松花江大桥扩建工程成桥静载试验方案及评估

郭 猛

(哈尔滨市松北区建设项目管理办公室)

松花江大桥扩建工程成桥静载试验方案及评估

郭 猛

(哈尔滨市松北区建设项目管理办公室)

介绍了松花江大桥扩建工程成桥静载试验的主要内容和试验方法，结果表明该桥测试指标符合规范要求，桥梁刚度和承载能力满足要求，可为同类型的工程提供参考。

连续梁桥;荷载试验;结构分析;荷载效率

1 工程概况

松花江大桥扩建工程主桥上部结构为变截面预应力混凝土连续箱梁，跨径布置为59 m+7×90 m+52 m。主桥箱梁采用单箱单室断面，主墩墩顶截面高度为5.4 m，跨中截面高度为3.0 m，之间的梁高在纵桥向按2次抛物线变化。箱梁顶部宽度21 m，底宽14.5 m，采用直腹板单箱双室断面，翼缘板悬臂长度3.25 m。标准段横向宽21.0 m，22#主墩～23#主墩间的横向宽度为21.0～23.76 m，23#主墩～24#过渡墩间为分离式断面，由两幅单箱单室箱梁组成。

2 试验内容

2.1 部分静载试验主要工况

(1)主梁中跨跨中最大正弯矩，测定主梁跨中截面在设计活载作用下上缘、下缘的最大应力状态。(2)主梁中跨跨中最大挠度，测定主梁在设计活载作用下跨中截面的最大变形。(3)主梁中支点最大负弯矩，测定主梁中支点断面在设计荷载作用下截面边缘的最大应力状态。(4)边跨中截面最大正弯矩，测定主梁跨中截面在设计活载作用下上缘、下缘的最大应力状态。(5)边跨中截面跨中最大挠度，测定主梁在设计活载作用下跨中截面的最大变形。(6)次边跨跨中最大弯矩，测定主梁跨中截面在设计活载作用下上缘、下缘的最大应力状态。(7)次边跨主梁中跨跨中最大挠度，测定主梁在设计活载作用下跨中截面的最大变形。(8)23号墩顶截面最大负弯矩，测定主梁中支点断面在设计荷载作用下截面边缘的最大应力状态。

2.2 观测项目及其量测方法

(1)箱梁应力:测试主梁在活载作用下的整体应力变化情况。由于桥面铺装已完成，因此，主桥静载试验时箱梁的应力采用在梁内侧的振弦式应变计和电阻式应变计，由JM-3000应变测试系统和东华静态数据采集系统采集数据。

(2)主梁的竖向挠度:采用拓扑康电子精密水准观测。在桥上沿桥轴线及行车道上下游边缘分南北两半跨按二等水准施测纲要进行闭合水准测量主梁高程。

(3)主梁的扭转:主梁扭转测试采用在跨中截面桥面横向布置测点，采用精密水准仪测其各级加载后的标高来完成。

2.4 测点布置

主梁应变测点采用振弦式应变传感器和电阻应变计，应力测量的测试截面共10个，分别编号为 F1～F10，截面布置在跨中和支点附近断面。单箱双室截面设置11个，单箱单室截面设置7个，全桥共设97个应变测点，各试验工况下，不仅对关键截面应变进行测量，对其他应变测点也进行测量。

2.5 加载工况

试验荷载根据桥梁结构检算确定的各个控制截面的最不利弯矩，通过等效的试验车辆荷载加载到相应位置。个位置的试验荷载效率见表1。采用10台各总重为35 t、6台各总重为25 t双桥载重汽车布载。

表1 控制截面荷载效率统计表

3 实测数据分析

3.1 混凝土强度

根据对主桥梁体共计4个测区进行回弹试验，得到梁体混凝土的强度等级的评定值为57.1 MPa，达到了桥梁主体结构设计强度C55的要求，混凝土强度满足要求。

3.2 静载挠度

根据挠度试验结果，可以认为挠度的试验值与理论计算值吻合良好，且均远小于规范容许挠度值，校验系数在0.641～0.827之间。最大静活载挠度为16.5 mm，说明桥梁的刚度较大，满足使用要求。

挠度曲线测试结果表明，沿桥梁纵向各挠度测点的试验值变化规律较好，纵向线形平顺，说明结构的刚度、整体变形、完整性处于良好工作状态，其工作性能良好。当所有试验荷载卸除后，控制截面的变形基本恢复为试验前的初始状态，残余变形很小，说明在实验过程中结构始终处于弹性工作状态。

3.3 静载应变

应变测试结果表明，混凝土的实测应变值与理论预测值的比值即校验系数大部分在0.6～0.839之间，最大为0.839，均值为0.71。满足桥梁试验规范的规定，试验值普遍小于实测值，说明主梁的承载能力是足够的。

在试验荷载作用下，桥梁主要控制断面上的活载应力增量较小，最大活载拉应力1.43MPa，且小于在自重、恒载和有效预应力共同作用下受拉区的有效预压应力，截面抗裂性满足要求。

在23#墩顶复杂区域负弯矩试验中，所测得的应力分布也较小，说明23#墩顶箱梁截面的设计是合理的，能够满足要求;在23#～24#跨最大正弯矩以及偏心加载工况下的扭转测试中，测得的箱梁应力均较小，扭转变形不大，且符合理论预期。

［1］吴建军，陈和，张启伟，袁万城.现场桥梁静载试验评定与分析［J］.公路，2004，(12).

［2］王立峰，李静辉.绥芬河转体施工斜拉桥静荷载试验［J］.森林工程，2007，(1).

U448.21

C

1008-3383(2012)07-0098-01

2011-11-21

郭猛(1974-)，男，哈尔滨市人，高级工程师，主要从事路桥建设及工程管理。