某大桥大件运输静载试验评估研究

2019-01-07罗晟涛

福建交通科技 2018年6期

■罗晟涛

(江苏开通建设工程有限公司，淮安 223001)

1 项目背景

107国道某桥，桥跨布置为5×22.20 m钢筋混凝土T梁，全桥共1联，桥梁全长116m。桥梁计荷载等级：汽车-20级，挂车-100，人群荷载为2.5kN/m2。桥梁上部结构为等截面装配式普通钢筋混凝土T梁，采用先简支后桥面连续结构，T梁梁高为1.35m，腹板宽度为0.18m。桥梁下部结构桥台为框架式埋置桥台，桩基础；桥墩均为桩柱式桥墩。桥面全宽18.6m，横断面布置：2.1m(人行道及栏杆)+14.4m(行车道)+2.1m(人行道及栏杆)=18.6 m。

本次大件运输车货总重145.2t，运输车辆承重部分共12轴，每轴平均分配重量12.1t，车轴间距为5×1.6m+7m+5×1.6m。将运输车辆视为移动荷载，加载在模型上，并与汽-20荷载对比[1]。

2 静载试验

2.1 控制截面和试验工况

2.1.1 控制截面

根据《公路桥梁荷载试验规程》[2]，对于混凝土简支梁桥承载能力试验的内力或挠度控制截面规定见表1。

表1 简支梁桥的内力或位移控制截面

根据表1,结合本桥的实际情况，选定第二、三、四跨进行荷载试验，设置4个控制截面，截面布置如图1。

图1 荷载试验控制截面布置图

2.1.2 试验工况

共安排四个试验工况，如表2。

表2 静载试验工况

2.1.3 载位布置

以试验工况1载位为例，车辆布置图如下图2、图3所示。试验工况1——检验第一跨跨中截面A承受汽-20(对称荷载)正弯矩的承载能力，分两级加载。

图2 主桥试验工况1一级车辆布置图

图3 主桥试验工况1二级车辆布置图

2.2 挠度测试结果与分析

2.2.1 挠度测点布置

在各试验工况下，加载前、加载中和卸载后，采用精密水准仪对桥梁挠度进行测量。挠度测点分别位于试验跨的两端墩顶、L/4、L/2和3L/4处的桥面两侧，如图4所示。其中，墩顶测点为修正桥梁实际(净)挠度而设。

图4 桥面挠度测点布置立面及平面示意图

2.2.2 挠度测试结果分析

表3～表6给出了试验跨第2、3、4跨在试验工况1～4等效荷载作用下测点挠度实测值、理论计算值、挠度校验系数和残余变位。表中，各点挠度均为桥梁实际(净)挠度，即已扣除桥梁因支座变形产生的位移。

表3 工况1二级加载下桥面测点挠度变化量一览表

表4 工况2下桥面测点挠度变化量一览表

表5 工况3下桥面测点挠度变化量一览表

表6 工况4下桥面测点挠度变化量一览表

由表3～表6可以看出，在汽-20荷载作用下，该桥试验跨的挠度校验系数值在0.60～0.9之间，均满足《公路桥梁荷载试验规程》中规定的静力荷载试验挠度校验系数应不大于0.9的要求，各工况下测点的最大相对残余变位为-14.29%，满足《公路桥梁荷载试验规程》中规定的相对残余变位应不大于20%的要求。

2.2.3 挠度测试结论

对测试结果分析表明，大桥竖向(弯曲)刚度满足设计的汽-20载荷等级要求。

2.3 应变测量与分析

2.3.1 应变控制截面与布置

在各试验工况下，加载前、加载中和卸载后，对桥梁应变进行测量。各应变测试点布置沿桥纵向电阻式应变片或直角应变花。

各截面应变测点布置如图5～7所示。

图5 简支梁桥控制截面

图6 A、B、C截面应变测试点

图7 D截面应变测试点

2.3.2 应变测试结果分析

表7以工况1为例列出了工况等效荷载作用下相应控制截面的应变实测数据和理论计算值，并以此进行强度评定，这将为全桥的评定结论提供充分的依据。表中，各实测数据按测试导线的长度和测试环境的温度进行了修正。

表7 工况1下二级加载A截面的实测应变分析表

2.3.3 应变测试结论

工况1是用以检验第二跨L/2截面A承受 (对称荷载)正弯矩的承载能力。T梁底承受最大的拉应力，故以梁底的应变校验系数作为衡量该截面的强度依据。工况1的应变测量值见表7。由表7可知，其应变校验系数在0.4～0.8之间，满足《公路桥梁荷载试验规程》中规定的静力荷载试验应变校验系数在0.4～0.8之间的要求，说明截面A的承载能力满足设计要求；该工况下最大相对残余应变为1.72%，满足《公路桥梁荷载试验规程》中规定的相对残余应变应不大于20%的要求，结构处于弹性范围内。

通过该大桥的四个工况的静载试验，得到该桥在汽-20荷载的等效加载各试验工况下的应变校验系数均在正常范围之内，说明该桥的强度满足设计要求，结构处于弹性变形状态。