钢筋混凝土预应力梁桥静载试验评定以及分析

1、钢筋混凝土预应力梁桥静载试验评定以及分析1 序言 桥梁静力荷载试验是检验桥梁实际承载能力的主要方法 , 原理 是: 将标准设计荷载或标准设计荷载的等效荷载施加于实桥结构的指 定位置,对实桥结构的应变分布、 变形进行检测 , 以此对实桥结构的性 能作出判断 , 从而达到检验桥梁结构的设计理论和计算方法是否合理 检验桥梁结构的设计与施工质量 , 判断桥梁结构实际的承载等级的目 的。1 结合实际工作经验 , 从以下几个方面论述桥梁静力荷载试验的 工作内容和实施方法。2 静载试验2.1 静载试验内容 静载试验是使试验荷载在指定位置对桥梁进行加载 , 测试桥面 的挠度、桥梁控制截面的应力增量。静载试验需

2、首先通过理论分析 在试验前计算出各控制截面的内力影响线 , 进行静力加载计算 , 然后 根据静力计算结果与荷载试验结果进行比较 , 再结合原施工控制所获 得成桥状态恒载应力 , 以确定桥梁结构的实际工作状态与设计期望值 是否相符 ,并判定结构的施工质量、运营安全度。它是检验桥梁结构 实际性能 ,如强度、刚度等的最直接、有效的方法。试验荷载按照桥 梁的静力试验活载内力与设计活载内力之比不小于 0.85 、且不大于 1.05 的原则确定。试验时, 需尽可能减少温度对测量结果的影响 , 同时需注意分级加载(1) 应力观测。由于该主桥结构对称 , 选择半跨布置测点以节约 试验所需人力和物力。一般而言

3、, 要求桥梁结构各点的实测应力差均 小于理论计算值 , 即结构强度校验系数小于 1,表明桥梁结构满足强度 要求, 否则不满足设计要求。(2) 变位观测。通过实测变形和理论建模分析 , 可以得到桥梁的 结构校验系数结构校验系数和强度校验系数一样 , 是评估桥梁承载力 的重要参数之一。如各点实测挠度值均小于理论计算值 , 即结构刚度 校验系数小于 1,表明桥梁结构的竖向静力刚度满足要求 , 否则不满足 设计要求。2.2 静载试验加载工况根据该桥梁的结构形式和受力特点 ,考虑对称作用 ,选择中跨和 东跨作为主要测试对象 ,主要分为 2 个工况,各个工况测试断面如下 :(1) 120# 墩 121#墩

4、跨段主梁 L/2 截面偏置布载正弯矩及挠度 的加载试验 ;(2) 120# 墩 121#墩跨段主梁 L/2 截面对称布载正弯矩及挠度 的加载试验。1. 第一工况试验数据第一试验工况主要测试 120#至 121#墩跨端正弯矩控制截面 , 在 四辆汽车偏载作用产生最大正弯矩作用下的应力 (变)、挠度 (形变) 及其横向分布情况 , 以评定桥梁试验跨的上部构造受力性能。1) 偏置布载应力 (变)数据(见表1与图 1):桥梁结构钢筋混凝土预应力梁桥静载试验评定及分析表 1120#墩 121#墩跨段主梁 L/2 截面偏置图 1120#墩 121# 墩跨段主梁 L/2 截面偏置布载正弯矩控制下下缘混凝土应

5、力数据结果表布载正弯矩控制 下下缘混凝土应力分析图2） 偏置布载主梁变形 （挠度）数据（见表 2与图 2）:桥梁结构应力表 2120#墩 121#墩跨段主梁 L/2 截面偏置图 2120#墩 121# 墩跨段主梁 L/2 截面布载正弯矩控制截面挠度数据结果表偏置布载正弯矩控制截面 挠度分析图2. 第二工况试验数据第二试验工况主要测试 120#至 121#墩跨段主梁 L/2 截面正弯矩 控制截面 , 在四辆汽车对称布载下主梁的横向受力性能 , 作为评定桥 梁整体受力性能的指标。1） 对称布载应力 （变）数据分析（见表3与图 3）应力桥梁结构表 3120#墩 121#墩跨段主梁 L/2 截面对称图

6、 3120#墩 121# 墩跨段主梁 L/2 截面布载正弯矩控制下下缘混凝土应力数据结果表对称布载正弯矩 控制下下缘混凝土应力分析图2） 对称布载挠度 （变形）数据分析（见表 4与图4）静载试验应力表 4120#墩 121#墩跨段主梁 L/2 截面对称图 4120#墩 121# 墩跨段主梁 L/2 截面布载正弯矩控制截面挠度数据结果表对称布载正弯矩控制截面 挠度分析图从以上各表和各图可看出 :(1) 在汽 -20, 挂 -100 标准荷载作用下 , 该桥强度和刚度满足设计 要求;(2) 箱梁的实测横向分布基本与理论计算吻合 , 说明桥梁的实际 横向刚度符合设计和使用要求 ;(3) 本次静载试验未发现箱梁与桥墩控制截面产生结构受力裂 缝 , 与该类预应力构件的特性相吻合 ;(4) 高架桥墩柱应力较小 , 符合使用和规范要求。3. 结论通过对此高架桥进行结构理论检算和静力荷载试验 , 检算结果 与试验结果表