浅谈预制单梁静载试验技术

司　瑞　（安徽省建筑科学研究设计院，安徽 合肥 230001）



浅谈预制单梁静载试验技术

司瑞（安徽省建筑科学研究设计院，安徽 合肥 230001）

桥梁单梁静载试验是鉴定梁（板）安全营运的主要手段，单梁静载试验是测量单梁在静力试验荷载作用下的变形和应力变化，它是了解单梁结构实际工作性能如结构刚度、强度等最直接有效的办法。文章拟就试验方法、步骤及检测结果及其修正逐一作了分析对比，为类似梁（板）提出了静载试验中应注意的问题和解决方法。

静载试验；应变；挠度

0　引言

随着我国经济的快速发展，现有公路上的交通量日益增长，各种桥梁的建设也日渐增加，而因造价、工期、施工难度等各种因素的影响，大部分桥梁预制、吊装的组合梁（板）桥，而在架设梁（板）前对单梁（板）及在成桥后对全桥做静载试验检测设计是否安全、施工质量是否满足规范及设计要求的重要手段，在此，本文以《龙舒西路跨杭北干渠桥预制梁板单梁静载试验检测报告》为例，对架设前单梁（板） 静载试验的步骤及操作技术作分析。

1　工程概况

龙舒西路跨杭北干渠桥位于舒城县政务区，桥梁全长50.64m，桥面布置型式为4m（人行道）+14m（机动车道）+4m（人行道）=22m，双向4车道。桥梁上部采用20m简支空心板构造，全桥共2跨。预制空心板梁高0.95m，梁宽：中梁1.24m，边梁1.57m，底宽1.24m，湿接缝宽0.01m，每跨由16片空心板组成，空心板采用C50混凝土，预应力均采用低松弛高强钢绞线，公称直径φ 15.2mm，标准强度fpk=1860MPa。桥墩采用柱式桥墩，桥台采用U型桥台，桥墩、台均采用扩大基础。桥梁设计荷载：城市-A级 人群：按《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011）取值。

2　参照规范及基本原则

2.1试验依据

①《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）；②《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）；③《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）；④《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T J21-2011）；⑤工程图纸及相关资料。

2.2试验效率确定原则

就某一加载试验项目而言，其所需加载荷载的数量和重量，将依据设计标准活荷载产生的该加载试验项目对应的控制截面内力或变位的最不利效应值，按下式所确定的原则等效换算而得。

式中：η—静载试验荷载效率

S—设计标准活载不计冲击荷载作用时产生的该加载试验项目对应的控制截面内力或变位等的最不利计算效应值

μ— 规范取用的冲击系数

3　试验观测内容

①单梁控制截面在试验荷载下的应变（应力）及其分布情况，使用表面应变计，静态数据采集仪等设备；②单梁控制载面在试验荷载下的挠度：使用位移计等设备；③单梁裂缝观测：观测梁跨中处附近下边缘表面的裂缝开展与发展情况。

4　确定加载试验效率及加载设置

4.1确定加载试验效率

采用Midas/civil 2010建立单梁杆系有限元模型进行分析，得出该单梁加载工况下的试验效率如表1所示。

该片单梁加载工况下的试验效率　表1

由上表知，1-8#梁加载工况的试验效率η均在规范允许的取值范围内。（注：表中的控制弯矩已计入冲击系数。）

4.2加载荷载设置

结合计算以及考虑现场的加载设备，本次单梁静力试验荷载采用尺寸为1m×1m×1m，重量为1000kg的沙袋充当，采用均布布载。试验时沙袋的数量及重量如表2所示。

1-8#梁现场加载时所需沙袋数量　表2

5　试验布载及测点布置

5.1试验布载

1-8#梁的试验布载示意如下图1所示。

图1　1-8#梁的试验布载示意（单位：m）

5.2测点布置

①应变测点：1-8#梁静载试验的应变测试截面有1/4截面、1/2截面和3/4截面，每个截面在两侧腹板底部布置2个应变测点。②挠度测点：1-8#梁静载试验的挠度测试截面有两端支点附近截面、1/2截面，两端支点附近截面在梁底布置1个挠度测点，1/2截面在梁底布置2个挠度测点。

6　试验结果分析

6.1应变、挠度结果分析

1-8#梁在试验加载工况下，相对应的测试截面各测点应变实测值以及实测值与理论计算值对比分析结果见表3，其中拉应变为正、压应变为负。相对应的测试截面各测点挠度实测值以及实测值与理论计算值对比分析结果见表4，挠度值以竖直向下为正。

1-8#梁在加载工况下各测点应变实测以及实测与理论对比分析结果 表3

1-8#梁在加载工况下各测点挠度实测以及实测与理论对比分析结果 表4

通过上述数据分析可知，龙舒西路跨杭北干渠桥1-8#空心板各测点应变校验系数分别在0.76～0.84之间，跨中测点挠度校验系数为0.71，均在规范规定的范围内，表明该片单梁的强度、刚度能够满足设计规范及设计荷载城-A级的运营要求；在加载工况下，各测点应变、挠度相对残余均不大于20%，表明该片单梁结构处于良好的弹性工作状况，满足《公路桥梁承载能力检测评定规程》要求。

6.2其他观测结果

试验加载前未发现该片预制空心板有明显的结构裂缝，试验加载过程中未观测到新的裂缝产生，同时也未发生其它异常情况。

7　试验结论

①龙舒西路跨杭北干渠桥1-8#空心板各测点应变校验系数分别在0.76～0.84之间，跨中测点挠度校验系数为0.71，均在规范规定的范围内，表明该片单梁的强度、刚度能够满足设计规范及设计荷载城-A级的运营要求；在加载工况下，各测点应变、挠度相对残余均不大于20%，表明该片单梁结构处于良好的弹性工作状况，满足《公路桥梁承载能力检测评定规程》要求。

②试验加载前未发现该片预制空心板有明显的结构裂缝，试验加载过程中未观测到新的裂缝产生，同时也未发生其它异常情况。

综上所述，试验梁1-8#空心板抗弯承载能力满足设计要求，在最大设计荷载作用下，试验梁刚度满足规范要求，试验梁处于弹性工作状态。试验梁结构性能满足设计及相关规范要求。

[1]交通部基本建设质量监督总站，长安大学.桥涵工程试验检测技术[M].北京：人民交通出版社，2004.

[2]王绍棣.阐述桥梁单梁静载试验[J].城市建设理论研究，2012（33）.

U441

B

1007-7359(2016)03-0255-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.03.093

司瑞（1986-），男，安徽宿州人，毕业于长安大学，硕士，助理工程师。