高架桥荷载试验及承载力分析

摘要：文中介绍了桥梁荷载试验方法及内容，荷载试验结果表明高架桥试验桥跨控制截面梁底挠度和应力的校验系数均不满足《试验方法》及《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T J21-2011）规范要求，说明高架桥试验跨上部构造实际工作状况要差于理论状况，静载受力性能不能满足设计荷载（汽-20）下的桥梁正常使用极限承载力的使用要求。

关键词：高架桥；荷载试验；承载力

1工程概况

某高架桥的桥梁跨径布置：26m+20m+20m+12.81m，全长78.81m，；桥面布置：6.2m=0.3m（栏杆）+5.6m（机动车道）+0.3m（栏杆）。桥梁设计荷载：汽-20，桥面按单车道设计。该桥上部结构为钢筋混凝土变截面连续板结构，主梁结构采用30号混凝土。

2荷载试验

2.1试验跨段的选择

根据结构的工作状态和受力性能，试验跨段为第1跨（边跨）及第2跨（次边跨）。

2.2 静载试验内容

1） 第1跨最大正弯控制截面处主梁梁底的混凝土应变；

2） 第1跨最大正弯控制截面处主梁的挠度；

3） 第2跨跨中最大正弯控制截面处主梁梁底的混凝土应变；

4） 第2跨跨中最大正弯控制截面处主梁的挠度；

5） 1#墩墩顶最大负弯控制截面主梁梁底的混凝土应变；

6） 第1跨及第2跨主梁支座的沉降及变形；

7） 对试验桥跨控制截面进行详细外观观测。

2.3静载试验加载

静载试验采用1辆重约380kN的三轴重车为加载车。本次试验根据桥梁的结构形式，规划以下6个工况[1]：

工况1：第1跨控制截面主梁最大正弯矩偏载工况；

工况2：第1跨控制截面主梁最大正弯矩对称工况；

工况3：第2跨跨中控制截面主梁最大正弯矩偏载工况；

工况4：第2跨跨中控制截面主梁最大正弯矩对称工况；

工况5：1#墩墩顶截面主梁最大负弯偏载工况；

工况6：1#墩墩顶截面主梁最大负弯对称工况。

2.4荷载试验计算

试验时根据桥梁控制截面的设计最大内力值，采用等效荷载的原则，计算出试验等代荷载[2]。

2.5荷载试验数据与评定

本次荷载试验结果依据《大跨径混凝土桥梁的试验方法》第3.19条款要求和《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T J21-2011）等有关规范进行评定。试验桥跨结构实测最大挠度及应力值、理论挠度及应力值、校验系数、实测残余挠度值与实测总挠度的比值见表1～2。

表1 试验桥跨在试验荷载作用下梁底最大挠度评定表

试验工况

评定项目

工况1

工况2

工况3

工况4

测点号

1#

2#

1#

2#

实测值Stat（mm）

3.25

2.66

1.06

0.88

理论值Scal（mm）

2.94

2.45

1.31

1.09

校验系数η

1.11

1.09

0.81

0.81

残余挠度Sp（mm）

0.36

0.15

0.04

0.05

Sp/Stat

0.111

0.056

0.038

0.057

表2 试验桥跨在试验荷载作用下各梁最大应力值评定表

试验工况

评定项目

工况1

工况2

工况3

工况4

工况5

工况6

测点号

1#

2#

1#

2#

1#

2#

实测值Stat（MPa）

18.02

10.80

9.62

8.10

-0.40

-0.36

理论值Scal（MPa）

16.90

14.10

12.08

10.07

-0.52

-0.44

校验系数η

1.07

0.77

0.80

0.80

0.77

0.82

通過数据分析与评定，可以得出如下结论：在试验荷载作用下，高架桥试验桥跨控制截面梁底挠度和应力的校验系数均不满足《试验方法》及《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T J21-2011）规范要求[3]，说明高架桥试验跨上部构造实际工作状况要差于理论状况，静载受力性能不能满足设计荷载（汽-20）下的桥梁正常使用极限状态。

3结论

荷载试验结果表明：在试验荷载作用下，高架桥试验桥跨控制截面梁底挠度和应力的校验系数均不满足《试验方法》及《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T J21-2011）规范要求，说明高架桥试验跨上部构造实际工作状况要差于理论状况，静载受力性能不能满足设计荷载（汽-20）下的桥梁正常使用极限状态。

参考文献

[1]胡强，刘建磊，袁磊. 高赞大桥静动载试验研究[J]. 铁道建筑，2008（12）：18-21.

[2]交通部.公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）.人民交通出版社，2004年.

[3]交通部公路科学研究所等.大跨径混凝土桥梁的试验方法[Z]，1982.

作者简介：程功，男，硕士，工程师，主要从事桥梁与隧道施工和试验检测。