观

测,试验中未出现任何异常情况。

(2)该桥实测桥面最大挠度绝对值为0199mm,远小于《桥规》规定的L/600的要求,表明该桥具有良好的刚度。

(3)该桥在试验荷载作用下,静力承载能力良好,满足设计要求。[ID:3822]参考文献

[1]　交通部公路科学研究所等单位编,《大跨径混凝土桥梁的试验

方法》,人民交通出版社,1982年。

[2]　中华人民共和国交通部标准,《公路钢筋混凝土及预应力混凝

土桥涵设计规范》(JTGD62—2004),人民交通出版社,2004年。[3]　中华人民共和国交通部标准,《公路桥涵设计通用规范》(JT2

GD60—2004)。[4]　章关永,《桥梁结构试验》,人民交通出版社,2002年。[5]　张俊平,《桥梁检测》,人民交通出版社,2001年。