三跨连续箱梁桥的荷载试验分析

摘要：通过对一座预应力混凝土连续箱梁桥的荷载试验，将实测结果与理论计算值及相应规范比较，从而对桥梁承载能力作出评价，为工程验收提供依据。

关键词：桥梁；荷载试验；承载力

中图分类号：C33 文献标识码：A 文章编号：

1 工程概况

某预应力混凝土连续箱梁桥主桥跨径布置为（49+80+49）m，上部构造采用变截面单箱双室，跨中梁高为2.3m，支点处梁高为4.8m，梁底按二次抛物线变化。桥面布置为0.5 m（防撞护栏）+15.25（机动车道）+1.15m（中央分隔带）。

桥梁设计标准为：设计荷载为公路-I级，设计行车速120km/h。

2 试验目的及依据

本次荷载试验为验收荷载试验，检验结构承载能力是否符合设计要求，为桥梁竣工验收提供可靠依据，为今后安全运营提供必要的技术指标。荷载试验的施行及评定标准参照《大跨径混凝土桥梁的试验方法》和《公路桥梁承载能力检测评定规程》JTG/T J21-2011。

3 静载试验

3.1 测试截面的选择

采用桥梁分析专用程序和结构分析通用程序，计算桥跨结构在设计活载作用下的内力包络图，选择主桥应变测试截面为A、B、C、D、E五个截面，具体位置见图1。

图1 测试截面位置示意图/cm

3.2 测点布置及观测方法

3.2.1 应变测点

主梁A、B、C、D截面各布置9个测点，共计36个测点，主要用于测试其在最不利荷载作用下截面弯矩产生的应力，具体截面测点布置和编号如图2所示。E截面在腹板中性轴处布置一个应变花，测试其在最不利荷载作用下最大的剪应力和主拉应力。

图2A~E截面应变测点布置及编号图/cm

3.2.2 挠度测点

为测得该桥在各加载工况下各控制截面测点在最不利荷载作用下的挠度变化，沿行车道两侧主梁各八分点布设测点，采用精密水准仪进行测试。

3.2.3 加载工况

根据等效试验荷载考虑，按6个工况进行桥梁结构的静荷载试验，使得各控制截面的静荷载试验效率系数在（0.95~1.05）之间。横向布置及各工况加载图式如图3~图8所示。

上述各加载工况的试验荷载效率见表1。

图3横向加载布置图/cm

图4工况一、二载位纵向布置图/cm

图5 工况三载位纵向布置图/cm

图6 工况四载位纵向布置图/cm

图7 工况五载位纵向布置图/cm

图8 工况六载位纵向布置图/cm

表1试验荷载效率系数表

4试验结果及分析

4.1 静荷载试验结果

4.1.1 应力试验结果

从试验实测的应力数据来看，各加载工况作用下的应力校验系数如表2，其值均在0.6~0.8之间，小于结构校验系数的上限值1.05，表明结构抗弯强度满足设计要求。

表2各工况下实测应力校验系数表

4.1.2挠度试验结果

从试验实测的应力数据来看，各加载工况作用下的应力校验系数如表3，其值均在0.6~0.8之间，小于结构校验系数的上限值1.05，表明结构抗弯强度满足

设计要求。

表3各工况下实测挠度校验系数表

5 动荷载试验分析

动力荷载试验是判断桥梁结构的整体刚度和行车性能，从而评价桥梁的动力性能。利用环境激励法试验测得结构的自振特性见表4，由表可知，fmi/fdi>1,表明结构有良好的动刚度，整体性能良好。

表4自振特性实测值与理论计算值

基于主梁动应变测试进行分析可获得桥梁冲击系数。本次车辆激励试验采用1辆36t的载重车，以20km/h、30km/h、40km/h、50km/h 通过桥面，测得各行车速度下的桥梁实测冲击系数见表5，可见箱梁的实测μ均小于理论值0.05，表明结构行车性能良好。

表5实测冲击系数

6 结论

（1）桥跨结构在静荷载作用下的应力分布和变形特征正常，在

动荷载作用下的动力特征正常，说明结构强度和刚度均满足设计要求。

（2）静荷载试验是对桥梁从微观方面的评价，动荷载试验室对

桥梁从宏观方面的评价，采用两者结合的方法能够对桥梁的实际受力状况进行全面的评价，结果比较可靠。

（3）由试验实测结果分析说明，该桥的承载能力满足设计要求，结构处于良好工作状态下，可以正常投入运营。

参考文献

[1] 中华人民共和国交通部部标准. 公路桥梁承载能力检测评

定规程（JTG/T J21-2011）[S]，北京：人民交通出版社，2011。

[2] 交通部公路科学研究所. 大跨径混凝土桥梁的试验方法[Z]. 1982.10

[3] 湛润水，胡钊芳. 公路桥梁荷载试验[M]. 北京：人民交通

出版社，2003

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