刘永金
广州诚信公路建设监理咨询有限公司
摘要：本文介绍了某预应力连续箱梁桥的荷载试验。通过对该桥梁检测结果的评价和分析，了解了此桥梁结构在试验荷载作用下的工作状态和受力性能，检验了其结构承载能力，得出相关结论，可为类似桥梁的荷载试验提供参考。
关键词：混凝土箱梁桥；静载试验；动载试验
1 引言
预应力混凝土连续箱梁桥变形小、抗扭刚度大、整体性好、便于养护、抗震能力强，整个桥梁外型简洁优美，线条流畅，桥面接缝少。箱梁顶板和底板都具有较大的面积，能有效地抵抗弯矩，受力合理，便于布置管线。预应力混凝土连续箱梁桥因具有以上的优点而在桥梁结构特别是在城市立交桥和大跨度桥梁中得到广泛应用。
2荷载试验目的及依据
桥梁结构验收荷载试验是对桥梁结构工作状态进行直接测试的一种鉴定手段。通过桥梁结构验收荷载试验，测试结构控制截面的静应变、静挠度、变形增量等试验参数，可以判断桥梁结构的工作状态和受力性能，评价结构的力学特性和在设计荷载作用下的工作性能，检验结构承载能力是否达到设计标准，同时对桥梁的设计条件与施工质量进行评定，为竣工验收提供依据，并为桥梁的日常运营、养护积累科学技术资料。
本荷载试验主要参照该桥梁工程施工图设计资料；交通部《大跨径混凝土桥梁的试验方法》；《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ 023－85）；《公路桥涵施工技术规范》（JTJ 041－2000）；《城市桥梁设计标准》CJJ77-98。
3 工程概述
某试验桥梁为5×25m跨径布置的等截面C40现浇预应力混凝土连续箱梁桥。主梁截面为单箱三室，梁高1.608m，采用横向、纵向双向预应力。桥宽25.6米，大悬臂达4.85米，
7.5cm沥青砼桥面铺装。
下部为C25混凝土人工挖孔灌注桩基础，C30双柱式方柱墩身（180cm×180cm）。
设计荷载：汽超—20级，挂车—120。
4 静载试验
4.1 静载试验荷载效率
根据汽超—20级，挂—120的设计荷载标准，采用等效荷载的原则，在所测试断面的内力影响线上，按最不利位置，根据实际加载车辆轴重，轴距等参数进行布载，依据《大跨径混凝土桥梁的试验方法》[1]中的建议，验收试验荷载的静载试验荷载效率确定为：1.05≥η≥0.8。
桥面全宽为25.600米，双向6车道。在荷载试验理论分析时，按设计荷载计算理论活载内力，并进行加载试验配车。设计荷载采用的是车队荷载，以标准的一辆重车和多辆主车进行加载。实际试验车采用的城市B级车辆荷载的重车（前轴重6吨，中后轴重24吨）加载，考虑到桥面通行设计为6车道行车，经过理论计算确定，采用4车道布载，使主梁内力和变形等相关参数的响应值均在荷载效率系数允许范围内。
4.2 静载试验加载车辆
本次试验荷载选用6辆相当于城市B级车辆荷载中重车的30T自卸车，其主要技术指标为：前轴距为3.6m，后轴距为1.2m；前轮距为1.8m，后轮距为1.83m。
4.3 试验测试仪器、设备
主梁挠度测量采用NA2精密水准仪和百分表测量；应变测试采用电阻应变测试仪。
4.4 静载试验数据分析方法
通过数据分析比较实测挠度与理论值的符合程度，因为挠度大小反映了结构的刚度，一般实际结构的刚度大于理论计算所采用的刚度，故实测挠度偏小一点是正常的。《大跨径混凝土桥梁的试验方法》[1]对于此类型桥梁要求实测值与理论值之比在0.7至1.0之间。挠度的残余量是评判结构残余变形的指标，《大跨径混凝土桥梁的试验方法》[1]要求试验效率最大部位的结果比值不大于0.20（α1）。此值计算方法为：
图4-6-2中跨偏载实测应变与理论应变横向分布曲线图
5 动载试验
动力荷载试验选定静载试验内力较大的中跨跨中截面进行动载试验，选择城市B级车辆荷载中30T重的试验车。
5.1 动载试验内容和试验工况
5.1.1 无障碍行车试验
桥面无任何障碍的情况下，采用一辆试验车以20km/h、30km/h、40km/h的速度驶过试验桥跨，测定桥跨结构在运行车辆荷载的作用下的动力反应，根据桥梁振动的最大应力幅值求出不同车速下桥跨的动态应变增量系数。
5.1.2 刹车试验
一辆试验车以30km/h的速度在中跨中线截面进行紧急刹车，测定主梁相应截面的动应变及增量，以判断桥梁在紧急制动时的动力系数。
5.2 动载试验的测点布置
无障碍行车试验与刹车试验测点布置断面见图4-5-1中跨中断面，横截面应变片布置如图4-5-2所示。
5.3 动载试验仪器
采用动态电阻应变测试仪和10通道数字动态应变仪。
5.4 实测及计算结果
主桥中跨动载试验测试结果如表5-4-1、5-4-2所示。
6 分析及结论
（1）静载试验工况包括中载和偏载试验，荷载效率系数控制在0.8～1.05之间，满足《大跨径混凝土桥梁的试验方法》[1]（以下简称《试验方法》）中有关条文的规定。
（2）在各静载试验工况下，实测主梁挠度、应变与理论计算值吻合良好。主梁挠度和应变的实测值与理论值之比均在0.7～1.0之间，残余值与实测值之比也小于0.2，一般在0.1以内，说明结构处于良好的弹性状态，关键截面受力状况良好。
（3）各加载试验工况加载步的试验均值与理论均值比值基本保持相同，说明各加载步下结构的实际刚度保持不变，结构处于弹性状态。
（4）测到的结构最大变位以及关键截面应变的总值均未超过设计标准的容许值。
（5）从图4-6-1和4-6-2中可以看出：实际横向分布与理论横向分布在分布规律上吻合较好，且实际横向分布线性规律明显，说明箱梁受力合理，整体性好。
（6）动载试验表明：试验实测的无障碍行车最大动力系数为1.141，刹车最大动力系数为1.153，均小于车辆荷载的设计冲击系数[2]1.245和车道荷载的设计冲击系数[2]1.190。根据以上结果可认为主桥中跨实测的动力系数在合理范围之内，取用设计冲击系数进行设计是安全可靠的。
参考文献：
[1]交通部公路科学研究所等.《大跨径混凝土桥梁的试验方法》[R].1982
[2]建设部城市建设研究院等.《城市桥梁设计荷载标准CJJ77-98》[S].1998
论文作者:刘永金
论文发表刊物:《基层建设》2015年3期供稿
论文发表时间:2015/9/6
标签：荷载论文; 桥梁论文; 应变论文; 挠度论文; 结构论文; 混凝土论文; 截面论文; 《基层建设》2015年3期供稿论文;