连续板梁桥动静载试验测试与分析

李荣巧

（贵州交通职业技术学院， 贵州 贵阳 550008）

1 工程概况

厂上跨线桥为都匀市红牛大道工程的子工程项目，为（20+25+25+20）m普通钢筋混凝土π型连续板梁桥，2#墩墩梁固结。桥台采用一字式台身，扩大基础；桥墩为柱桩式结构；桩基础采用钻孔灌注桩基础或挖孔桩。桥梁断面布置：9.0m=1.0m(人行道及护栏)+7.0m(行车道) +1.0m(人行道及护栏)。设计荷载：城-B级，人群荷载3.5kN/m2。

为评定该桥的整体受力性能，进行外观检测和动静载试验，掌握桥梁的基本状况，为桥梁以后的管养工作提供依据。

2 外观检查与实体检测

在试验前应对桥梁的外观和实体构件进行检测，掌握桥梁的基本状况。结果表明，构件强度、尺寸、保护层厚度等符合设计要求；局部出现裂缝，在第 4跨跨中左侧π梁出现竖向裂缝，1#裂缝长度为0.76m，宽度为0.14mm；第4跨跨中右侧π梁出现竖向裂缝，2#裂缝长度为0.62m，宽度为0.17mm。在进行荷载试验时，应密切关注裂缝的发展情况。

3 静载试验

3.1 加载截面及工况确定

根据工程要求和现场情况，选取第3跨、第4跨为试验对象。各测试跨的内力控制截面为测试截面，如图1所示；应变测点布置见图2。挠度测点布置在人行道边缘处，在桥跨L/4、L/2、3L/4以及支点处共8个测点。

荷载工况I为2#墩支点最大负弯矩正载，工况II、工况III分别为第3跨最大正弯矩正载、偏载，工况IV为3#墩支点最大负弯矩正载，工况V、工况VI分别第4跨最大正弯矩正载、偏载。

3.2 加载效率确定

采用有限元软件建立全桥计算模型，计算可知要达到0.95～1.05的加载效率，需要4辆载重为35t的加载车，得到荷载工况I～VI的加载效率分别为0.89、1.03、1.03、0.95、1.05、1.05。

图1 静载试验测试对象示意图

图2 截面应变测点布置

3.3 试验测定

正式加载前，用1辆加载车在第3、4跨上来回反复通行两次，对其进行预先加载，消除非弹性变形。预加载后，非工作人员退场，所有加载车停靠在对结构测定无影响的区域，所有准备工作安排妥当后，进行第一次空载读数。4辆加载车应分4级加载，保证结构的安全；加载完后一次性卸载。

试验程序：测试主梁的恒载（静止）变形初读数→测试跨控制截面布载试验→测试截面的应变及变形测试。

在试验过程中，观测加载后裂缝的变化情况，重点观测加载截面处裂缝的产生和发展情况。当裂缝长度、宽度急剧增加，新裂缝大量出现时，应停止加载。

3.4 静载试验结果分析

下面主要对荷载工况II测点的实测值与理论值进行比较分析，其应变和挠度值如表1、表2所示。分析可知应变在0.60～0.80之间，均小于1，表明所测结构强度达到设计要求。挠度校验系数在0.66～0.82之间，均小于1，表明所测结构刚度达到设计要求。同时测得其他工况的应变和挠度校验系数也在此范围内，证明该桥的静载性能满足设计要求。

表1 工况II应变测试结果（单位：με）

表2 工况III挠度测试结果（单位：mm）

3.5 裂缝观测结果

在试验过程中对跨中原有裂缝进行实时观察，在加载过程中最大裂缝宽度处有微小变化，最不利工况下1#裂缝由原宽度0.14mm增加到0.16mm，卸载后1#裂缝恢复原有宽度；2#裂缝由原宽度0.17mm增加到0.19mm，卸载后2#裂缝恢复原有宽度；1#、2#裂缝均小于规范裂缝宽度限值 0.2mm；考虑跨中竖向裂缝的存在会降低桥梁的安全储备，建议对跨中竖向裂缝进行处理。

4 动载试验

桥梁结构的动力特性只与结构本身固有性质有关，而与荷载等其他条件无关，是桥梁结构振动系统的基本特性。通过动载试验测定，分析结构在动荷载作用下的受力状态外，验证或修改理论计算值，为桥梁的管养提供必要的数据和资料。

受现场条件限制（该桥一端为 90度急弯），无法对该桥进行动载冲击系数测试，经各方同意后该桥不实施跑车、跳车、刹车测试，只进行脉动试验。

将传感器布置在测点上，由其拾取桥梁结构在大地脉动作用下的振动响应，采样时间30min，采样频率为100Hz。该桥计算频率为4.57Hz，测试频率为6.64Hz，实测值均大于理论计算值，说明该桥的实际刚度大于设计刚度。

5 结论

根据该桥动静载实测数据和理论数据的比较分析可知，该桥的强度、刚度均满足设计要求，试验跨结构整体受力性能满足设计荷载等级（汽车荷载：城-B级）的要求。