扁平钢箱梁斜拉桥静载试验研究

谢 勇，卢星辅

(贵州省质安交通工程监控检测中心有限责任公司，贵州 贵阳 550000)

0 引 言

特大跨径的桥梁、结构复杂的桥梁和承载能力需要验证的桥梁应进行荷载试验，试验结果应满足设计要求和符合相关技术规范的规定。在吊装条件较好条件时，扁平钢箱梁常用于大跨径斜拉桥的主梁。对斜拉桥进行荷载试验可以直接了解大桥的实际结构受力状况和承载能力，验证设计计算结果，评价大桥在设计使用荷载下的结构性能，以及为交工验收提供重要的技术数据。

1 工程概况

牌楼长江大桥为双塔双索面斜拉桥，跨径布置为：4×57.5 m+730 m+4×57.5 m，桥面宽度36 m，采用半漂浮体系。钢梁节段采用正交异性桥面板流线型扁平钢箱梁。

2 静载试验内容与方法

2.1 测试截面及测点布置

根据本桥的结构特点及有限元模型计算结果，按桥梁结构的最不利受力原则和代表性原则确定试验工况及测试截面。试验桥跨及测点布置如下：(1)试验桥跨：主跨和南边跨(第5跨、第7跨)。(2)挠度测试截面及测点：主跨横桥向设置3条测线(下游、中线、上游)，每条测线纵向沿主跨8分点设置7个测点(支座沉降测点未示意，支座沉降测点布设在主梁上对应支座位置)，总共布设21个测点测试挠度曲线，边跨在相应工况测试截面(J7)横桥向设置5个挠度测点。(3)应变测试截面及测点：选取Z09#塔(南塔)主梁最大负弯矩截面(J1)、Z08#塔(北塔)中塔柱根部最大弯矩截面(J2)、主跨跨中截面(J4)、主跨3/4L截面(J5)、Z09#塔(南塔)中塔柱根部最大弯矩截面(J6)、南边跨第2跨最大正弯矩截面(J7)、作为应变(应力)测试截面，测试截面及测点布置。(4)主塔偏位测试截面及测点：Z08#塔(北塔)塔顶最大水平位移截面(J3)，偏位测点采用在塔顶布设棱镜来测试。(5)索力测试截面及测点：NMC22斜拉索索力增量截面(J8)作为索力增量测试截面，测试截面及测点布置。索力测试时在NMC22号索上布设拾振器通过振动法测试。

图1 应变、索力及偏位测试控制截面布置图(单位：cm)

2.2 试验荷载及工况

本桥的结构体系复杂，加载工况较多，在做静载试验时，应选择相应工况进行合并加载。下面主要选取主跨的几个主要工况进行分析。

表1 牌楼长江大桥静载试验工况和加载效率

2.3 试验结果

工况1和工况2试验结果

挠度：工况1下，跨中截面最大弹性挠度为-694.8 mm，跨中测点挠度校验系数在0.90～0.94之间；工况2下，跨中截面最大弹性挠度为-693.9 mm，跨中测点挠度校验系数在0.91～0.93之间。说明J4截面刚度满足要求。

实测工况2偏载下，横向增大系数为1.01，说明本桥偏载效应不明显。应变：工况1下，跨中截面测点应变校验系数在0.84～0.99之间；工况2下，跨中截面测点应变校验系数在0.80～0.98之间。说明J4截面强度满足要求。

图2 J4截面工况1、工况2满载实测挠度值与计算值的比较

图3 J4截面工况1、工况2测点实测应变值与计算值的比较

索力：工况1下上游NMC22索力增量为609.3 KN，活载索力校验系数0.61；下游NMC22索力增量为612.2 KN，活载索力校验系数0.61；工况2下上游NMC22索力增量为582.4 KN，活载索力校验系数0.58；下游NMC22索力增量为639.3 KN，活载索力校验系数0.64。

3 结 语

结合上述主跨在试验荷载下的静力响应，牌楼长江大桥主桥试验桥跨满足设计荷载标准(公路—Ι级)的正常使用要求。