“类双层”PC箱梁桥荷载试验研究

2017-08-28杨珊，朱广

黑龙江交通科技 2017年6期

关键词：跨径校验挠度

杨珊，朱广

(1.长沙理工大学土木与建筑学院，湖南长沙 410114；2.广西交通规划勘察设计研究院有限公司，广西南宁 530029)

“类双层”PC箱梁桥荷载试验研究

杨珊1，朱广2

(1.长沙理工大学土木与建筑学院，湖南长沙 410114；2.广西交通规划勘察设计研究院有限公司，广西南宁 530029)

通过建立浏阳市浏阳河第六大桥—“类双层”PC箱梁桥主体结构有限元模型，对其进行了理论仿真计算，并开展了针对其进行的荷载试验，分析结果，有效验证了大桥质量的可靠性，为大桥的竣工验收提供了技术依据，并提出了大桥在后期运营中针对性的管养建议。

“类双层”PC箱梁桥；挠度；应变；荷载试验

1 工程概况

浏阳市浏阳河第六大桥(下文简称六桥)位于浏阳市秋收路南端，横跨浏阳河，连通关口新区和唐家洲。主桥跨越河堤，跨河主桥在河道中设2个墩，在两堤的外侧各设一墩，其跨径布置为39 m+60 m+39 m。主桥上部结构采用上、下游双幅分离布置，截面形式采用单箱单室等截面“类双层”PC箱梁，外侧梁高4 m，单幅桥面宽8.5 m，梁底内外侧分别悬挑出4 m和1.99 m，外侧悬挑4 m处布置非机动车道，其横断面布置如图1所示。

图1 双幅主梁横断面示意图

2 试验方案

2.1 测点布设

(1)静载试验。

针对“类双层”PC箱梁桥的特点：非机动车道悬挑长度4 m较长，且关于箱梁中心线不对称，应变测试选取的控制截面为：边跨和主跨的跨中(A、C)截面，5#墩顶(B)截面，非机动车道悬臂根部(D)截面。其中A、B、C截面在箱梁内部分别布设8个应变测点。挠度测点共6个，布点位置为：5#墩顶处，边跨距4#墩1/4跨径、1/2跨径、3/4跨径处，中跨距5#墩1/4跨径、1/2跨径处各布设一个测点。

(2)动载试验。

动载试验主要研究桥梁的动力特性，采用一辆32 t的载重汽车，分别以20 km/h、30 km/h和40 km/h的车速沿行车道中心线匀速行驶过六桥，并按20 km/h行驶至主跨跨中刹车，分别测量桥梁跨中的动应变响应。在进行跑车试验前，将试验车辆布置在动应力测试截面处，测出各截面的静载应力水平，以与跑车试验测试结果进行对比。

2.2 试验荷载工况布置

在已有技术资料的基础上，本次试验用空间有限元软件Midas Civil 2012对六桥进行了理论计算分析。本次荷载试验各工况下的荷载效率系数均控制在了0.95～1.05之间，符合《公路桥梁承载能力检测评定规程》(JTG/TJ21-2011)的要求。

3 试验结果分析

3.1 静载试验结果分析

(1)挠度测试结果分析。

静载试验的挠度测试结果如图2所示，各工况实测挠度随加载等级的变化规律与理论计算结果一致，实测最大挠度为2.7 mm，理论值为3.3 mm，校验系数为0.818。荷载加载桥跨的荷载校验系数均在0.67～0.89之间，符合规范要求，说明结构有一定的安全储备，且模型计算合理。各工况的最大残余变形为0.1 mm，占最大变形的8.3%，小于规定的20%，说明试验荷载作用下桥梁处在弹性工作范围。

图2 部分工况挠度测试结果及理论值

(2)应变测试结果分析。

边跨跨中在最大正弯矩(工况一)荷载作用下，A截面实测最大正应力为0.55 MPa(C50混凝土弹性模量按设计取E=34.5 GPa)，应力校验系数为0.89，残余应变为2.8%，满足规范要求。中跨跨中在最大正弯矩(工况三)荷载作用下，C截面实测最大正应力为0.41 MPa(弹性模量取值同上)，应力校验系数为0.8，各测试点的残余应变均小于10%，边跨和中跨的跨中最大正弯矩加载试验时，各测点均处于弹性工作状态。

支点的最大反弯矩(工况二)荷载作用下，实测B截面的最大正应力为0.59 MPa，理论值为0.76 MPa，校验系数为0.78，残余应变为4.6%。各测试点的残余应变均小于9%，各测点均处于弹性工作状态。

非机动车道悬臂的最大反弯矩(工况四)荷载作用下，实测D截面的最大正应力为0.65 MPa，理论值为0.71 MPa，校验系数为0.917，残余应变为6.3%。各测试点的残余应变均小于10%，各测点均处于弹性工作状态。