桥梁在静力荷载试验下控制截面的挠度验算

桥梁在 静力荷载试验下控制截面 的 挠度验算

屈鹏

重庆永渝检验检测技术有限公司 重庆 401336

摘要：因桥梁检测是保证桥梁运营安全的重要方法，通过对桥梁重要控制截面进行加载试验，检测在相应的荷载响应下的挠度，通过力学分析为检测桥梁的承载能力和安全性评估提供依据。

关键词：桥梁、荷载试验、控制截面、挠度

一、工程概况

桥梁总长223.04m，是一座钢筋混凝土箱形拱桥。该桥为主跨L₀=160m，矢跨比f₀/L₀=1/6.25，拱轴系数m=1.988的悬链线无铰拱桥。主拱圈横向由10条拱肋组成，采用预制吊装法施工，每片拱肋分七段预制吊装，预制拱肋高2.5m，拼装成型后在整个主拱圈拱背现浇10cm加厚层，使拱高达到2.6m，拱圈顶全宽15.1m。拱上立柱为横向排架结构形式，拱上为13×13m预应力混凝土简支空心板梁。两岸引跨采用与拱上简支跨相同的结构，左岸（平昌县城岸）引桥为2×13m预应力混凝土简支空心板梁，右岸（郑家河岸）为1×13m预应力混凝土简支空心板梁，各跨空心板计算跨径12.36m，板高0.7m，板宽1.24m，每跨由14片空心板组成。桥面宽为14m（车行道）+2×2.25m（人行道），为双向四车道设计。桥梁设计荷载为公路I级汽车荷载+3.5kPa人群荷载。

二、试验部位及测点布置

1. 控制截面

为评价桥梁的技术状态，针对拱桥的受力特点，挠度测试截面设置6个，即F1~F6截面，测点布置在桥面的上、下游栏杆处。此外针对拱顶简支跨设1个挠度测试截面（F0），均为拱顶简支跨的跨中截面。试验桥梁挠度测试截面位置如图1.1所示。

图1.1 静力试验控制截面示意图

2. 测点布置

各控制截面测点布置见图1.2。

图1.2 主拱拱脚（J1）、L/4（J2）、3L/8（J3）截面应变测点布置示意图

三、检测方法

测点均在布置在桥面，针对主拱圈共布置6个挠度测试截面，每个截面分别在上、下游侧各布置1个测点。

四、试验荷载及加载工况

1. 试验荷载

以设计正常使用荷载作为加载控制，按测试截面内力（弯矩）等效原则进行布载，并使截面的试验荷载效率满足检测规程的相关要求，同时确保非测试截面的内力不超过设计值。根据试验现场所能组织的适用车型，采用图1.3所示的加载车辆，主桥采用6~8台三轴载重车进行等效布载。试验前，对每台加载车辆分别进行了过磅称重。

图1.3 加载车辆示意图

2. 静力加载工况

针对试验桥梁共进行了3个工况的试验加载：拱脚（J1）截面最大正弯矩偏下游侧加载、L/4（J2）截面最大正弯矩偏下游侧加载、L/4（J2）截面最大负弯矩偏下游侧加载。

3. 加载车辆布置

静力试验各加载工况的车辆纵、横向布置见图1.4，图中长度尺寸均为cm。

图1.4 J1截面最大正弯矩、J2、J3截面最大负弯矩偏下游加载工况加载车辆布置

五、挠度检测结果

采用精密水准仪检测各截面的挠度，试验荷载作用下，主要测试截面的挠度检测结果及与挠度计算值的比较见表1.1。

表1.1 主拱圈挠度检测结果

说明：挠度向下为正，实测挠度均为试验荷载作用下的挠度增量。

为分析试验荷载作用下，主拱圈的变形规律，将各挠度测点的实测结果绘制成图1.5所示的纵向分布曲线，并与计算值进行比较。图中x坐标以2#拱座处拱轴线起点为原点，挠度向下为正。

图1.5 J1截面最大正弯矩、J2、J3截面最大负弯矩偏下游加载工况主拱圈挠度纵向分布

六、参考文献

1. 《大跨径混凝土桥梁的试验方法》（YC4-4/1978）

2. 《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T J21-2011）

3. 《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）

4. 《公路圬工桥涵设计规范》（JTG D61-2005）

5. 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）

6. 《公路桥梁荷载试验规程(附2016年勘误表)》（JTG/T J21-01-2015）