某公路大桥静载试验研究与分析

罗 盛

(陆军勤务学院军事设施系，重庆 401311)

1 工程概况

某公路大桥的中心桩号为K0+763.78，桥梁全长218.38 m，跨径组合6×35 m，桥面宽24 m，横向布置为4 m(护栏+人行道)+16 m(车行道)+4 m(护栏+人行道)。上部结构采用35 m预制预应力混凝土简支T梁；下部结构0号台为重力式桥台，6号台为轻型桥台，桥墩为柱式墩；桥面系桥面铺装层采用8 cm厚C40混凝土找平层+2 mm的防水层+7 cm厚沥青混凝土；混凝土找平层设有连续钢筋网。桥面横坡采用1.5%的双向横坡，人行道为2%单向坡。局部图如图1所示。

为了确定该桥结构是否满足设计荷载和安全通行的要求，为桥梁竣工验收提供依据，并为今后结构的状态评定提供原始数据，对该桥梁进行了静力、动力的荷载实验，受篇幅的限制，本文只对静载实验的部分进行详细的分析，以期望为类似工程提供参考，具有一定的研究价值。

2 静载试验的目的和内容

2.1 静载试验的目的

桥梁静力试验是针对新建桥梁建成后的承载能力进行测试，目的是通过对桥梁强度、刚度及其他指标的检测验算，从而判断桥梁结构在静力荷载作用下的工作状态和受力性能，判断该桥在静力荷载作用下的各种性能是否能满足设计的荷载等级要求。

2.2 静载试验的内容

静载试验的主要内容是：

1)相应试验工况作用下，测试截面应变(应力)测量；2)相应试验工况作用下，测试截面挠度测量；3)相应试验工况作用下，测试截面附近裂缝观测；4)试验加载过程中，异常现象观测。

3 静载试验方案

3.1 测点布置

通过该桥在设计、施工过程中的相关图纸，为了确定荷载试验的加载车数量和加载位置，需对该桥梁进行相应的计算分析，文中通过MIDAS建立该桥的空间计算模型见图2。

本次静载试验采用公路—Ⅰ级荷载标准进行。针对该大桥结构特点，按照相关的设计资料，依据JTG D60—2004公路桥涵设计通用规范[1]并参照JTG/T J21—2011公路桥梁承载能力检测评定规程[2]的有关规定得到的荷载情况，确定最不利的正负弯矩的具体位置，选取的静载试验控制截面见表1，试验控制截面及测点布置图如图3，图4所示。

表1 控制截面和测试内容

3.2 加载工况

试验共分为6个工况(编号分别为：工况1，工况2，工况3，工况4，工况5，工况6)，分别为在截面A，截面B以及截面C三跨的跨中最大正弯矩的正载试验和最大正弯矩的偏载试验，限于篇幅，只列出了截面A的工况1(如图5所示)、工况2(如图6所示)的加载图。为了保证安全，最大正弯矩的正载试验静荷载采用两级加载，分别是：第Ⅰ级：①+②+③；第Ⅱ级：①+②+③+④+⑤+⑥。

4 试验结果分析

4.1 应变测量结果分析

限于篇幅，只对工况1和工况2的应变测量结果进行分析。表2为工况1和工况2各测点的应变实测值、理论值以及校验系数，其中受拉为“+”，受压为“-”。从表中可以看出，静力试验荷载作用下主要测点的应变校验系数值的范围为0.46～0.73。满足规范要求的“测点静力荷载试验的应变校验系数值不大于1”的规定。卸载后的相对残余应变及残余变位均小于20%，满足规范要求[1-4]。图7和图8为工况1和工况2在试验荷载作用下控制截面应变变化值与验算理论值比较图。从图中可以看出，实测应变与理论应变的分布规律符合性较好，表明桥梁的横向受力性能与理论分析结果比较符合。

表2 工况1，工况2应变观测结果及校验系数

表3 工况1，工况2挠度观测结果及校验系数

4.2 挠度测量结果分析

限于篇幅，只对工况1和工况2的挠度测量结果进行分析。表3为工况1和工况2各测点的挠度实测值、理论值以及校验系数，其中挠度向下为“+”，向上为“-”。从表3中可以看出，静力试验荷载作用下主要测点的挠度校验系数值的范围为0.47～0.73。满足规范要求的“测点静力荷载试验的挠度校验系数值不大于1”的规定[1-4]。图9和图10为工况1和工况2在试验荷载作用下控制截面挠度变化值与验算理论值比较图。从图中可以看出，实测挠度与理论挠度的分布规律符合性较好，表明桥梁的整体受力性能与理论分析结果比较符合。

4.3 裂缝测量结果分析

在试验前，对桥梁跨中截面进行检查，未发现肉眼可见裂缝存在，在加载过程中及试验结束后也未发现肉眼可见裂缝存在。

5 结语

1)桥梁试验各测点的应变校验系数、挠度校验系数、裂缝以及残余应变和相对残余变位都符合规范要求，表明该大桥实际刚度较好，结构弹性工作效率较高，整体受力性能良好，试验桥跨结构刚度满足设计要求；

2)桥梁在整个荷载试验过程中，试验桥跨结构未发现有肉眼可见裂缝产生，桥梁结构抗裂性满足规范要求。