摘 要:預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁橋以其鮮明的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)近年來在公路橋梁中得到了廣泛應(yīng)用,為了檢驗(yàn)新建橋梁承載能力是否滿足設(shè)計(jì)要求,可通過現(xiàn)場荷載試驗(yàn)的方法,本文以一座預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁橋荷載試驗(yàn)為工程背景,對(duì)其理論計(jì)算、布載方式及相應(yīng)的結(jié)構(gòu)響應(yīng)均進(jìn)行了詳細(xì)介紹,能為同類型橋梁荷載試驗(yàn)提供參考依據(jù)。
關(guān)鍵詞:連續(xù)箱梁橋;承載能力;荷載試驗(yàn)
預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁橋結(jié)構(gòu)較為輕盈,跨越能力較強(qiáng),近些年來在公路橋梁中得到了廣泛應(yīng)用。為了檢驗(yàn)橋梁承載能力是否滿足設(shè)計(jì)要求,橋梁荷載試驗(yàn)是最直接的方法,在橋梁上加載應(yīng)用儀器測(cè)得橋梁的響應(yīng),包括撓度、應(yīng)變、豎直度等,與理論計(jì)算值進(jìn)行對(duì)比,通過校驗(yàn)系數(shù)、殘余等判定橋梁是否滿足設(shè)計(jì)承載力。
1 工程概況
該橋是丹東大東港疏港高速公路中一座大橋,根據(jù)委托單位要求,選取該橋右幅第5聯(lián)(第11~13孔)進(jìn)行靜載試驗(yàn),該聯(lián)跨徑布置為49+80+49m,上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力砼變截面連續(xù)箱梁,主跨橋墩為鋼筋砼薄壁墩,過渡墩為柱式墩,基礎(chǔ)均為鉆孔灌注樁基礎(chǔ),橋面凈寬11.25m,兩側(cè)設(shè)0.475m防撞墻。設(shè)計(jì)荷載等級(jí):公路-I級(jí)。
2 荷載試驗(yàn)內(nèi)容
本次靜載試驗(yàn)對(duì)右幅第5聯(lián)(11~13孔)進(jìn)行靜載試驗(yàn)。采用內(nèi)力等效原則,即通過標(biāo)準(zhǔn)車加載使得控制截面內(nèi)力值與設(shè)計(jì)荷載產(chǎn)生的內(nèi)力值等效。
加載工況:正式加載分3個(gè)工況進(jìn)行加載,每個(gè)工況加載分4級(jí),共加載12次,測(cè)試工況如下:工況一:第11孔(邊跨)最大正彎矩工況;工況二:第12孔(中跨)最大正彎矩工況;工況三:第11號(hào)墩支點(diǎn)截面最大負(fù)彎矩工況。
加載方式:為保障橋梁結(jié)構(gòu)及試驗(yàn)的安全,試驗(yàn)荷載采用逐級(jí)遞增加載的原則進(jìn)行,加載時(shí)采用12輛三軸(雙后軸)載重車共分四級(jí)對(duì)該聯(lián)進(jìn)行加載測(cè)試,正式加載前采用8輛車進(jìn)行預(yù)加載,加載時(shí)長約20分鐘。
位移、應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置:位移測(cè)點(diǎn)布置于各墩頂及各跨跨中位置,縱向布置5個(gè)測(cè)試斷面,橫向于箱梁腹板頂布置兩個(gè)測(cè)點(diǎn)。應(yīng)變測(cè)點(diǎn)縱向布置5個(gè)測(cè)試斷面,分別為第11孔跨中附近1個(gè)斷面,11號(hào)墩頂(大小樁號(hào)側(cè))附近2個(gè)斷面,第12孔跨中附近2個(gè)斷面,各斷面在腹板靠近頂?shù)装逦恢霉膊贾?個(gè)測(cè)點(diǎn)。
試驗(yàn)荷載效率:本次在第11、12孔進(jìn)行靜載試驗(yàn),試驗(yàn)荷載效率見下表。
邊跨最大正彎矩靜載試驗(yàn)效率為1.05,中跨最大正彎矩試驗(yàn)效率為1.02,支點(diǎn)負(fù)彎矩試驗(yàn)效率為1.01,均介于0.85~1.05之間,符合《公路橋梁荷載試驗(yàn)規(guī)程》(JTG/T J21-01-2015)對(duì)靜載試驗(yàn)效率的要求。
3 荷載試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果
3.1 撓度測(cè)試結(jié)果
不同工況下分別測(cè)試邊跨及中跨控制斷面撓度數(shù)值,與理論計(jì)算數(shù)據(jù)對(duì)比,計(jì)算試驗(yàn)荷載作用下?lián)隙刃r?yàn)系數(shù)。
工況一撓度校驗(yàn)系數(shù)位于0.59~0.61之間,均小于1.0,殘余撓度百分比最大值為7.68%,小于20%。
工況二撓度校驗(yàn)系數(shù)位于0.51~0.62之間,均小于1.0,殘余撓度百分比最大值為12.53%,小于20%。
工況三邊跨撓度校驗(yàn)系數(shù)位于0.62~0.80之間,均小于1.0,殘余撓度百分比最大值為15.52%,小于20%。
工況三中跨撓度校驗(yàn)系數(shù)位于0.57~0.78之間,均小于1.0,殘余撓度百分比最大值為13.81%,小于20%。
由上可知,該聯(lián)在(1.01~1.05)倍公路-Ⅰ級(jí)荷載作用下,主要測(cè)點(diǎn)撓度校驗(yàn)系數(shù)最大值為0.80,校驗(yàn)系數(shù)小于1,橋梁的實(shí)際狀況要好于理論狀況。殘余撓度最大值15.52%,小于20%,表明結(jié)構(gòu)處于彈性工作狀態(tài)。
3.2 應(yīng)變測(cè)試結(jié)果
不同測(cè)試工況下分別測(cè)試邊跨、中跨及支點(diǎn)斷面應(yīng)變數(shù)值,與理論計(jì)算數(shù)據(jù)對(duì)比,計(jì)算試驗(yàn)荷載作用下應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)。
工況一最大彎矩控制斷面應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)最大值為0.69,小于1.0,殘余應(yīng)變百分比最大值為17.48%,小于20%。
工況二最大彎矩控制斷面應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)最大值為0.86,小于1.0,殘余應(yīng)變百分比最大值為15.62%,小于20%。
工況三最大彎矩控制斷面應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)最大值為0.91,小于1.0,殘余應(yīng)變百分比最大值為17.44%,小于20%。
由以上計(jì)算可知,該聯(lián)在(1.01~1.05)倍公路-Ⅰ級(jí)荷載作用下,主要測(cè)點(diǎn)應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)最大值為0.91,校驗(yàn)系數(shù)小于1.0,橋梁的實(shí)際狀況要好于理論狀況。殘余應(yīng)變最大值17.44%,小于20%,表明結(jié)構(gòu)處于彈性工作狀態(tài)。
4 結(jié)論
該聯(lián)在(1.01~1.05)倍公路-Ⅰ級(jí)荷載作用下,主要測(cè)點(diǎn)撓度校驗(yàn)系數(shù)最大值為0.80,殘余撓度最大值15.52%,主要測(cè)點(diǎn)應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)最大值為0.91,殘余應(yīng)變最大值17.44%,橋梁的實(shí)際狀況好于理論狀況,結(jié)構(gòu)總體處于彈性工作狀態(tài),滿足設(shè)計(jì)荷載要求。本文詳細(xì)介紹了丹東大東港疏港高速公路中一座預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的荷載試驗(yàn)過程,能為同類型橋梁荷載試驗(yàn)提供參考依據(jù)。
參考文獻(xiàn):
[1]白楊.預(yù)應(yīng)力混凝土空心板單板荷載試驗(yàn)分析[J].北方交通,2018.
[2]蘭海.雙拼30m預(yù)應(yīng)力混凝土T梁荷載試驗(yàn)[J].江西建材,2017.
[3]別思汗.連續(xù)箱梁橋成橋荷載試驗(yàn)分析[J].公路與汽運(yùn),2015.
[4]李亮.多跨變截面連續(xù)箱梁橋靜載試驗(yàn)研究[J].工程與建設(shè),2014.
[5]王德山.多跨連續(xù)梁橋荷載試驗(yàn)及承載力評(píng)價(jià)研究[J].中外公路,2012.
作者簡介:王子強(qiáng)(1988-),男,河北鹿泉人,遼寧省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)研發(fā)中心。