25m预应力混凝土小箱梁荷载试验报告

××大桥荷载试验报告二○○四年十二月二日项目委托单位: 试验测试研究单位：项目负责人：项目参加人员：目录一、前言 (2)二、测试内容及测点布置 (2)三、测试方法 (3)四、试验荷载 (4)五、静载试验结果 (6)六、动载测试结果 (9)七、结论与建议 (12)一、前言××大桥位于××高速公路，结构形式为部分预应力混凝土简支变连续箱梁桥。

该桥位于R＝7600m，T＝140.75，E＝1.30m的竖曲线及直线内，桥跨布置为7×25m＋8×25m。

桥梁设计荷载为汽－超20，挂－120，设计地震烈度为Ⅵ度。

该桥总体布置如图1所示。

图1 ××大桥总体布置图现场试验工作于2004年11月15—16日进行。

二、测试内容及测点布置根据交通部颁试行办法[1]，结合现场条件，考虑到简支变连续箱梁桥的受力特点，并根据桥梁调查的结果，选取边跨跨中截面、1＃墩墩顶主梁截面、2＃跨跨中截面和2＃墩墩顶主梁截面作为静载试验的分析和检测对象。

共进行了以下项目的检测：①1＃跨跨中截面的应力和挠度；②2＃跨跨中截面的应力和挠度；③1＃墩墩顶箱梁截面的应力；④2＃墩墩顶箱梁截面的应力；测试截面布置见图2，测点布置见图3。

图2 测试截面布置图a) 1－1、2－1测试截面测点布置图b) 1－2、2－2测试截面测点布置图图3 测试截面测点布置图三、测试方法应变测试：本试验采用静态电阻应变仪测量混凝土的应变。

应变测试中，注意了温度的补偿，在布片截面的梁底搁置贴有温度补偿的试块。

边跨跨中和1＃墩墩顶主梁截面应变片的布置采用搭设钢管支架进行，2＃跨跨中截面和2＃墩墩顶主梁截面应变片的布置采用桥梁检测车。

挠度测试：本试验通过装置在独立的刚性比较大的支撑上的数显式电子位移计和百分表直接测读梁底挠度。

裂缝观测：裂缝宽度用裂缝观测仪测读。

四、试验荷载各箱梁跨中的设计荷载横向分布系数见表1，各分项设计活载内力值、试验加载控制内力值及静载试验效率见表2，具体的加载车辆分级及加载卸载吨位见表3，测试截面加载载位布置见图4。

横向分布系数计算结果表1 梁号汽车挂车1 0.632 0.3412 0.570 0.2953 0.570 0.2954 0.632 0.341设计活载内力值、加载控制内力值及静载试验效率表2测试工况设计活载最大值加载控制值试验效率汽车-超20挂车-120η1η2①②③③/①③/②1-1弯矩（kN.m）1090 1540 1387 1.27 0.901-2弯矩（kN.m）-996 -962 -973 0.98 1.011-2剪力（kN）302 364 330 1.09 0.912-1弯矩（kN.m）914 1290 1208 1.32 0.942-2弯矩（kN.m）-901 -824 -903 1.00 1.10 注：η1—汽车试验效率η2—挂车试验效率加载车辆分级及相应加载卸载吨位表（kN）表3加载分级测试工况一级二级三级1-1弯矩600/600 900/900 1200/12001-2 弯矩600/600 1200/1200 1800/18001-2剪力600/600 1200/1200 1800/18002-1 弯矩600/600 1200/1200 1800/1800 2-2 弯矩600/600 1200/1200 1800/1800a)工况一：1－1测试截面弯矩工况车辆布置图b) 工况二：1－2测试截面弯矩工况车辆布置图c) 工况三：1－2测试截面剪力工况车辆布置图d)工况四：2－1测试截面弯矩工况车辆布置图e) 工况五：2－2测试截面弯矩工况车辆布置图图4 测试截面加载载位布置图五、静载试验结果5.1应变测试结果各工况应变测试结果分别见表4、表5、表6、表7和表8。

工况一应变测试结果表4加载工况测试截面梁号应变片位置应变片编号测试结果)(με理论值)(με校验系数残余应变)(με残余应变率工况一1-1 1上缘1 -16 -59 0.271 - -2 -13 -59 0.220 - -梁底9 99 122 0.811 18 18.2％10 63 122 0.516 0 0.0％2上缘3 -19 -37 0.514 - -4 -20 -37 0.541 - -梁底11 90 77 1.169 8 8.9％12 79 77 1.026 3 3.8％3 上缘5 -19 -25 0.760 - -6 -16 -25 0.640 - -梁底13 56 52 1.077 2 3.6％14 59 52 1.135 4 7.1％4 上缘7 -21 -20 1.050 - -8 -15 -20 0.750 - -梁底15 51 41 1.243 7 13.7％16 50 41 1.220 3 6.0％工况二应变测试结果表5加载工况截面位置梁号应变片位置应变片编号测试结果)(με理论值)(με校验系数工况二1-2 1上缘 2 25 46 0.543梁底10 -57 -95 0.6002上缘3 21 30 0.7004 20 30 0.667梁底11 -46 -60 0.76712 -52 -60 0.8673上缘5 20 20 1.0006 14 20 0.700梁底13 -44 -40 1.10014 -31 -40 0.7754上缘7 9 15 0.600梁底15 -37 -32 1.156工况四应变测试结果表6加载工况截面位置梁号应变片位置应变片编号测试结果)(με理论值)(με校验系数残余应变)(με残余应变率工况四1-2 1上缘1 -16 -54 0.2962 -33 -54 0.611梁底9 99 111 0.892 11 11.1%10 80 111 0.721 0 0.0% 2上缘3 -15 -34 0.4414 -37 -34 1.088梁底11 72 70 1.029 17 23.6%12 77 70 1.100 0 0.0%3 上缘5 -22 -23 0.9576 -23 -23 1.000梁底13 67 47 1.426 7 10.4%14 47 47 1.000 4 8.5%4 上缘7 -23 -18 1.2788 -20 -18 1.111梁底15 35 37 0.946 6 17.1%16 42 37 1.135 3 7.1%工况三应变测试结果表7加载工况截面位置梁号应变片位置应变片编号测试结果)(με理论值)(με校验系数工况三1-2 1 45度斜向17 17 24 0.708工况五应变测试结果表8加载工况截面位置梁号应变片位置应变片编号测试结果)(με理论值)(με校验系数残余应变)(με残余应变率工况五2-2 2 梁底11 -54-481.125 10 19%12 -43 0.896 6 -14%3 梁底13 -24 -32 0.69 0 0%4 梁底15 -12-250.480 1 -8%16 -14 0.560 -3 21%从应变测试结果可见，除个别测点外，大部分测点的应变校验系数均小于1.05[2]，排除测量误差等因素，可以认为该桥的强度满足要求。

5.2挠度测试结果工况一和工况四挠度测试结果见表9和表10。

工况一挠度测试结果表9加载工况截面位置梁号测试结果（mm）理论值（mm）校验系数残余挠度（mm）残余率工况一1-1 1 3.92 6.00 0.653 0.03 0.8%2 3.26 3.78 0.862 0.03 0.9%3 1.97 2.55 0.773 0.05 2.5%4 0.93 1.99 0.467 0.14 15.1%工况四挠度测试结果表10加载工况截面位置梁号测试结果理论值校验系数残余挠度残余率（mm ）（mm ） （mm ） 工况四2-123.78 2.80 1.350 0.09 2.4% 3 2.41 1.89 1.275 0.09 3.7% 41.291.480.8720.043.1%从挠度的测试结果可见，工况一边跨跨中弯矩工况下的挠度校验系数均小于1.05[2]，表明该跨的刚度满足要求，工况四次边跨跨中弯矩工况下的2、3号梁的挠度校验系数均大于1.05，但远远小于规范控制值（600L ＝41.6mm ），说明该桥的刚度满足设计要求。

六、 动载测试结果6.1测试内容①测定主跨预应力混凝土连续箱梁在跳车荷载下，跨中截面关键点的振动响应和桥梁结构的动力特性；②测定预应力混凝土连续箱梁在不同车速的移动荷载下，跨中截面关键点的振动响应。

6.2试验孔的选择及测点布置①根据现有桥梁在汽车荷载作用下的振动现象，选择一联中的中、次边孔及边孔作为试验孔。

②测点布置：各动载试验孔的跨中截面布置动力测点，测点纵向布置如图5所示，横向对称布置。

图5 ××大桥动力测点布置示意图6.3 动载试验结果动载试验程序采用跑车和跳车两种，跑车是指一辆汽车以5km/h 、10km/h 、20km/h 、40km/h 的速度在桥面上匀速通过；跳车试验是指车辆在桥跨中间处，从高度8～15cm 的木条上落下，产生对桥梁的冲击作用。

表11以及图6～图9为动载测试的结果。

动力测试结果 表11加速度传感器安徽杭州跑车跳车频率 3.20 3.13理论频率 3.15 3.15阻尼比0.81％0.94％由上表可见，实测频率与理论计算频率值基本吻合，表明该桥的刚度满足要求，此外，该桥的阻尼比较小，表明该桥的动力性能良好。

图6 10km/h速度跑车波形图图7 10km/h速度跑车频率分析结果图8 边跨跨中跳车波形图图9 边跨跨中跳车频率分析结果七、结论与建议1.除个别测点外，所有测试工况的应变校验系数均小于1.05，满足文献[2]的要求，表明该桥的强度满足设计要求；2.工况一边跨跨中弯矩工况下的挠度校验系数均小于1.05[2]，表明该跨的刚度满足要求，工况四次边跨跨中弯矩工况下的2、3号梁的挠度校验系L＝41.6mm），说明该桥数均大于 1.05，但远远小于规范控制值（600的刚度满足设计要求。

3.由动载测试结果，实测频率与理论计算频率值基本吻合，表明该桥的刚度满足要求，此外，该桥的阻尼比较小，说明该桥的动力性能良好；4.综上所述，××大桥现阶段的承载能力满足设计要求；5.由于该桥的外观质量较差，箱梁腹板存在较多的纵向裂缝，为保证该桥的安全、长期的运营，保证该桥具有足够的耐久性，建议对纵向裂缝进行封闭处理，并加强运营后的养护管理，定期进行检查，及时维护。

试验主要依据[1] 交通部颁标准：公路旧桥承载能力鉴定方法（试行），1988年；[2] 交通部颁标准：大跨径混凝土桥梁的荷载试验方法，1982；[3] 交通部颁标准：公路桥涵设计规范，人民交通出版社，1989年；。