连续T梁单梁静力荷载试验计算分析

陈建宇

(重庆交通大学土木工程学院 重庆 400074)

连续T梁单梁静力荷载试验计算分析

陈建宇

(重庆交通大学土木工程学院 重庆 400074)

在装配式T梁施工过程中，为了评定预制T梁承载能力、结构变形及抗裂性能等是否满足在成桥运营阶段的要求，采用Midas/Civil有限元软件建立单幅T梁的三维有限元模型，并通过刚性横梁法计算单幅T梁的横向分布系数，取成桥运营阶段受力最不利的T梁，根据荷载试验效率、原则与要求进行荷载试验。

装配式T梁；荷载试验；横向分布系数

一、引言

单梁静力荷载试验的目的是主要是为了了解桥梁结构的真是受力情况，检验预制T梁能否满足使用要求，为日后桥梁竣工验收及后期桥梁运营、养护及管理提供科学依据。结合重庆某3×30m预应力混凝连续T梁桥的工程实例，该桥梁桥横向由5片T梁组成，桥面布置为：0.5m(护栏)+11m(车行道)+0.5m(护栏)=12m。车辆布置为：双向两车道。公路一级，桥面铺装8cm的混凝土调平层和10cm厚的沥青混凝土铺装层。

二、冲击系数计算结果

在计算冲击系数时，将沥青混凝土铺装层与调平层作为每延米质量计入，将防撞护栏质量按横向分配系数进行分配，基频计算结果如下表所示：

表1 结构基频计算结果

三、横向分布系数计算结果

该桥具有横隔梁、湿接缝等的横向连接，这些横向连接相当可靠，除此之外，桥梁的长宽比还大于2，所以应该用刚性横梁法计算活载的跨中横向分布系数，计算结果如下表所示(以桥梁外侧边梁作为1 梁，向内侧依次增加)：

表2 活载横向分布系数

四、预应力混凝土T梁计算模型

根据本桥结构的受力特点，采用桥梁有限元程序Midas/Civil对3跨30米T梁单梁(综合考虑横向分布系数的方法)进行分析计算，共建立102个单元，103个节点。

根据表1中的计算结果可知，边梁所分得的横向分布系数较大所以，荷载试验取边梁进行计算。

五、等效应力结果

在T梁的荷载试验中，一般采用试验梁段在成桥运营时跨中截面的最大弯矩或应力作为试验加载的依据，按照裸梁跨中截面下缘应力在各种后续荷载所产生的应力增量相等的原则，对T梁跨中进行抗弯荷载试验。试验跨T梁应力等效结果为：

表3 等效应力结果(下表结果以拉为正，压为负)

六、加载制度

加载，应该逐级增加至最大荷载；卸载时，应该逐级卸载至零荷载。加载制度如下：

(1)首先要对单梁的试验截面进行预载；

(2)为保证试验顺利进行，避免过载引起T梁损坏，试验加载工况按照重物质量分为4级进行加载，事先要计算号各级荷载引起测量位置的应变与挠度。在该级荷载加载完毕后，测取的应变值与挠度值，然后再对比事先的计算值，并且估计下级加载产生的应力和挠度，再进行下一级加载。

七、加载位置与加载方式的确定原则

(1)为节约荷载试验的成本与时间，在不影响荷载试验效率(0.95～1.05)，以及保证结构安全的情况下，尽可能使用少的荷载与加载位置达到相应的试验荷载效率；

(2)荷载所施加的重物尽量选择现场重物(钢筋、砂袋、车辆等)，并对荷载进行过磅，防止超载造成结构损坏：

(3)对于无法再桥下搭设挠度传感器安装平台的桥梁桥，只能在桥面上布置挠度测点，此时加载重物应该避开这些挠度测点。

八、静载试验规则及注意事项

(1)为了防止温度对结果的影响荷载试验选择时间段应该为温度较为稳定的时候，所以荷载试验应该选择在晚上进行；

(2)在荷载试验前，应该用试验荷载的1/2对称加载在跨中截面上，结束后先卸载再进行正式加载；

(3)正式加载试验不能同时进行，要等结构稳定后在进行下一级的加载或卸载；

(4)测点在正式加载前要记录一个初始值，每改变一级荷载就记录一次数据，并且在结构稳定后，下级荷载加载或卸载前再记录一次数据；

(5)加载过程中，当以下任一事件发生时，马上停止加载：

① 控制测点应力或弯矩值、挠度值超过计算值，并且达到或超过按规范安全条件计算所得的允许值；

② 结构出现局部损坏现象(裂缝等)，影响到结构自身承载能力时。

九、结论

本文运用Midas/Civil三维有限元软件，结合重庆市某三跨预应力连续T梁的单梁三维模型对单梁荷载试验进行了计算分析，得出如下结论:

根据三跨连续T梁荷载试验计算结果可知，载该桥面布置形式下，成桥运营阶段的最不利受力位置是边跨边梁，因此在对该类T梁进行在进行单梁荷载试验时，只需对边梁进行静载试验。

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)：

[1]徐岳，王亚军，万振江.预应力混凝土连续梁桥设计[M].北京:人民交通出版社，2000.

[2]安燃.简支T梁桥荷载试验方法研究[M].吉利大学，2013

[3]王愉龙.中小跨径桥梁荷载试验加载效率研究[D].北京:中国建筑工业出版社，1997

[4]范文斌.基于荷载试验的桥梁整体安全研究[D].中南大学，2008.

[5]李克银.连续梁桥荷载试验梁格法分析[J].铁道工程学报，2011，(06).

陈建宇(1991-)，男，汉族，重庆丰都，工程硕士学位，重庆交通大学土木工程学院，研究方向：大跨径桥梁结构理论设计。