高速公路预制小箱梁静载试验分析

康谦

（广东省交通运输建设工程质量检测中心 广东广州 510000）

0 引言

随着我国施工技术及装备制造技术的提升，高速公路建设在国内得到了飞速发展，高速公路已成为带动国民经济的重要动脉。采用预制拼装的施工方式，成为国内高速公路建设的主流方式。通过测试预制梁在试验荷载作用下的力学工作性能，检验梁体的施工质量，是检验预制小箱梁的结构性能能否达到设计及规范要求的重要手段[1]，也已成为质量监督机构及高速公路建设方对在建高速公路质量控制的重要手段。

1 加载方式

对某高速公路25m 预制小箱梁进行静载试验。设计荷载为公路-I级，小箱梁采用C50 混凝土。静载试验选取预制梁跨中断面为试验荷载的控制断面。以设计单位提供的梁体跨中断面设计控制内力为加载依据，采用两点集中力加载，纵向加载间距为1.5m。根据现场条件，试验采用千斤顶加载，反力系统为挑梁配重反力架，加载示意图如图1 所示。

图1 加载

静载试验分四级加载，一次卸载，如表1 所示。

表1 各级试验荷载

2 挠度测试

在试验梁跨中、L/4、3L/4 处各布置2 个挠度观测点，两台座处各布置2 个位移观测点，用精密水准仪观测试验荷载作用下梁体的变形和支承点的竖向位移情况。

满载时试验梁的实测弹性挠度与相应理论计算挠度曲线如图2 所示，由图2 可见，实测挠度曲线与理论计算挠度曲线的变化规律基本一致。满载时试验梁的挠度评定见表2，可见满载时实验梁挠度满足《大跨径混凝土桥梁的试验方法》（YC4-4/1978）中0.7＜效验系数K≤1.05、相对残余ξ≤0.2 的要求。同时最大挠度实测值满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG 3362—2018）规定：预应力混凝土梁式桥主梁跨中最大竖向挠度不应超过L0/600（40.18mm）。

图2 满载时挠度分布曲线

表2 试验梁跨中挠度值（mm）

3 应变测试

根据试验方案，在跨中断面沿梁高布设14 个振弦式应变计，用于观测试验梁在各级荷载作用下的应变（应力）变化及其分布情况。在预压阶段，发现梁底数据异常，检测仪器设备正常，对梁底应变测点进行加密布置，梁底一共布设21 个应变测点，如图3 所示。

图3 应变测点布置

满载时，梁顶应变实测结果如表3 所示，可见梁顶应变满足规范要求。

表3 试验梁梁顶应变值

满载时，梁底各测点实测结果如表4 所示。由表4 可知，满载时梁底各测点应变值相差较大。跨中1.5m 范围内为纯弯段，理论上各测点应变值比较接近。从表4 中可以看出，测点2-2～2-6 数据偏大，3-2～3-6 测点数据偏小，说明在此区域附近存在结构缺陷或者受力裂缝。

满载时，通过裂缝测宽仪进行观测，发现梁底距离跨中断面约10cm、距离倒角约15cm 处出现1 条横向裂缝，裂缝长约0.60m，宽约0.02mm。裂缝分布见图4。由于裂缝的存在，2-2～2-6 测点应变值偏大，3-2～3-6 测点应力得到释放，应变值偏小，与实测结果比较符合。卸载后，裂缝闭合。

表4 试验梁梁底应变值

图4 裂缝分布

由于裂缝的存在，梁底各测点应变实测值相差较大，故梁底应变不进行结果评定。由于出现了横向受力裂缝，不满足A 类预应力混凝土结构不允许出现横向裂缝的规定。

试验后，经仔细量测，试验梁结构尺寸与设计基本相符。对该梁混凝土进行回弹检测，混凝土强度满足设计C50 要求。查阅该梁施工系统资料，显示该梁的施工自检及监理检验均合格。需要进一步查找出现裂缝的原因。

4 结语

（1）该预制小箱梁在试验荷载作用下，梁底出现横向受力裂缝，其力学性能不满足设计及规范的要求。

（2）预制小箱梁静载试验过程中，可以通过对异常数据进行分析，快速找到结构受力裂缝。

（3）建议进一步对小箱梁预应力张拉及施工养护环境进行核查，查明小箱梁不合格的原因，指导后续预制小箱梁的施工。