濠江大桥静载试验分析研究

杨远飞 王新定 曾晓青

1 工程概况

濠江大桥为 5跨 20m先张法预应力空心板桥,桥梁宽度为17m,桥梁横截面由 16块预应力空心板组成。预应力空心板截面见图 1。设计荷载为公路—Ⅱ级。为了评价该桥预制空心板梁的施工质量是否达到设计要求,对濠江大桥预制空心板梁进行了静载试验,以便对预制空心板梁的承载能力和使用性能作一次全面的技术评价。

2 静载测试截面和测点布置

根据受力情况,选取空心板梁跨中截面为测试截面。跨中测试截面应力测点布置如图 2所示。

3 设计荷载效应计算

3.1 荷载横向分布系数计算

在计算荷载横向分布系数时采用铰接板法。利用桥梁计算软件计算该桥各片空心板的荷载横向分布系数,见表 1。

表1 荷载横向分布系数

由表 1可知,边板 1号梁活载分布系数最大,其次是 2号板, 所以取 1号、2号板作为静载试验板梁。

3.2 恒载及活载内力计算

采用桥梁计算软件对该桥使用阶段分析得到 1号板(边板)和 2号板(中板)的设计荷载效应,见表 2。

表2 设计荷载效应 kN◦m

4 试验加载及量测

4.1 试验加载方式

表3 加载重量及荷载试验效率

由于施工现场的条件限制,静载试验采用一块重 10.3 t的预制板以及重 0.5 t的砂袋若干作为加载重量。加载的原则是使试验荷载作用下的跨中弯矩与预制空心板梁使用阶段荷载设计值接近。这里只列出中板情况,其加载重量及荷载试验效率见表 3。

预制空心板梁静载试验依照重量分 3级加载,每一级加载稳定时间不少于5min,中板加载重量见表4。

表4 中板分级加载重量 t

4.2 试验量测

静载试验挠度量测采用带测微器的高精密自动安平水准仪,应变量测采用梁体表面粘贴振弦式应变传感器及与之配套的数据采集仪。每一级加载量测要等读数稳定以后才能测读。

表5 1号～2号梁各级试验荷载作用下应变变化值 με

5 静载试验结果及分析

5.1 应变及挠度测试结果

由应变测试结果整理得到的各分级荷载作用下的跨中截面各测点应变结果见表 5,挠度测点结果见表 6。每次加载未观察到肉眼能见的裂缝。

5.2 应变及挠度测试结果分析

根据测试数据,计算得到预制空心板梁截面各测点的应变校验系数(见表 7)。表 7中理论值根据设计图纸及加载量由计算软件建模计算得到。由表7中数据分析可见,1号 ～2号梁跨中截面应变校验系数最大为 0.928,挠度校验系数最大为 0.682,其值均小于 1.0。1号～2号梁结构承载能力满足设计要求;相对残余变形为 0.057,其值小于 0.2,表明 1号～2号梁具有良好的弹性性能。

表6 1号～2号梁各级试验荷载作用下挠度变化值 mm

表7 1号～2号累计应变及校验系数

各级荷载作用下的跨中挠度实测值、挠度校验系数及相对残余变形见表 8。

表8 1号～2号挠度测试结果及校验系数

6 结语

1)预制空心板梁静载试验的荷载效率系数η=0.922,大于规定值 0.8,说明本次静载试验能够反映出预制空心板梁设计的受力与变形状态。2)1号 ～2号空心板梁最大应变校验系数分别为0.928,小于 1.0,并且在加载试验过程中未发现裂缝,说明预制空心板梁的承载能力满足设计荷载作用下的使用要求。3)1号 ～2号空心板梁最大挠度校验系数分别为 0.682,小于 1.0,说明预制空心板梁的刚度满足设计荷载作用下的使用要求。4)1号～2号空心板梁的相对残余变形分别为 0.057,小于控制值 0.2,说明预制空心板梁具有良好的弹性性能。5)为提高预制空心板桥的整体受力性能,建议加强预制空心板桥横向铰缝和现浇混凝土桥面铺装层的工程质量。

[1] 胡 勇,谭冬莲.某水电站进场公路桥梁成桥荷载试验研究[J].山西建筑,2010,36(8):309-310.