某预应力混凝土现浇箱梁桥静载试验要点分析

2022-09-08缪和品

交通科技与管理 2022年17期

缪和品

（贵州桥梁建设集团有限责任公司,贵州贵阳 550001）

0 引言

静载试验是向桥梁指定位置施加静荷载的方式，测试控制截面在静载作用下的应力、应变变化情况，揭示桥梁指定位置截面应力、挠度等参数，随施加荷载变化的变化特性，并通过对比静载试验结果与理论设计值偏差，评价桥梁承载力性能及结构稳定性[1-3]。该文分析某预应力混凝土现浇箱梁桥静载试验要点，具有重要的工程实践意义。

1 工程概况

某高速公路桥梁上部采用预应力混凝土现浇连续箱梁，第一联跨径组合为4×25 m，箱梁高1.65 m，标准宽节段箱梁为单箱双室，宽16.38 m，变宽桥段箱梁为单箱双室至单箱五室，翼缘悬臂长2.5 m，C50 混凝土浇筑。

2 静载试验方案

2.1 建模分析试验对象

运用MIDAS/Civil 软件建立该桥西环跨线桥第一联现浇梁有限元模型，对桥梁模拟分析，根据模拟分析结果，选择第二跨跨中C 截面为控制截面，该截面位置示意图见图1。

图1 检测截面位置示意图(单位：m)

2.2 试验加载

该桥目前处于建设阶段，不具备组织标准车队加载条件，故该次研究采用弯矩等效原则，均按偏载载位加载，加载平面布置见图2，荷载为6 台350 kN 车载。该加载条件下，C 截面弯矩值为4 168.1 kN·m，设计值为4 387.4 kN·m，可算得试验荷载效率=试验弯矩/设计弯矩=0.946，符合《大跨径混凝土桥梁的试验方法》（以下简称《试验方法》）的规定。

图2 C 截面弯矩试验加载(偏载)平面布置(单位：m)

2.3 测点分布

根据《试验方法要求》，按图3 布设控制断面及端点处挠度测点，C 界面处、各支点处各布置1 组；应变测点按图4 布置，共布设C1～C12 共计12 各测点。

图3 挠度测点布置(单位：m)

图4 C 截面应变测点布置(偏载，单位：m)

3 静载试验数据分析

3.1 挠度数据整理分析

在试验加载条件下，C 截面实测挠度与模型输出理论挠度结果见表1。

表1 实测挠度与理论计算挠度

由表1 数据可算得，C 截面实测挠度均值Se为2.19 mm，模型输出理论值Sstat为2.33 mm，校验系数β=0.7 ＜Se/Sstat=0.909 ＜a=1.05，符合《试验方法》要求；实测C 截面最大挠度出现在靠偏载侧A7 测点处，挠度最大值Stot为3.09 mm，其残余挠度Sp为-0.04 mm，可算得Sp/Stot=0.013 ＜a=0.2，符合《试验方法》要求。

各级试验加载条件下，A、B 侧挠度实测值与理论值曲线见图5。由图5 可知：在各级试验荷载作用下，A、B侧挠度实测值均小于理论值，且其变化趋势与理论值一致；实测挠跨比为0.003 1/25=1.24×10-4＜＜1/600=1.67×10-3，测试跨结构刚度满足规范要求。

图5 实测挠度与理论计算挠度比较

3.2 应变数据整理分析

C 截面在试验加载条件下，实测应变与理论应变结果见表2。

表2 实测应变与理论计算应变

C 截面应变测点（C4～C9）在试验加载条件下，评论弹性应变实测值Se为29.1 με，理论值Sstat为30.6 με，校验系数β=0.7＜Se/Sstat=0.953＜a=1.05，满足《试验方法》要求；C 截面实测最大应变出现在C4 测点处，应变最大值Stot为39.8 με，其残余应变Sp为0.2 με，可算得Sp/Stot=0.005＜a=0.2，符合《试验方法》要求[4-6]。

C 截面实测弹性应变最大值与理论值比较见图6。由图6 可知，C 截面箱梁底板应变测点（C4～C9 测点）弹性应变实测值与理论值变化趋势基本一致，且实测值整体小于理论值。

图6 实测最大弹性应变与理论计算应变比较

选取C 截面两侧腹板沿高度布置一组应变测点，测试该组测点在最大试验加载条件下的弹性应变，并对其应变值沿截面高度进行线性回归分析，结果见图7。由图7 可知：最大试验加载条件下，各测点应变沿截面高度呈线性变化，线性关系系数R为0.969 4，梁体可认定为欧拉—伯努利梁。拟合中性轴高为111.06 cm，中性轴理论计算值为96.726 cm，表明桥面系结构可能承受桥体应力[7-8]。