腹板端部疑似竖向裂缝的预制T梁单梁静载试验

方东辉 （安徽省路桥试验检测有限公司，安徽 合肥 230000）

1 工程概况

某大桥采用3×（4×30m）先简支后连续T梁，设计荷载等级为公路-Ⅰ级。单幅桥面布置为：0.5m护栏+11.0m行车道+0.5m护栏=12.0m，每跨均由5片T梁组成，梁高2.0m，边梁顶板宽1.85m，中梁顶板宽1.7m，中边梁底宽均为0.5m，湿接缝宽80cm。

该桥一片边跨边梁腹板端部（结构连续端）存在个别疑似竖向裂缝（目前处于封闭状态、无法测量其宽度），为了解该片预制T梁单梁状态下承载能力能否满足设计荷载公路-Ⅰ级的正常使用要求，对该片边跨边梁进行单梁静载试验。

2 测试断面及测点布置

2.1 测试断面

1-1断面：跨中最大正弯矩断面，应变（应力）和挠度（变位）测试；2-2断面：四分之一跨径截面正弯矩断面，应变（应力）和挠度（变位）测试；3-3断面：四分之三跨径截面正弯矩断面，应变（应力）和挠度（变位）测试；4-4断面：距支点1/2h内侧斜向上45。斜线与梁高中心线相交位置，应变（应力）测试；5-5及6-6断面：支点截面，位移（沉降）测试，测试断面位置示意见图1。

2.2 测点布置

①1-1、2-2、3-3 及 4-4 断面应变测点布置示意见图2～图3。

②1-1、2-2及3-3断面挠度及支点沉降测点布置示意见图4。

图1 测试断面位置示意图(单位:mm)

图2 1-1、2-2及3-3断面应变测点布置示意图(单位:cm)

图3 4-4断面应变测点布置示意图(单位:mm)

图4 1-1、2-2及3-3断面挠度及支点沉降测点布置示意图(单位:cm)

3 效率系数及加载方式

3.1 效率系数

第一步，纵向采用桥梁专用有限元程序MIDAS CIVIL2019计算，横向分配系数按刚接梁法计算；第二步，建立单梁简支梁模型，施加静力荷载，得到满足《公路桥梁荷载试验规程》（JTG/T J21-01-2015）的控制截面试验荷载值，该片预制T梁（边跨边梁）静载试验效率见表1。

预制T梁(边跨边梁)静载试验效率系数 表1

试验荷载作用下各测试断面测点应变实测值、理论值和校验系数 表2

试验荷载作用下各测试断面测点挠度实测值、理论值和校验系数 表3

各测试断面测点应变相对残余变形 表4

各测试断面测点挠度相对残余变形 表5

T梁端部腹板跨缝应变测点实测结果 表6

由表1可知，本次静载试验效率系数介于1.00～1.02之间，满足《公路桥梁荷载试验规程》（JTG/T J21-01-2015）中规定的对交（竣）工验收荷载试验效率系数宜介于0.85～1.05之间的要求。

3.2 加载方式

根据试验荷载与设计荷载效应等效的原则，本次试验采用集中荷载方式进行加载。跨中最大正弯矩工况在T梁在中间位置施加集中力（终级荷载为530.0 kN）；支点最大剪力工况在距T梁端部3.8m位置施加集中力（终级荷载为800.0 kN）。

4 静载试验结果

4.1 荷载效应校验系数

①应变实测值与校验系数：试验荷载作用下该片预制T梁（边跨边梁）各测试断面测点应变实测值、理论值及校验系数见表2。

由表2可知，在试验荷载作用下，该片预制T梁（边跨边梁）在最大正弯矩和最大剪力工况下各测点的应变校验系数在0.40～0.80之间。

②挠度实测值与校验系数：试验荷载作用下该片预制T梁（边跨边梁）各测试断面挠度实测值、理论值及校验系数见表3。

由3可知，在试验荷载作用下，该片预制T梁（边跨边梁）在最大正弯矩工况下各测点的挠度校验系数在0.63～0.66之间。

4.2 相对残余位移（或应变）分析

试验荷载作用下该片预制T梁（边跨边梁）各测试断面测点应变相对残余变形检测结果见表4，挠度相对残余变形检测结果见表5。

由表4及表5可知，该片预制T梁（边跨边梁）各测点应变相对残余变形在0.0%～6.7%之间；挠度相对残余位移在1.4%～1.8%之间。

4.3 裂缝监测

①跨中附近裂缝监测：该片预制T梁（边跨边梁）试验前检查未发现主梁底部存在横向裂缝，在试验过程中T梁混凝土应变数据未产生突然增大或突然减小的信号，测试过程中在主梁梁底也未发现裂缝等情况。

②端部腹板竖向裂缝监测：为了解加载期间T梁端部腹板疑似竖向裂缝（目前处于封闭状态、无法测量其宽度）的扩展情况，在T梁端部腹板选取3条疑似竖向裂缝（具体位置见前图3）粘贴应变片进行监测，试验荷载下T梁端部腹板跨缝应变测点结果见表6。

由表6可知，在各级试验荷载作用下，T梁（边跨边梁）端部跨缝应变片测点应变值增加均匀，最大荷载加载工况下测试值均为压应变，其值介于-10.7με～-88.6με之间，未发生异常突变，卸载工况下测试值均接近0με，试验前、试验过程中及试验结束后现场观测T梁端部腹板疑似竖向裂缝均未见开展。

5 结语

①在最大试验荷载作用下，预制T梁（边跨边梁）应变校验系数及挠度校验系数均小于1，满足规范规定的要求，表明该片制T梁（边跨边梁）实际受力状况要好于理论状况。

②在试验荷载作用下，预制T梁（边跨边梁）应变相对残余变形及挠度相对残余变形均小于20.0%，表明该片预制T梁（边跨边梁）具备较好的弹性回复能力。

③该片预制T梁（边跨边梁）主梁底部试验前、试验过程中及试验结束后现场观测未见横向裂缝，在试验过程中T梁混凝土应变数据也未产生突然增大或突然减小的信号；试验T梁端部跨缝应变片测点应变值增加均匀，最大荷载加载工况下测试值均为压应变，未发生异常突变，卸载工况下测试值均接近0με，试验前、试验过程中及试验结束后现场观测T梁端部腹板疑似竖向裂缝均未见开展。

综上所述，在正常使用极限状态下，腹板端部存在疑似竖向裂缝的边跨边梁单梁状态下能够满足公路-Ⅰ级设计荷载的正常使用要求。