沈阳市北海高架桥3# 桥结构静载试验研究

肖福星

（沈阳市市政工程设计研究院有限公司，辽宁 沈阳110000）

1 概述

桥梁结构的强度、刚度和稳定性对于桥梁使用至关重要，对沈阳市北海高架桥3#桥进行静载试验是桥梁使用的重要环节，具有重要的现实意义。

在桥梁静载试验方面，李建楼[1]对公路桥的静载试验检测重要性进行了全面分析；李松辉等[2]对静载试验的桥限取值进行了深入探讨。

本文对以沈阳市北海高架桥3#桥进行了静载试验，对桥梁情况进行了分析。

2 试验加载安全监测

采用静载试验方式对该桥梁进行了监测，对重要的应变和变位测点和部分受力较大处的裂缝进行了监测，出现下列问题之一即暂停或终止试验：

2.1 实测的应变值数据较大，反应出进入了塑性状态，超过弹性理论计算值；

2.2 变位数据较大，超出规范值；

2.3 施加荷载后桥梁结构的裂缝变长、变大，产生新的裂缝并大于规范值；

2.4 桥梁结构出现了其他情况的破坏，导致桥梁失稳或不能使用。

3 静载试验测点布置和试验加载设计

工况1：对1#断面最大正弯矩加载，加载效率0.97。

测试内容：1#断面测点应变及变位。

工况2：3#断面最大正弯矩加载，加载效率0.96。

测试内容：3#断面测点应变及变位。

工况3：2#断面最大负弯矩加载，加载效率1.03。

测试内容：2#断面测点应变。

4 载试验结果数据分析

4.1 工况1 静载试验结果分析

4.1.1 应变测试结果分析

在工况1 条件下，施加后得到的应变数据如表1 所示。从表中可以看出，在工况1 荷载作用下，实测最大弹性应变为51.3με,计算应变为77.0με，测值小于计算值，结构校验系数在0.63～0.67 之间，卸载后，测试断面各应变测点的相对残余应变率均小于20%，表明北海高架桥3#（新桥）处于弹性工作状态。

表1 工况1 应变测试结果

4.1.2 变位测试结果

在工况1 荷载作用下试验跨测试断面变位实测值及计算值见表2。从表中可以看出，在工况1 荷载作用下，测试断面实测最大弹性变位为1.92mm，计算值为3.4mm，结构校验系数0.54～0.56 之间，卸载后，测试断面变位测点的相对残余变位小于20%，表明北海高架桥3#（新桥）处于弹性工作状态。

图1 应变及变位测点布置

表2 工况1 变位测试结果

4.1.3 工况1 测试结果小结

在工况1 荷载作用下，测试断面应变结构校验系数在0.63～0.67 之间，均小于1；测试断面变位结构校验系数在0.54～0.56 之间，均小于1；卸载后，相对残余应变及相对残余变位均小于20%，表明北海高架桥3#（新桥）第41 跨处于弹性工作状态。

综上所述：在工况1 荷载作用下，结构的承载能力满足要求。

4.2 工况2 静载试验结果分析

4.2.1 应变测试结果

在工况2 荷载作用下测试断面应变实测值及计算值见表3。从表中可以看出，在工况2 荷载作用下，实测最大弹性应变为44.3με,计算应变为61.5με，测值小于计算值，结构校验系数在0.67～0.72 之间，卸载后，测试断面各应变测点的相对残余应变率均小于20%，表明北海高架桥3#（新桥）处于弹性工作状态。

表3 工况2 应变测试结果

4.2.2 变位测试结果

在工况1 荷载作用下试验跨测试断面变位实测值及计算值见表4。从表中可以看出，在工况1 荷载作用下，测试断面实测最大弹性变位为1.73mm，计算值为2.69mm，结构校验系数0.60～0.64 之间，卸载后，测试断面变位测点的相对残余变位小于20%，表明北海高架桥3#（新桥）处于弹性工作状态。

表4 工况2 变位测试结果

4.2.3 工况2 测试结果小结

在工况2 荷载作用下，测试断面应变结构校验系数在0.67～0.72 之间，均小于1；测试断面变位结构校验系数在0.60～0.64 之间，均小于1；卸载后，相对残余应变及相对残余变位均小于20%，表明北海高架桥3#（新桥）第40 跨处于弹性工作状态。

综上所述：在工况2 荷载作用下，结构的承载能力满足要求。

4.3 工况3 静载试验结果分析

4.3.1 应变测试结果

在工况3 荷载作用下测试断面应变实测值及计算值见表5。从表中可以看出，在工况3 荷载作用下，实测最大弹性应变为-19.8με,计算应变为-34με，测值小于计算值，结构校验系数在0.56～0.58 之间，卸载后，测试断面各应变测点的相对残余应变率均小于20%，表明北海高架桥3#（新桥）处于弹性工作状态。

表5 工况3 应变测试结果

4.3.2 工况3 测试结果小结

在工况3 荷载作用下，跨中测试断面应变结构校验系数在0.56～0.58 之间，均小于1，表明北海高架桥3#（新桥）处于弹性工作状态。

综上所述：在工况3 荷载作用下，结构的承载能力满足要求。

5 结论

5.1 在本次静载试验施加的静力荷载作用下，所测桥梁的试验跨测试所得的结构校验系数小于1，可以反映出桥梁实际所处的状况优于理论状况。

5.2 在静力载荷卸荷后，所测点仍然存在一定量的残余应变和变位，但小于20%，反映出梁处于弹性状态，没有进入塑性状态。

5.3 试验跨的承载能力满足要求。