某钢筋混凝土简支梁桥荷载试验分析

陈浩

(交通运输部公路科学研究院,北京 100088)

某钢筋混凝土简支梁桥荷载试验分析

陈浩

(交通运输部公路科学研究院,北京 100088)

结合某简支梁桥的静力荷载试验工程实例,探讨了简支梁桥的荷载试验方法与结构分析方法,并依据试验成果对某简支梁桥的承载能力进行评价分析,得出了该桥当前的结构性能状况。

简支梁桥 荷载试验 承载能力评定

我国目前既有桥梁在运营过程中因受到各种因素的影响,桥梁结构会受到不同程度的损伤,给交通安全运营造成事故隐患,因此通过荷载试验检验桥梁的实际承载力是必要的。

1 工程概况

某简支梁桥跨径3×20.0m,桥面布置为4.0m(人行道)+17.0m

(行车道)+0.5m(防撞墙)。上部结构为斜角30°的预应力简支空心板梁,横向共17片梁,采用C50混凝土。该桥设计荷载为城-A级,人群荷载3.5kN/m2。

2 静载试验

2.1 试验目的

检验桥梁整体受力性能和承载能力是否达到设计文件和规范的要求,判断实际承载能力。

2.2 测点布置

图1 各试验跨跨中截面和支点截面挠度测点布置

图2 工况 I车辆布置(单位：m)

图3 工况 II车辆布置(单位：m)

图4 工况I各板跨中截面挠度对比

图5 工况II各板跨中截面挠度对比

(1)应变测点布置。本试验采用应变片作为传感元件,采用静态电阻应变仪测出各点的应变,选取试验跨跨中截面作为应变测试截面,每片梁底布置1个应变测点。

(2)挠度测点布置。采用电子水准仪对试验跨跨中截面的挠度进行观测,采用位移计对试验跨支点截面的挠度进行观测,各试验跨跨中截面和支点截面挠度测点具体布置见图1。

2.3 加载方案

试验各工况下所需加载车辆的数量,将根据设计标准活载产生的某工况下最不利效应值按照静载效率系数换算得到。经计算静载试验需要装载后总轴重为330kN的加载车5台。

工况I：第3跨跨中截面最大正弯矩(中载)

加载顺序为第一级2#、3#、4#,第二级1#、5#;卸载顺序为第一级1#、5#,第二级2#、3#、4#,车辆布置见图2。

工况II：第3跨跨中截面最大正弯矩(偏载)

加载顺序为第一级1#、2#、3#,第二级4#、5#;卸载顺序为第一级4#、5#,第二级1#、2#、3#,车辆布置见图3。

图6 工况I各板跨中截面应变对比

3 静载试验结果及分析

3.1 挠度测试结果及数据分析

工况I各板跨中截面挠度理论值与实测值对比见图4;工况II各板跨中截面挠度理论值与实测值对比见图5。

通过计算分析,工况I实测各板跨中截面挠度校验系数在0.41～0.65之间;工况II实测各板跨中截面挠度校验系数在0.47～0.69之间。

3.2 应变测试结果及数据分析

工况I各板跨中截面应变理论值与实测值对比见图6;工况II各板跨中截面应变理论值与实测值对比见图7。

通过计算分析,工况I各板跨中截面应变校验系数在0.48～0.75之间;工况II各板跨中截面应变校验系数在0.52～0.81之间。

3.3 静载试验结果评定

通过静载试验与理论分析,该桥工况I和工况II的荷载效率系数分别为98.3%和97.3%,满足《大跨径混凝土桥梁的试验方法》中规定的荷载效率系数在0.8～1.05之间要求;各试验工况下,各板跨中截面挠度校验系数在0.41～0.69之间,满足挠度校验系数小于1.0的要求;各板跨中截面应变校验系数在0.44～0.81之间,满足应变校验系数小于0.9的要求。表明该桥梁结构处于弹性工作状态,结构强度、刚度均满足设计规范要求。

图7 工况II各板跨中截面应变对比

4 结语

通过对桥梁试验跨静载试验应变数据和挠度数据分析可判断桥梁的结构强度、刚度和抗裂性是否满足设计规范要求,是否有一定的安全储备。因此对在役桥梁进行荷载试验检测是最为直接有效的方法。本文通过实例详细介绍了简支梁桥静载试验的全过程,可为解决同类问题提供借鉴。

[1]交通部科学研究所.大跨径混凝土桥梁的试验方法[M].北京：人民教育出版社,1982.

[2]姚玲森.桥梁工程[M].北京：人民交通出版社,1998.

[3]张俊平.桥梁检测[M].北京：人民交通出版社.

[4]潘松林,张红阳.公路桥梁检测概述[J].城市首桥与防洪,2003(9).