中曹司连续梁刚构桥静力试验分析

孟 云

(贵州省交通科学研究有限责任公司，贵州贵阳 550008)

1 工程概述

中曹司大桥位于贵阳绕城公路南二环，连接西南环线与甲秀南路，主桥桥型布置为(77+127.5+130+127.5+77)m刚构连续梁，主桥长539 m，引桥孔跨布置为(28+43+29.5)m预应力混凝土连续梁，全桥为单幅桥。桥面纵坡0.301%，支座水平设置，桥面纵坡的影响在梁底作处理。桥面车行道设1.5%的横坡，人行道横坡2%，引桥及主桥部分进入超高过渡段。主桥1号、4号过渡墩采用实心矩形桥墩，2号、3号主墩均为双肢实心矩形墩，引桥采用实心矩形墩。基础为承台、群桩基础，按嵌岩桩设计。设计荷载:汽车荷载:公路—Ⅰ级;人群荷载:3.5 kN/m2。

2 试验结构内力检算

该桥结构内力分析检算采用空间有限元［1］程序模拟完成。检算中结构尺寸参照设计图纸，结合该桥的结构特点及桥梁结构有限元检算的要求，将主桥模型划分为164个单元、165个节点，引桥模型划分为119个单元、120个节点，控制截面特性见表1，荷载效率见表2。

表1 截面特性

3 试验截面

3.1 应变试验截面

根据检算分析结果，本次荷载试验选取全桥各跨作为试验对象，应力测试截面共设置了Y1～Y8共8个截面作为应力测试截面。主桥第1跨选取L/2截面，第2跨选取L/2截面，第3跨选取小河岸0号块截面、L/4截面、L/2截面，第4跨选取小河岸0号块截面、L/2截面，第5跨选取L/2截面，应变试验截面布置示意图见图1，挠度测试截面布置示意图见图2。

表2 荷载效率

图1 应变测试截面布置示意图

图2 挠度测试截面布置示意图

3.2 挠度试验截面

主桥第1，5跨的4等分点处(即L/4，L/2，3L/4)截面确定为试验时的挠度控制截面，主桥第2，3，4跨的L/4，3L/8，L/2截面确定为试验时的挠度控制截面。

4 试验内容

4.1 试验工况

在试验荷载作用下，确定本次静力荷载试验的测试工况如下:

工况1:主桥第1跨L/2截面(Y1)正弯正载应变、挠度测试;工况2:主桥第2跨L/2截面(Y2)正弯正载应变、挠度测试;工况3:主桥第3跨右岸0号块截面(Y3)负弯正载应变、挠度测试;工况4:主桥第3跨L/4截面(Y4)正弯正载应变、挠度测试;工况5:主桥第3跨L/2截面(Y5)正弯正载应变、挠度测试;工况6:主桥第4跨小河岸0号块截面(Y6)负弯正载应变、挠度测试;工况7:主桥第4跨L/2截面(Y7)正弯正载应变、挠度测试;工况8:主桥第5跨L/2截面(Y8)正弯正载应变、挠度测试。

4.2 测试过程

荷载试验中，应力测量仪器采用数字式钢弦应变计进行测试，挠度测试采用精密水平仪进行测试。

挠度测试:标尺→精密水平仪→记录。

应变观测:振弦应变计→JMZX-300振弦检测仪→记录。

5 结果试验比对分析

5.1 应力分析

在试验荷载作用下，控制截面实测应力与理论值比对见表3。

表3 控制截面实测应力与理论值比对表

在试验荷载作用下，实测应力值均小于理论检算值，校验系数为0.12～0.97之间。校验系数处于正常范围，相对残余应变均小于20%，处于正常范围。

5.2 挠度分析

在试验荷载作用下，控制截面挠度应力与理论值比对如表4所示。

在试验荷载作用下，实测挠度值均小于理论检算值，校验系数为0.63～0.79之间。校验系数处于正常范围，相对残余变形均小于20%，处于正常范围。

表4 控制截面挠度应力与理论值比对表

6 评定

根据《公路桥梁承载能力检测评定规程》及《大跨径混凝土桥梁的试验方法》评定方法:实测应力值均小于理论检算值，校验系数处于正常范围内，相对残余应变均小于20%，说明中曹司大桥结构强度满足要求，并具有一定的强度储备;实测挠度值均小于理论检算值，校验系数处于正常范围内，相对残余应变均小于20%，说明中曹司大桥结构刚度满足要求，并具有一定的安全储备，承载力满足设计要求。

［1］成 琛，刘文波.双曲拱桥病害原因分析及诊断［J］.武汉理工大学学报，2009，33(8):659-660.

［2］贵阳市南二环道路工程中曹司大桥右幅桥桥梁检测报告［R］.贵阳:贵州省交通建设工程检测中心，2011.

［3］JTG/T J21-2011，公路桥梁承载能力检测评定规程［S］.

［4］JTG D60-2004，公路桥涵设计通用规范［S］.

［5］大跨径混凝土桥梁的试验方法［M］.北京:人民交通出版社，1982.

［6］JTG D62-2004，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范［S］.