某自锚式悬索桥配重跨静载试验分析

常 亮

(中铁十三局集团第四工程有限公司，哈尔滨 150008)

某跨江大桥主桥采用60+140+60(m)自锚式悬索桥，配重孔为48 m简支箱梁。主梁采用梁侧单箱单室混凝土箱梁，主梁之间用横梁桥面板连接。主梁及主塔采用C50混凝土，边墩及引桥桥墩、边墩承台、引桥承台及桥台台身和承台采用C40混凝土，钻孔灌注桩采用C30水下混凝土。

针对该桥配重跨主梁现浇支架和模板拆除后，主梁腹板和底板表面出现局部蜂窝、麻面、漏筋及混凝土外观颜色不一致等质量通病，后施工单位采用环氧水泥砂浆、小石子环氧混凝土对缺损部位进行了修复。为验证结构的安全性，对配重跨进行桥梁荷载试验[1]。

1 桥梁外观检测

本次桥梁检测针对5#孔，该孔为48 m预应力混凝土简支箱梁桥，该桥分为左右两幅，每幅均为单箱四室的箱梁，左右幅箱梁通过箱梁翼缘板连接。

主梁箱的编号从上游到下游方向依次为1#和2#梁。桥梁外观检测，发现桥梁现状有：试验孔两片试验梁梁底混凝土表面有多处填补面，填补面积大约为梁底面积的1/10；试验孔的2片试验梁混凝土表面均未见裂缝。采用回弹法对该大桥配重跨2片主梁进行混凝土抗压强度测试，并对所测构件进行强度评定[2]。试验梁混凝土强度详细情况见表1。

表1 构件混凝土强度检测汇总表

综上所述，5#孔两片主梁混凝土强度推定值略小于主梁混凝土设计强度等级C50，满足设计要求。

2 静荷载试验

2.1 静载试验内容

根据该桥的结构特点及实际情况，确定本桥试验内容，主要有：

(1)跨中断面挠度。

(2)跨中混凝土应变沿梁高规律。

(3)观察试验梁在试验荷载作用下的裂缝变化情况。

2.2 试验测点布置

(1)主梁挠度测点布置。

1#、2#梁的挠度测点均为5个，均匀布置，如图1所示。

图1 试验梁跨中应变测点布置图

(2)跨中断面应变测点布置。

在试验梁跨中梁侧沿梁高布置6个应变测点，如图2所示。

图2 主梁试验断面应变测点现场图

2.3 加载工况

本次试验试验荷载按公路-I级进行加载。试验荷载采用12辆35t重的重型翻斗车，共安排了3个荷载工况：

工况Ⅰ：二期恒载作用下梁体跨中弯矩(四列对称)。

工况Ⅱ：跨中弯矩(二期+活载)(四列对称)。

工况Ⅲ：跨中弯矩(二期+活载)(两列偏载)。

各加载工况车辆的纵、横布置，如图3～8所示。

图3 工况Ⅰ纵向加载布置图(m)

图4 工况Ⅰ横向加载布置图(m)

图5 工况Ⅱ纵向加载布置图(m)

图6 工况Ⅱ横向加载布置图(m)

图7 工况Ⅲ纵向加载布置图(m)

图8 工况Ⅲ横向加载布置图(m)

(4)加载效率。静载试验加载效率见表2。

表2 各工况跨中截面试验荷载效率表

3 静载试验分析

(1)主梁跨中截面挠度。各工况下的试验梁跨中断面挠度和相对残余变形，见表3、表4和表5。

表3 工况I下主梁挠度和相对残余变形

表4 工况Ⅱ下主梁挠度和相对残余变形

表5 工况Ⅲ下主梁挠度和相对残余变形

从表中看出，两片试验梁跨中截面，在二期恒载作用下，挠度实测值均小于相理论值；在活载中载时，实测值均小于理论值，各点校验系数介于0.5～0.9之间；在活载偏载布载时，实测值最大值小于理论值，但远离偏载侧测点的实测值大于计算值；实测的相对残余变形满足规范规定的要求[3]。

(2)混凝土应变、应力分析。在工况Ⅱ、Ⅲ试验荷载作用下，测量试验孔各试验断面的混凝土应变。实测的混凝土应变沿主梁高度程线性分布，满足平面变形假定。根据最佳试验曲线，求的相应测点的应力和校验系数[4-6]，具体情况，见表6和表7。

表6 试验孔主梁上缘应力数据汇总表

表7 试验孔主梁下缘应力数据汇总表

综上所述，跨中控制断面混凝土应变沿梁高的变化基本符合受弯构件的平面假设，试验梁混凝土上、下缘应力校验系数均符合规范的相关规定，说明结构强度能够满足使用要求。

4 结束语

静载试验及理论计算的对比分析表明：试验梁混凝土应变满足平面假定，校验系数符合规范要求，结构基本处于弹性工作状态，实际受力较理论均匀；结构强度、正截面抗裂性、竖向刚度满足公路-I级荷载的设计和使用要求。

【参 考 文 献】

[1] 胡 洋.泼河大桥静载试验研究[J].黑龙江工程学院学报(自然科学版)，2006，20(4)：29-32.

[2] 姚令森.桥梁工程(第二版)[M].北京：人民交通出版社，2008.

[3] 姜 震，朱宜琛，吴永胜.整体式板桥静力荷载试验及计算方法研究[J].森林工程，2012，28(4)：47-50.

[4] 林任生.汕头市迥澜桥病害检测及静载试验分析[J].城市道路与防洪，2008.7(7)：128-134.

[5] 张 哲.混凝土自锚式悬索桥[M].北京：人民交通出版社，2005.

[6] 孟凡超.悬索桥[M].北京：人民交通出版社，2011.

[7] 刘 榕，王 甜.大跨径悬索桥钢梁疲劳设计研究[J].公路工程，2013，38(2)：103-107.

[8] 刘汉彪，胡建华.塔梁分离式是索桥若干问题研究[J].公路工程，2013，38(4)：61-65.