（沈阳市市政工程设计研究院，辽宁，沈阳，110015）
【摘 要】本文对沈阳一座已建成的预应力混凝土简支T梁进行荷载试验，通过对桥梁施加静力荷载作用，测量桥梁在试验荷载作用下的结构响应，即桥梁各测点的变位和应变，对计算数据和实测数据进行比对分析，得出各测点的静力荷载试验结构校验系数ζ，并依据相关规范判定桥梁承载能力是否满足要求。
【关键词】预应力混凝土T梁；荷载试验；结果分析；结构校验系数；承载能力
第一部分 前言
随着我国交通事业的不断发展，城市交通量逐年增加，单车荷载也随着不断增大，城市桥梁无时无刻都在承受着各种荷载作用，桥梁在恶劣环境下长期使用，难免产生各种病害，以至于承载能力降低，甚至达不到规范规定的要求。本文即通过对预应力混凝土T梁桥的主体结构进行荷载试验，并对试验结果进行分析，据此判定桥梁承载能力是否满足规范要求。
第二部分 工程案例分析
1、工程概况
本桥建于2003年，半幅桥宽21.0m，设计荷载城—A级，人群荷载为5KN/m2。半幅桥横断面为9片主梁，预制主梁高2.0m，宽1.68m，两梁翼板间湿接缝0.62m。主梁和横隔板均为50号混凝土。
桥梁跨径布置为：2×22.55+14×33.14+2×22.55=554.16m。
半幅桥标准断面为：6.5m（人非混行道）+14.5m（机动车道）=21.0m。两幅桥间设2cm接缝，缝内用聚氨酯胶泥填充。桥梁跨径布置如图1所示，桥梁横断面布置如图2所示。
2、静载试验
桥梁静载试验主要是通过测量桥梁结构在静力试验荷载作用下各控制截面的应变、变位等情况，从而确定桥梁结构实际工作状态与设计期望值是否相符，它是检验桥梁性能及工作状态最直接、最有效的办法。
在静力荷载试验前运用桥梁计算专用软件对桥梁构模。在建模中考虑桥梁普查和专项检查的结果，将计算模型及相关参数进行适当调整，使模型能真实反映桥梁结构现状。在此修正模型基础上进行运营荷载组合计算，得到相应不利断面，并结合桥梁普查情况，确定试验和检测断面。试验前计算出各控制断面的内力影响线，根据影响线进行静力加载计算，计算结构在试验荷载作用下相应测试断面的应变和变位。通过理论计算结果与荷载试验结果进行比较，从而判定结构承载能力是否满足现阶段营运安全要求。
本桥静载试验跨在普查的基础上选定第一跨进行。
2.1 加载原则
静载试验依据《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T J21-2011）的相关规定进行。试验各工况下所需加载车辆的数量和轮位布置，根据设计标准活荷载产生的某工况下的最不利效应值按下式所定原则等效换算而得：
0.95≤η=Sstat/S(1+μ)≤1.05
式中，η——静力试验荷载效率；
Sstat——试验荷载作用下，某工况计算效应值；
S——设计标准活荷载不计冲击作用时产生的某试验工况的最不利计算效应值；
(1+μ)——设计计算取用的动力系数。
本桥静力试验荷载效率如表1所示：
2.2 计算模型
本次静载试验选择第一跨22.55m预应力简支T梁进行。计算模型如图3所示：
2.3测点布置
测点布置如图4所示，图中所示测点均布置在T梁底面：
2.5 试验加载安全监测
试验加载时对重点应变测点、重点变位测点进行安全监测，如在试验过程中，发现以下几种情况中的任一情况，应暂停试验，分析原因，找出原因后再继续加载或终止试验。
控制应变测点的实测应变值已达到或超过用弹性理论按规范安全条件反算的控制应变值；
控制变位测点的实测变位值超过了规范允许值；
发生桥梁其它损坏，影响桥梁承载能力或正常使用时。
3、试验结果数据分析
在以下各工况中：
①结构校验系数＝实测应变/计算应变或实测弹性变位/计算变位；
它反映了结构实际状态和理论状态的对比情况，结构校验系数小于1时，代表桥梁的实际状况好于理论状况；结构校验系数大于1时，代表桥梁的实际状况差于理论状况，应判定结构的承载能力不满足《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T J21-2011）的要求。
②相对残余应变或相对残余变位；
相对残余应变：Sp’＝Sp/St×100%＝（残余应变/总应变）×100%；
相对残余变位：Sp’＝Sp/St×100%＝（残余变位/总变位）×100%；
Sp’越小说明结构越接近弹性工作状况，当相对残余应变或相对残余变位超过20%时都表明结构的实际状况与理想状况相比不安全，可直接依据试验结果判定承载能力不满足《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T J21-2011）的要求。
③变位以向下为正，向上为负。
④混凝土应力及应变以受拉为正，受压为负。应力单位为MPa，应变单位为με。实测应力计算时取混凝土的弹性模量E＝3.5×104MPa。
3.1 测试结果
在工况三荷载作用下试验跨测试断面变位实测值及计算值见表3所示。从表中可以看出，在工况三荷载作用下，测试断面各测点的变位校验系数在0.17～1.10之间，最大校验系数大于1.0，说明桥梁的实际状况差于理论状况，承载能力不满足《公路桥梁承载能力检测评定规程》的要求。卸载后，各测试断面变位测点的相对残余变位均小于20%，表明桥梁结构处于弹性工作状态。
在工况三荷载作用下试验跨测试断面应变实测值及计算值见表3所示。从表中可以看出，在工况三荷载作用下，测试断面各测点的应变校验系数在0.32～0.84之间，最大校验系数不大于1.0，卸载后，各测试断面变位测点的相对残余变位均小于20%，表明桥梁结构处于弹性工作状态。
4、检测结论
1）在试验荷载作用下，试验跨的变位校验系数最大值大于1.0，代表桥梁的实际状况差于理论状况，应判定结构的承载能力不满足《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T J21-2011）的要求；
2）卸载后，各测点的相对残余应变及相对残余变位均小于20%，表明梁体处于弹性工作状态；
3）在试验荷载作用下，桥梁基础未发生不稳定沉降变位；
4）变位和应变折线图的实测图和计算图总体趋势吻合，局部位置差异较大，说明桥梁的横向联系的实际状况与理论状况总体相符，个别梁体之间横向联系有较大不足。
第三部分 结束语
本文通过对预应力混凝土简支T梁桥的静力荷载试验测，测得桥梁各个测点的结构响应，通过对实测数据与计算数据的比对分析，确定简支T梁桥的实际使用状况差于理论状况，桥梁管理及养护部门可依据本试验结果，对该桥采取正确管理决策，同时为加固设计提供科学、合理的技术资料和依据。
参考文献:
[1]《公路桥涵设计通用规范》 JTJ021-89
[2]《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 JTJ023-85
[3]《公路桥梁承载能力检测评定规程》 JTG/T J21-2011
[4]《公路桥梁技术状况评定标准》，JTG/T H21-2011
[5]《桥梁工程》，范立础 2001．人民交通出版社
论文作者:吕金泉
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年1月供稿
论文发表时间:2016/4/21
标签：荷载论文; 桥梁论文; 应变论文; 结构论文; 断面论文; 静力论文; 残余论文; 《工程建设标准化》2016年1月供稿论文;