既有预应力混凝土梁桥承载能力实桥试验及分析研究
预应力梁桥荷载试验研究
四川建筑 第卷5期 1预应力梁桥荷载试验研究葛林瑞1,赵人达2,高琳娜2(11中铁郑州勘察设计咨询有限公司,河南郑州450052;21西南交通大学土木工程学院,四川成都610031) 【摘 要】 以海阳桥为工程实例,介绍了预应力混凝土连续梁桥静载试验。
同时,建立有限元模型对桥梁进行仿真分析。
通过分析结果与实桥检测结果对比,对桥梁结构性能进行了评价,对同类桥型的设计及试验有借鉴作用。
【关键词】 预应力混凝土; 连续梁; 静载试验; 有限元模型 【中图分类号】 U44611 【文献标识码】 B1 工程背景 海阳桥主桥上部结构为预应力混凝土连续箱梁,匝道桥为钢筋混凝土连续箱梁,桥墩采用矩形钢筋混凝土柱式桥墩,基础为钢筋混凝土扩大基础。
主桥由两幅组成,单幅总宽度2015m,4m 集散车道,2×415m 单向大车道,2×3175m 单向小车道,主桥横截面为单箱3室。
设计荷载为城市-A 级。
主桥布置为:(1)24+24+25=73m;(2)24+30+30+28=112m;(3)28+33+28+26=115m 。
2 试验目的 通过测定桥梁结构在试验荷载作用下控制断面的应力和挠度,并与理论计算值相比较,以对实际结构作用性能和工作状态作出评价。
通过现场加载试验以及对现场观测数据和试验现象的综合分析,对实际结构作出总体评价,为竣工验收提供技术评定依据。
桥梁荷载试验是检验桥梁结构实际工作性能的最直接和最有效的手段和方法。
3 试验内容和方法 按照基本参数:E =35GPa,v =0125和桥梁尺寸建立ANSYS 有限元模型,按照弹性计算各级工况下的测点应变与挠度。
考虑跨径,结构复杂程度以及行车坡度,根据《公路桥梁承载能力检测评定规程》,选定主桥布置(2)24m +30m +30m +28m =112m 为受力最不利跨径组合。
内力控制截面应变测试点与挠度测试测点以反映关键断面内力、挠度和能够描述整跨变形情况的原则下布设。
预应力简支t型梁桥研究概况
预应力简支t型梁桥研究概况预应力简支T型梁桥是一种常见的桥梁结构，其具有结构简单、施工方便、承载能力强等优点，因此在现代桥梁建设中得到了广泛应用。
本文将从预应力简支T型梁桥的结构特点、设计原则、施工工艺等方面进行探讨。
一、预应力简支T型梁桥的结构特点预应力简支T型梁桥是由T型梁和简支墩组成的桥梁结构，其主要结构特点如下：1. T型梁：T型梁是桥梁的主要承载构件，其截面形状为T形，具有较高的承载能力和刚度。
T型梁的上部结构一般采用钢筋混凝土结构，下部结构采用钢结构或钢筋混凝土结构。
2. 简支墩：简支墩是T型梁的支座，其结构简单，施工方便。
简支墩一般采用钢筋混凝土结构，其高度一般为T型梁高度的1/3至1/2。
3. 预应力：预应力是指在桥梁施工过程中，通过预先施加一定的拉力，使桥梁构件在使用过程中处于一定的预应力状态，从而提高桥梁的承载能力和抗震能力。
二、预应力简支T型梁桥的设计原则预应力简支T型梁桥的设计应遵循以下原则：1. 结构合理：桥梁结构应合理，满足承载能力和使用要求。
2. 施工方便：桥梁结构应考虑施工方便，减少施工难度和施工周期。
3. 经济合理：桥梁结构应经济合理，尽可能减少材料和人力成本。
4. 安全可靠：桥梁结构应安全可靠，满足使用要求和抗震要求。
三、预应力简支T型梁桥的施工工艺预应力简支T型梁桥的施工工艺主要包括以下步骤：1. 基础施工：首先进行桥墩基础的施工，包括桥墩基础的开挖、钢筋绑扎、混凝土浇筑等工作。
2. 梁体制作：梁体制作包括钢筋加工、混凝土浇筑、预应力张拉等工作。
在梁体制作过程中，需要注意梁体的尺寸精度和质量要求。
3. 梁体吊装：梁体制作完成后，进行梁体的吊装。
梁体吊装需要注意吊装设备的选择和吊装过程中的安全问题。
4. 梁体安装：梁体吊装完成后，进行梁体的安装。
梁体安装需要注意梁体的位置精度和安装质量要求。
5. 预应力张拉：梁体安装完成后，进行预应力张拉。
预应力张拉需要注意张拉设备的选择和张拉过程中的安全问题。
在役预应力混凝土T构箱梁桥承载能力的评定
宽 ９ｍ＋ １５ｍ。上部构造主桥跨为 ５ ． ８ ５ ． ２× ． ２ ５ｍ＋ ０ｍ＋ ２ ５
ｍ预应力混凝土 Ｔ型刚构和 ２ ｍ预应力 混凝 土简支梁 ， ５ 下部
布设 １ ６个挠度 测点。并在远离试验荷载影 响范围的桥头 防 撞栏上布设后 视点 ， 用 水准 高程 法 观测 各测 点 的相 对 高 采 程， 根据试验过程 中各测点相对高程 的变化来反 映其挠度变
形情况 。
２ ￣ 试 验结束时温度 ２ ￣ ７Ｃ， ３Ｃ。
３ 试 验结 果与分 析
１ ０。 ０
该桥于 １８ ９７年建 成通 车 ， 经过 １ 的运 营 ， 对桥梁 ９年 在 普查过程 中发现 Ｔ构 箱梁 部分在 靠近 牛腿处 预制箱 梁节 段 的拼接缝施工质量不 佳 ， 桥面漏 水顺 着铰接 缝渗 入箱 梁 ， 漏 水处可见钙质结晶 ， 顶板 出现纵 向裂 缝 ， 牛腿处 横 隔梁 出现 斜 向和竖向裂缝 ， 桥梁振 动 明显 ， Ｔ构 的悬臂 端 出现 了下 挠 等现象。为了更全面了解桥跨结构实际工 作状态 ， 判断结构 的实际承载能力 ， 为桥梁维护 、 管理提供技术 依据 ， 对该桥进 行了承载能力 荷载试 验。
试验采用等效荷载 的方法 ， 根据 Ｔ构悬臂根 部在理论 最
不利 荷载作用 下的最 大弯 矩控制 试验 的加 载轮位 。试 验加 载按 照荷载效率系数进行 控制。 该桥 本次试 验的技 术依据 为《 公路桥涵 设计 通用规 范》 （Ｔ０ １ ８ ）《 路钢筋 混凝 土及 预应力 混凝 土桥涵设 计 ＪＪ — ９ 、公 ２ 规范》（Ｔ ２ ＪＪ ３—８ ） 《 ０ ５ 、 大跨径混凝土桥梁 的试 验方法 （ 最终
预应力混凝土连续梁桥孔道摩阻试验研究
预应力混凝土连续梁桥孔道摩阻试验研究
随着现代交通运输的不断发展，大型桥梁的建设成为了一个必不可少的环节。
预应力混凝土连续梁桥是一种常见的大型桥梁结构，其孔道摩阻性能的研究对于确保其安全运行具有重要意义。
孔道摩阻试验是评价桥梁孔道摩阻性能的重要方法之一。
为了研究预应力混凝土连续梁桥孔道摩阻性能，需要进行一系列试验。
首先需要进行孔道摩阻试验，该试验可以模拟桥梁使用过程中的车辆荷载作用，测量孔道内空气压力、孔道内空气流速和孔道摩阻力等参数，评价孔道摩阻性能。
其次需要进行材料性能试验，以了解预应力混凝土在不同应力下的力学性能。
在试验过程中，需要注意一些关键问题。
首先是试验设备的选择，需要选择精密仪器来测量试验参数，确保数据的准确性。
其次是试验样品的选择，需要选取具有代表性的样品，以确保试验结果的可靠性。
最后是试验参数的控制，需要控制试验过程中的温度、湿度等因素，以确保试验结果的可重复性。
通过试验研究，可以得出预应力混凝土连续梁桥的孔道摩阻性能和材料性能等关键数据，为桥梁的设计和施工提供重要参考。
此外，还可以为桥梁的日常维护和保养提供依据，确保桥梁的安全运行。
预应力混凝土箱梁桥荷载试验分析
预应力混凝土箱梁桥荷载试验分析摘要：本文介绍了某预应力连续箱梁桥的荷载试验。
通过对该桥梁检测结果的评价和分析，了解了此桥梁结构在试验荷载作用下的工作状态和受力性能，检验了其结构承载能力，得出相关结论，可为类似桥梁的荷载试验提供参考。
关键词：混凝土箱梁桥；静载试验；动载试验1 引言预应力混凝土连续箱梁桥变形小、抗扭刚度大、整体性好、便于养护、抗震能力强，整个桥梁外型简洁优美，线条流畅，桥面接缝少。
箱梁顶板和底板都具有较大的面积，能有效地抵抗弯矩，受力合理，便于布置管线。
预应力混凝土连续箱梁桥因具有以上的优点而在桥梁结构特别是在城市立交桥和大跨度桥梁中得到广泛应用。
2荷载试验目的及依据桥梁结构验收荷载试验是对桥梁结构工作状态进行直接测试的一种鉴定手段。
通过桥梁结构验收荷载试验，测试结构控制截面的静应变、静挠度、变形增量等试验参数，可以判断桥梁结构的工作状态和受力性能，评价结构的力学特性和在设计荷载作用下的工作性能，检验结构承载能力是否达到设计标准，同时对桥梁的设计条件与施工质量进行评定，为竣工验收提供依据，并为桥梁的日常运营、养护积累科学技术资料。
本荷载试验主要参照该桥梁工程施工图设计资料；交通部《大跨径混凝土桥梁的试验方法》；《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ 023－85）；《公路桥涵施工技术规范》（JTJ 041－2000）；《城市桥梁设计标准》CJJ77-98。
3 工程概述某试验桥梁为5×25m跨径布置的等截面C40现浇预应力混凝土连续箱梁桥。
主梁截面为单箱三室，梁高 1.608m，采用横向、纵向双向预应力。
桥宽25.6米，大悬臂达4.85米，7.5cm沥青砼桥面铺装。
下部为C25混凝土人工挖孔灌注桩基础，C30双柱式方柱墩身（180cm×180cm）。
设计荷载：汽超—20级，挂车—120。
4 静载试验4.1 静载试验荷载效率根据汽超—20级，挂—120的设计荷载标准，采用等效荷载的原则，在所测试断面的内力影响线上，按最不利位置，根据实际加载车辆轴重，轴距等参数进行布载，依据《大跨径混凝土桥梁的试验方法》[1]中的建议，验收试验荷载的静载试验荷载效率确定为：1.05≥η≥0.8。
既有混凝土桥梁承载能力鉴定标准的研讨
（ ： 安 全 等 级 的 ８ 值 之 间 相 差 约 为 ０５ ） 注 各 ．。
ａ级 ： 合 国家 现 行 标 准 规 范 的可 靠 性 要 求 ， 符 安 全 ，在 目标 使 用 年 限 内 能正 常 使 用 或 尚不 明显 影 响正 常使 用 ， 必采 取 措 施 ； 不
ｂ ：略低 于国家现行标 准规范 的可靠性要 级 求 ， 能 满 足 结 构 可靠 性 的 下 限水 平 要 求 ， 影 响 仍 不 安 全 ，在 目标 使 用 年 限 内能 正 常 使用 或 尚不 明显 影 响 正 常使 用 ， 可不 采 取 措 施 ； ｃ 级 ：不 符 合 国 家 现 行 标 准规 范 的 可靠 性 要 求 ， 影 响 安 全 ， 在 目标 使 用 年 限 明显 影 响 正 常 或 或 使用 ， 应采取措施 ； ｄ级 ：极不符合 国家现行标准规 范的可靠性 要求 ， 已严重 影 响安 全 ， 须 立 即采 取 措 施 。 必 （ ） 梁 承 载 能力 评 定 方 法 的建 议 ２桥 国 内外 数 百 例 重 大 房 屋结 构 和 桥 梁 工 程 的倒 塌事 故 分 析 表 明 ： 是 正 常 设 计 、 常施 工 、 常 凡 正 正 使用 的结构 ， 未见一例倒塌 ， 绝大多数工程事故都 是 由于 施 工 、 用 、 计 的严 重失 误 和 各 种灾 害造 使 设 成 的 ， 次 是 尚未认 识 的各 种 因 素 ， 那些 强 度 略 其 而
显 不 足 以 及 满 足 旧规 范 而 不 满 足 新 规 范 的结 构 ，
１ 桥 梁 承 载 能 力 评 定 方 法
（ ） 筑 结 构鉴 定 方 法 的借 鉴 １建
《 工业建筑可靠性鉴定标准￣（ Ｂ ０４ —０ ８ Ｇ ５ １４ ２０ ）
桥梁标定荷载实验报告
一、实验背景为了检验某桥梁的承载能力和预制梁板的沉降量是否在运行范围内，确保桥梁结构的安全稳定，本次实验对桥梁进行了标定荷载试验。
实验地点位于我国某地区，实验对象为该地区一座预应力混凝土连续梁桥。
二、实验目的1. 检验桥梁结构的内在质量，确保桥梁安全稳定运行。
2. 确定桥梁结构的承载能力及营运条件，为桥梁维护和加固提供依据。
3. 分析桥梁病害原因及其变化规律，为桥梁养护提供指导。
三、实验方法1. 实验仪器：本实验采用静态荷载试验方法，主要仪器有：压力传感器、位移计、应变计、数据采集系统等。
2. 实验步骤：（1）在桥底搭设脚手架，有工作人员在桥底不设传感器；（2）布设测量检测点，设置数据参照；（3）监测点的复核，主要是检查预设的传感器是否有效；（4）观测仪器的接线、调试，有专业人员进行操作；（5）由拉土车拉土向桥面设定的位置分级加载；（6）检测数据的记录收集，归档出具相应报告。
四、实验数据与分析1. 承载能力分析通过对桥梁进行分级加载，记录桥梁的变形和应力数据，根据实验结果，桥梁的承载能力满足设计要求。
2. 沉降量分析在荷载作用下，桥梁预制梁板产生了一定的沉降量。
通过分析沉降量数据，可以评估桥梁的稳定性。
本次实验中，桥梁的沉降量在允许范围内，符合设计要求。
3. 病害原因分析通过对实验数据的分析，发现桥梁存在以下病害：（1）部分预制梁板存在裂缝，原因可能与施工工艺、材料质量等因素有关；（2）桥梁支座存在局部变形，原因可能与支座材料、安装工艺等因素有关。
五、结论1. 本次桥梁标定荷载实验结果表明，桥梁结构的内在质量良好，承载能力和沉降量均满足设计要求。
2. 桥梁存在部分病害，需进一步分析原因，制定相应的维护和加固措施。
六、建议1. 对桥梁进行定期检查和维护，确保桥梁安全稳定运行。
2. 对存在病害的部位进行加固处理，提高桥梁的使用寿命。
3. 加强桥梁施工和监理工作，确保桥梁质量。
本实验报告仅供参考，具体实施过程中还需根据实际情况进行调整。
预应力混凝土连续箱梁桥荷载试验
１４ ・ ４
Ｉ之材 ・ Ｊ
Ｓｉｈ ａ ｉ ｎ ａ ｅ ｉ ｓ ｃ ｕ ｎ Ｂｕ ｌ ｇ Ｍ ｔ ｒａｌ ｄｉ
２ １ 年 第 ３期 ００
第３ ６卷 总 第 １５期 ５
２ １ 年 ６月 ００
预 应 力 混 凝 土 连 续 箱 梁 桥 荷 载 试 验
陈力辉
（ 阳市交 通局 ，湖南 益 阳 ４ ３ ｏ ） 益 １ｏ ｏ
０ ７ ．６
底板 ３Ｏ ．２ ２９ ．４ ３９ ．６
０７ ．４
底板 ３ ３ ．１ ３ ０ ．３ ３９ ．６
Ｏ７ ．７
实测值 （ ｍ） ｍ
弹 性 变 位 理 论 值 （ ｍ） ａ ｒ
校 验 系 数
式 中 ｓ砒为试验荷载作用 下检测部位 变形或 内力 的计 札 算值 ； ｓ为设计标准荷载作用 下检测部 位变形或 内力的计算 值； 艿为设 计取用 的动力 系数 。
本次试验 的 目的是检验结构承载力是 否符 合设计要求 ， 以确定能否正常使用 。按施工检测性质 ，属 于“ 验收荷载试 验” 即最大试验荷载为设计标准规定 的荷载 （ ， 包括标准规定 的动力系数或荷载增大系数的因素） 。该 桥静力试 验荷载效
测点截面 工况
项目 测点位置
Ａ— Ａ截面 （ １ 第 跨跨 中： 工况 Ｉ （ 偏载） 工况 Ⅱ 中载 ） ‘
左幅箱底 右 幅箱底 左幅箱 右幅箱 左侧 ３５ ．０ ３４ ．５
４ ３ ．１
Ｏ ８ ．Ｏ
率系数 ｜如表 １ ， ７ 所示 。 静力荷载效率 町计算式为 ：
１＝ ７ Ｌ ㈩ ）
总变 位 实 测 值 （ ｌ ｍｉ） １ ．
右侧 ３ ３ ．４ ３ ２ ．８ ４ ３ ．１
工 况 号 Ｓ （ Ｎ・ ｋ ｍ） 工 况 Ｉ ４ ５ （ｎ ．５ ｒｍ）
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既有预应力混凝土梁桥承载能力实桥试验及分析研究
摘要：目前，随着我国交通业的快速发展，作为交通枢纽的桥梁的作用也越来越重要，现已成为发展地区经济的一条纽带。
为了纽带的畅通无阻，桥梁检测试验也引起了广泛的重视。
基于此，本文以先简支后连续T梁桥工程为背景，通过实桥试验，分析研究了预应力混凝土既有梁桥的承载能力，仅供参考。
关键词：既有；桥梁；承载能力；预应力混凝土；实桥试验
现阶段，中国已有大量预应力混凝土T桥梁，它们在建造和投入使用时，在诸多因素的作用下，不免会被损伤；加之随公路运营水平的持续提升，以及很多桥梁的设计等级等存在问题，所以，很有必要通过实桥试验，来研究这些桥梁的承载潜能力等。
一、概述工程
本桥总长333.54米。
上部孔跨预应力混凝土是11孔的30m×4＋30m×3＋
30m×4下的30米，且T梁先简支后连续，高1.9米，由7片T梁构成桥梁左右横断面幅。
下部为三柱式台、墩，基础为钻孔灌注桩，为I级公路。
表1加载车辆规格表
二、试验过程
1、确定试验荷载
考虑到静力荷载效率、断面弯矩值、加载车辆等，等效荷载为三轴重载汽车4辆，其轴距、满载重量如表1所示。
2、测试位置和项目
选取左幅第3联为测试位置，以第8孔最不利正弯矩处、左幅8号墩最不利顶支点负弯矩处、左幅第9孔最不利正弯矩处为试验工况。
测试断面主要位置见图1。
试验测试项目：
（1）最不利边孔正弯矩位置，桥向横偏心、对称荷载下控制断面上下缘应力，所有控制点的挠度；
（2）最不利支点负弯矩位置工况下断面控制上下缘应力；
（3）最不利次边孔正弯矩位置桥向横偏心、荷载对称工况下上下控制断面缘应力，所有控制点的挠度。
图1断面测试位置图（单位：厘米）
图3 挠度测点布置图
3、加载工况
（1）最不利边孔正弯矩加载位置，桥向内侧横偏心；最不利边孔正弯矩加载位置以对称形式布载；
（2）最不利次边孔正弯矩加载位置偏心内侧布载；最不利次边孔正弯矩加载位置桥向对称横布载；
（3）最不利支点负弯矩加载位置桥向内侧横偏心布载；最不利支点负弯矩加载位置桥向横对称布载。
4、布置测点
主要T梁测点布设：跨中与四分点挠度；墩项底沉降位移；断面控制应变。
（1）断面应力控制测试
就T梁断面应力，布置了3个测试断面：边孔跨中、支点、次边孔跨中这三
个断面，如图1，控制断面布置的应变计见图2。
（2）测量主梁挠度
本试验挠度测点在纵向四分点、支点上布置，具体测点布置见图3。
三、分析试验结果
1、分析应力、挠度结果
通过对比分析不通加载工况下，各测点应变、挠度值和对应理论值，可得各
工况下，截面校验系数的最值、平均值，如表2。
由此可知，校验控制截面应变
系数均值位于0.37~0.85范围，且以0.98为最大值，比规范允许值1.00小，也即
孔结构试验强度在要求范围；校验测点挠度的系数均值位于0.49~0.59范围，以0.70为最大值，也比规范允许值1.00小，也即孔结构试验刚度在荷载要求范围。
表2统计校验加载工况下挠度系数表
2、分析残余变形结果
测点挠度残余变形见表3。
由此可见，结构以0.07为最大残余变形，比规范规定小，也
即在静载试验中，整个桥一直在弹性工作状态下，这与变形允许条件相符。
表3大桥测点挠度残余变形表
四、结论研究
（1）在试验静荷载下，该桥孔工况实测所得的应变数据较好吻合计算值要求趋势，各
测点以0.98为应变校验最大系数值，比规范规定限值1.0小，表明结构强度在要求范围以内；（2）在静荷载下，该桥试验孔工况实测所得的挠度数据较好吻合计算值要求趋势，校验各
测点挠度的系数以0.70为最大，比规范中规定限值1.0小，表明结构刚度在要求范围内；（3）在卸载静荷载后，该桥试验孔以0.07为结构最大残余变形，比规范规定的0.2小。
这
表明静载整个试验过程中，整个结构都在弹性工作状态下，这与理论条件一致。
总的来说，
整个试验桥的承载综合能力与荷载要求一致。
五、结语
总而言之，目前，在实际运营预应力混凝土梁桥中，涌现出大量的病桥，致使检测评定
其承载能力的工作显得愈发重要，通过实桥试验深入研究既有桥梁的承载能力，对合理利用
桥梁方面，具有极大的现实意义。
鉴于此，为了让桥梁可以安全地服务于交通运输，则很有
必要弄清桥梁的具体承载能力，然后结合测出的桥梁结构承载能力情况，或加以维修、加固、限载或重建等。
想要得到桥梁具体的承载能力，通过试验检测桥梁属于最有有效的手段之一，再结合检测数据来准确评价桥梁结构的既有承载能力，以推广应用混凝土预应力桥梁，促进
交通运输业的进一步发展。
参考文献
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