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淺談?lì)A(yù)制單梁靜載試驗(yàn)技術(shù)

司瑞（安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，安徽 合肥 230001）

橋梁?jiǎn)瘟红o載試驗(yàn)是鑒定梁（板）安全營(yíng)運(yùn)的主要手段，單梁靜載試驗(yàn)是測(cè)量單梁在靜力試驗(yàn)荷載作用下的變形和應(yīng)力變化，它是了解單梁結(jié)構(gòu)實(shí)際工作性能如結(jié)構(gòu)剛度、強(qiáng)度等最直接有效的辦法。文章擬就試驗(yàn)方法、步驟及檢測(cè)結(jié)果及其修正逐一作了分析對(duì)比，為類似梁（板）提出了靜載試驗(yàn)中應(yīng)注意的問(wèn)題和解決方法。

靜載試驗(yàn)；應(yīng)變；撓度

0　引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，現(xiàn)有公路上的交通量日益增長(zhǎng)，各種橋梁的建設(shè)也日漸增加，而因造價(jià)、工期、施工難度等各種因素的影響，大部分橋梁預(yù)制、吊裝的組合梁（板）橋，而在架設(shè)梁（板）前對(duì)單梁（板）及在成橋后對(duì)全橋做靜載試驗(yàn)檢測(cè)設(shè)計(jì)是否安全、施工質(zhì)量是否滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求的重要手段，在此，本文以《龍舒西路跨杭北干渠橋預(yù)制梁板單梁靜載試驗(yàn)檢測(cè)報(bào)告》為例，對(duì)架設(shè)前單梁（板） 靜載試驗(yàn)的步驟及操作技術(shù)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(wù)區(qū)，橋梁全長(zhǎng)50.64m，橋面布置型式為4m（人行道）+14m（機(jī)動(dòng)車道）+4m（人行道）=22m，雙向4車道。橋梁上部采用20m簡(jiǎn)支空心板構(gòu)造，全橋共2跨。預(yù)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(yù)應(yīng)力均采用低松弛高強(qiáng)鋼絞線，公稱直徑φ 15.2mm，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度f(wàn)pk=1860MPa。橋墩采用柱式橋墩，橋臺(tái)采用U型橋臺(tái)，橋墩、臺(tái)均采用擴(kuò)大基礎(chǔ)。橋梁設(shè)計(jì)荷載：城市-A級(jí) 人群：按《城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ11-2011）取值。

2　參照規(guī)范及基本原則

2.1試驗(yàn)依據(jù)

①《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D60-2004）；②《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01-2003）；③《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D62-2004）；④《公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程》（JTG/T J21-2011）；⑤工程圖紙及相關(guān)資料。

2.2試驗(yàn)效率確定原則

就某一加載試驗(yàn)項(xiàng)目而言，其所需加載荷載的數(shù)量和重量，將依據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)活荷載產(chǎn)生的該加載試驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的控制截面內(nèi)力或變位的最不利效應(yīng)值，按下式所確定的原則等效換算而得。

式中：η—靜載試驗(yàn)荷載效率

S—設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)活載不計(jì)沖擊荷載作用時(shí)產(chǎn)生的該加載試驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的控制截面內(nèi)力或變位等的最不利計(jì)算效應(yīng)值

μ— 規(guī)范取用的沖擊系數(shù)

3　試驗(yàn)觀測(cè)內(nèi)容

①單梁控制截面在試驗(yàn)荷載下的應(yīng)變（應(yīng)力）及其分布情況，使用表面應(yīng)變計(jì)，靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀等設(shè)備；②單梁控制載面在試驗(yàn)荷載下的撓度：使用位移計(jì)等設(shè)備；③單梁裂縫觀測(cè)：觀測(cè)梁跨中處附近下邊緣表面的裂縫開(kāi)展與發(fā)展情況。

4　確定加載試驗(yàn)效率及加載設(shè)置

4.1確定加載試驗(yàn)效率

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

該片單梁加載工況下的試驗(yàn)效率　表1

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

4.2加載荷載設(shè)置

結(jié)合計(jì)算以及考慮現(xiàn)場(chǎng)的加載設(shè)備，本次單梁靜力試驗(yàn)荷載采用尺寸為1m×1m×1m，重量為1000kg的沙袋充當(dāng)，采用均布布載。試驗(yàn)時(shí)沙袋的數(shù)量及重量如表2所示。

1-8#梁現(xiàn)場(chǎng)加載時(shí)所需沙袋數(shù)量　表2

5　試驗(yàn)布載及測(cè)點(diǎn)布置

5.1試驗(yàn)布載

1-8#梁的試驗(yàn)布載示意如下圖1所示。

圖1　1-8#梁的試驗(yàn)布載示意（單位：m）

5.2測(cè)點(diǎn)布置

①應(yīng)變測(cè)點(diǎn)：1-8#梁靜載試驗(yàn)的應(yīng)變測(cè)試截面有1/4截面、1/2截面和3/4截面，每個(gè)截面在兩側(cè)腹板底部布置2個(gè)應(yīng)變測(cè)點(diǎn)。②撓度測(cè)點(diǎn)：1-8#梁靜載試驗(yàn)的撓度測(cè)試截面有兩端支點(diǎn)附近截面、1/2截面，兩端支點(diǎn)附近截面在梁底布置1個(gè)撓度測(cè)點(diǎn)，1/2截面在梁底布置2個(gè)撓度測(cè)點(diǎn)。

6　試驗(yàn)結(jié)果分析

6.1應(yīng)變、撓度結(jié)果分析

1-8#梁在試驗(yàn)加載工況下，相對(duì)應(yīng)的測(cè)試截面各測(cè)點(diǎn)應(yīng)變實(shí)測(cè)值以及實(shí)測(cè)值與理論計(jì)算值對(duì)比分析結(jié)果見(jiàn)表3，其中拉應(yīng)變?yōu)檎?、壓?yīng)變?yōu)樨?fù)。相對(duì)應(yīng)的測(cè)試截面各測(cè)點(diǎn)撓度實(shí)測(cè)值以及實(shí)測(cè)值與理論計(jì)算值對(duì)比分析結(jié)果見(jiàn)表4，撓度值以豎直向下為正。

1-8#梁在加載工況下各測(cè)點(diǎn)應(yīng)變實(shí)測(cè)以及實(shí)測(cè)與理論對(duì)比分析結(jié)果 表3

1-8#梁在加載工況下各測(cè)點(diǎn)撓度實(shí)測(cè)以及實(shí)測(cè)與理論對(duì)比分析結(jié)果 表4

通過(guò)上述數(shù)據(jù)分析可知，龍舒西路跨杭北干渠橋1-8#空心板各測(cè)點(diǎn)應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)分別在0.76～0.84之間，跨中測(cè)點(diǎn)撓度校驗(yàn)系數(shù)為0.71，均在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)，表明該片單梁的強(qiáng)度、剛度能夠滿足設(shè)計(jì)規(guī)范及設(shè)計(jì)荷載城-A級(jí)的運(yùn)營(yíng)要求；在加載工況下，各測(cè)點(diǎn)應(yīng)變、撓度相對(duì)殘余均不大于20%，表明該片單梁結(jié)構(gòu)處于良好的彈性工作狀況，滿足《公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程》要求。

6.2其他觀測(cè)結(jié)果

試驗(yàn)加載前未發(fā)現(xiàn)該片預(yù)制空心板有明顯的結(jié)構(gòu)裂縫，試驗(yàn)加載過(guò)程中未觀測(cè)到新的裂縫產(chǎn)生，同時(shí)也未發(fā)生其它異常情況。

7　試驗(yàn)結(jié)論

①龍舒西路跨杭北干渠橋1-8#空心板各測(cè)點(diǎn)應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)分別在0.76～0.84之間，跨中測(cè)點(diǎn)撓度校驗(yàn)系數(shù)為0.71，均在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)，表明該片單梁的強(qiáng)度、剛度能夠滿足設(shè)計(jì)規(guī)范及設(shè)計(jì)荷載城-A級(jí)的運(yùn)營(yíng)要求；在加載工況下，各測(cè)點(diǎn)應(yīng)變、撓度相對(duì)殘余均不大于20%，表明該片單梁結(jié)構(gòu)處于良好的彈性工作狀況，滿足《公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程》要求。

②試驗(yàn)加載前未發(fā)現(xiàn)該片預(yù)制空心板有明顯的結(jié)構(gòu)裂縫，試驗(yàn)加載過(guò)程中未觀測(cè)到新的裂縫產(chǎn)生，同時(shí)也未發(fā)生其它異常情況。

綜上所述，試驗(yàn)梁1-8#空心板抗彎承載能力滿足設(shè)計(jì)要求，在最大設(shè)計(jì)荷載作用下，試驗(yàn)梁剛度滿足規(guī)范要求，試驗(yàn)梁處于彈性工作狀態(tài)。試驗(yàn)梁結(jié)構(gòu)性能滿足設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范要求。

[1]交通部基本建設(shè)質(zhì)量監(jiān)督總站，長(zhǎng)安大學(xué).橋涵工程試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)[M].北京：人民交通出版社，2004.

[2]王紹棣.闡述橋梁?jiǎn)瘟红o載試驗(yàn)[J].城市建設(shè)理論研究，2012（33）.

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10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.03.093

司瑞（1986-），男，安徽宿州人，畢業(yè)于長(zhǎng)安大學(xué)，碩士，助理工程師。