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摘要：针对对某高速公路13米空心板梁在安装前进行静载试验。主要通过试验检测空心板在荷载作用下的应力和挠度，结合公路钢筋混凝土桥涵设计规范，验证现场预制空心板受力性能满足设计及使用要求。
关键词：空心板；有限元模型；静载试验；应力；挠度
引言
随着经济的持续发展，交通路网越来越发，当遇到路、桥和航道等通常采用梁板等形式跨越，为确保被跨下部通行安全和桥梁本身结构安全，在不同地域和场地预制的梁板，采用荷载试验是检测结构承载力评价中最有效、最直接的方法，也是检验桥梁使用前预制质量评定和工艺检验的最简便的方法。
1 工程概况
某一级公路在跨越村道时采用6×13m先张预应力空心板梁，桥梁设计荷载为公路I级，桥面宽设计为12.5m。在先张空心板首件预制完成后，验证预制板质量和受力情况是否满足设计要求，对首件预制板梁进行单联的静载试验。本次静载试验目的是，在桥梁正常使用情况下，依据钢筋混凝土桥涵设计规范，评定预制板梁的受力性能能否满足设计及使用要求，同时验证施工质量。
2 静载试验依据及检测内容
2.1 试验依据
我国现行的《公路工程技术标准》（JTG B01-2014）、《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2017）、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）、《公路桥梁荷载试验规程》（JTG/T J21-01-2015）和相关的设计文件及计算资料进行。
2.2 检测内容
⑴最不利荷载作用下的应力（应变）；
⑵最不利荷载作用下的挠度（变形）；
⑶加载过程是否有裂缝产生及其变化。
3 静载试验检测方法
静载检测是通过对检测荷载作用下梁板的应力与变形进行测量，从而对检测梁板工作状态和工作性能进行检验。桥梁结构不仅受到自重及二期恒载的作用，同时还受到车辆荷载、人群荷载等活载的作用。
3.1 计算模型
静载检测理论计算采用平面杆件有限元法，使用通用有限元程序Midas Civil计算，有限元模型如图1所示。
静载检测采用等效荷载（使控制截面产生设计计算内力值的荷载）控制加载。本次检测所选取的η值均满足上述要求，检测荷载所产生的力学效应能够满足对梁的力学性能检验和分析要求。
本项目设计荷载为公路Ⅰ级，以二期恒载＋汽车荷载（已计入冲击系数）等产生的箱梁跨中截面最大弯矩值，作为检验结构性能的内力控制值。各检测梁板加载效率见表1。
表1 梁板加载效率值
3.3 检验检测方法及仪器设备
⑴应力（应变）以振弦式应变仪测试系统为主，配合高精度数据采集仪进行测点应力测试及数据采集。
⑵挠度（变形）采用百分表进行挠度测试。
⑶裂缝观测采用目视、裂缝观测仪进行观测。
3.4 测点布置
（1）梁板应力（应变）、挠度（变形）测点根据实际梁梁板的受力特点布置，本次箱梁静载检测应力测试断面选取跨中截面，测点对称布置在两侧腹板及底板上；空心板静载检测应力测试断面选取跨中截面，测点对称布置在底板上。测点布置示意见图2～3；
（2）支点沉降观测点：加载时为了消除支点处的不均匀沉降带来的测试误差，在两端支点处分别设置1～2个挠度测点。
图 2 13m空心板梁应变测点布置示意图
图4 13m空心板现场集中力加载示意图
3.5.2加载及读数控制
（1）检测加载
①在正式加载前，采用50%检测荷载进行预加载，预加载与正式加载一样分级进行，持续时间20～30分钟。其目的是：a.确保试件各部分接触良好，进入正常工作状态，使荷载与变形关系趋于稳定；b.消减临时支撑的塑性变形值；c.检查加载检测装置是否安全、可靠；d.检查测试仪器、仪表是否工作正常；
②本次检测控制采用逐级加载方式，梁板分4级加载，卸载为一次卸载；
③正式加载时，应严格按照加载方案进行。a.采用荷载分级逐级施加，每级荷载应准确，荷载施加完毕后，一次卸载；b.为控制加卸载稳定时间，选取跨中挠度作为控制观测点，同一级荷载内，结构在最后5分钟内的变位增量小于前一个5分钟内变位增量的15%，或小于量测仪器的最小分辨值，即认为结构趋于稳定。
（2）读数控制
①各加载程序及分级读数应在加、卸载后立即测读一次，并在加、卸载稳定后再读取稳定读数；
②控制实测应力、应变值小于规范规定值；
③控制实测挠度值小于规范规定挠度值；
④控制已有裂缝急剧增长或新裂缝大量出现。
3.6 静载检测结果
所抽检梁板静载检测结果详见附件A-梁板静载检测结果。
（1）应力测试结果
在检测荷载作用下，空心板应力校验系数在0.78～0.80之间，实测应力绝对值均小于理论计算值，相对残余应变均小于20%。应力实测结果详见表2。
4 静载试验结论评定
经检测分析表明梁板现有受力性能满足设计及使用要求；预制质量和工艺符合相关要求。
参考文献
[1] JTG/T J21-01-2015，公路桥梁荷载试验规程
[2] JTG D62-2004，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范
[3] 胡刚，罗仙，预应力混凝土空心板梁静载试验分析，大科技，2014，（2）
[4] 程超.基于静荷载试验的预应力混凝土连续梁桥承载力分析[J].中国建材科技，2017，26（01）：72-74.
[5] 李维.公路桥梁荷载试验检测的方法[J].交通世界，2018（12）：110-111.
[6] 姜骏.桥梁荷载试验检测的方法[J].黑龙江交通科技，2017，40（12）：187-188.
[7] 王洪启，吴文清，张红宇.某中桥静载试验分析研究[J].中国水运（下半月），2015，15（05）：222-225.
作者简介
邵瑾琨（1985-），男，甘肃会宁人，本科，工程师，主要从事公路与铁路工程施工技术工作。
论文作者:邵瑾琨
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/9
标签：荷载论文; 应力论文; 挠度论文; 加载论文; 桥梁论文; 预应力论文; 公路论文; 《建筑学研究前沿》2018年第31期论文;