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摘要:目前大型桥梁在交工验收前均需做荷载试验,经过在设计活载作用下,桥梁结构的内力和变形观测,可以了解桥梁结构的实际受力状况及其工作性能,并据此评价其是否满足设计活载标准。本文以一座混凝土连续梁桥的静载试验为例,介绍了静载试验的内容、方法以及结果分析。
关键词:荷载试验静载试验结果分析
中图分类号:U448文献标识码: A
一、工程概况
本次静载试验的对象是一座上部结构为40m+56m+40m预应力混凝土变截面连续箱梁桥,梁底采用圆曲线变化。下部结构采用一字型桥台,矩形板式桥墩。
一、静载试验内容
桥梁静载试验主要有以下四方面内容:1)为了确定荷载试验的加载车数量和加载位置,需进行相应的计算分析。2) 相应试验工况作用下,测试截面应变(应力)测量;3) 相应试验工况作用下,测试截面挠度测量;4) 相应试验工况作用下,测试截面附近裂缝观测。测试截面及测点布置见图1~图3。
图1静载试验截面纵向布置示意图
图2K1和K3试验截面测点布置示意图
图3K2试验截面测点布置示意图
二、静载试验方法
(1)应变观测:在各截面混凝土表面粘贴混凝土应变片,采用自补偿方式,以静态电阻应变仪自动扫描观测表面应变,精度1με。
(2)挠度观测:在试验截面安置反光片,利用高精度全站仪进行测量,精度0.1mm。
(3)裂缝观测:对出现裂缝位置用刻度放大镜或机电式百分表进行裂缝观测,测量精度为±0.01mm。
三、静载试验结果
(1)应变测试结果
在最大试验荷载作用下各控制截面应变观测结果列于下表中。应变符号受拉为“+”,受压为“-”,表中应变单位为με。
表1边跨最大正弯工况下应变观测结果及校验系数
测点编号 3车
(με) 6车
(με) 9车
(με) 残余应变
(με) 弹性应变
(με) 理论值(με) 校验系数 相对残余(%)
1# 3 17 34 2 32 90 0.36 5.9
2# 5 19 35 1 34 90 0.38 2.9
3# 3 13 24 2 22 90 0.24 8.3
4# 5 19 34 1 33 90 0.37 2.9
5# 6 22 41 4 37 90 0.41 9.8
表2 墩顶负弯工况下应变观测结果及校验系数
测点编号 3车
(με) 6车
(με) 9车
(με) 残余应变(με) 弹性应变(με) 理论值(με) 校验系数 相对残余(%)
1# -5 -11 -15 -1 -17 -38 0.45 6.7
2# -7 -14 -21 -2 -19 -38 0.50 9.5
3# -3 -10 -14 -1 -16 -38 0.42 7.1
4# -6 -13 -18 0 -18 -38 0.47 0.0
5# -5 -11 -15 0 -17 -38 0.45 0.0
表3 中跨正弯工况下应变观测结果及校验系数
测点编号 3车
(με) 6车
(με) 9车
(με) 残余应变(με) 弹性应变(με) 理论值(με) 校验系数 相对残余(%)
1# 7 21 39 2 37 88 0.42 5.1
2# 7 20 40 0 40 88 0.45 0.0
3# 8 20 36 3 33 88 0.38 8.3
4# 8 26 47 1 46 88 0.52 2.1
5# 10 27 50 2 48 88 0.55 4.0
(2)挠度测试结果
在最大试验荷载作用下各控制截面挠度观测结果列于下表中挠度符号向下为“+”,向上为“-” ,挠度单位为mm。
表4边跨最大正弯工况下挠度观测结果及校验系数
测点编号 3车
(mm) 6车
(mm) 9车
(mm) 残余变位
(mm) 弹性变位
(mm) 理论值
(mm) 校验系数 相对残余变位
(%)
R1#(下游侧) 1.0 4.4 5.8 0.4 5.4 11.3 0.48 6.9
R2# 0.6 3.0 5.8 0.0 5.8 11.3 0.51 0.0
R3#(上游侧) 1.8 4.2 6.0 0.4 5.6 11.3 0.50 6.7
表5跨中正弯工况下挠度观测结果及校验系数
测点编号 3车
(mm) 6车
(mm) 9车
(mm) 残余变位
(mm) 弹性变位
(mm) 理论值
(mm) 校验系数 相对残余变位
(%)
R1#(下游侧) 2.2 5.0 9.6 0.6 9.0 18.6 0.48 6.2
R2# 2.6 6.4 10.0 0.6 9.4 18.6 0.51 6.0
R3#(上游侧) 3.6 7.2 10.4 0.4 10.0 18.6 0.54 3.8
(3)裂缝观测结果
各试验截面附近在加载前和加载过程中均未观察到可见裂缝。
四、静载试验结果分析
本次荷载试验效率在0.82~0.95之间,符合《大跨径混凝土桥梁的试验方法》中对基本试验荷载的要求。
在试验荷载作用下试验截面实测应变值均小于相应理论计算值,應变校验系数范围为0.24~0.55,卸载后的相对残余应变均小于20%。实测挠度值均小于相应理论计算值,挠度校验系数范围为0.48~0.54,卸载后的相对残余变位均小于20%。
在加载前和加载过程中各试验截面附近均未观察到可见裂缝。
综上所述,该混凝土连续梁桥受检桥跨满足设计活载标准的要求。
参考文献:
[1]范立础,徐光辉.桥梁工程[J].人民交通出版社,2001.7.
[2]江阿兰,盖玉杰,王伟哲. 讷河大桥承载能力可靠性评估[J].东北林业大学学报,2006,(03) .
[3]江阿兰. 伊春大桥静载试验与结构评定试验研究[J].大连铁道学院学报, 2006,(02) .
[4]胡杨,李德建,魏俊.湘江北大桥西引桥静动载试验分析[J].大众科技, 2008,(08).
关键词:荷载试验静载试验结果分析
中图分类号:U448文献标识码: A
一、工程概况
本次静载试验的对象是一座上部结构为40m+56m+40m预应力混凝土变截面连续箱梁桥,梁底采用圆曲线变化。下部结构采用一字型桥台,矩形板式桥墩。
一、静载试验内容
桥梁静载试验主要有以下四方面内容:1)为了确定荷载试验的加载车数量和加载位置,需进行相应的计算分析。2) 相应试验工况作用下,测试截面应变(应力)测量;3) 相应试验工况作用下,测试截面挠度测量;4) 相应试验工况作用下,测试截面附近裂缝观测。测试截面及测点布置见图1~图3。
图1静载试验截面纵向布置示意图
图2K1和K3试验截面测点布置示意图
图3K2试验截面测点布置示意图
二、静载试验方法
(1)应变观测:在各截面混凝土表面粘贴混凝土应变片,采用自补偿方式,以静态电阻应变仪自动扫描观测表面应变,精度1με。
(2)挠度观测:在试验截面安置反光片,利用高精度全站仪进行测量,精度0.1mm。
(3)裂缝观测:对出现裂缝位置用刻度放大镜或机电式百分表进行裂缝观测,测量精度为±0.01mm。
三、静载试验结果
(1)应变测试结果
在最大试验荷载作用下各控制截面应变观测结果列于下表中。应变符号受拉为“+”,受压为“-”,表中应变单位为με。
表1边跨最大正弯工况下应变观测结果及校验系数
测点编号 3车
(με) 6车
(με) 9车
(με) 残余应变
(με) 弹性应变
(με) 理论值(με) 校验系数 相对残余(%)
1# 3 17 34 2 32 90 0.36 5.9
2# 5 19 35 1 34 90 0.38 2.9
3# 3 13 24 2 22 90 0.24 8.3
4# 5 19 34 1 33 90 0.37 2.9
5# 6 22 41 4 37 90 0.41 9.8
表2 墩顶负弯工况下应变观测结果及校验系数
测点编号 3车
(με) 6车
(με) 9车
(με) 残余应变(με) 弹性应变(με) 理论值(με) 校验系数 相对残余(%)
1# -5 -11 -15 -1 -17 -38 0.45 6.7
2# -7 -14 -21 -2 -19 -38 0.50 9.5
3# -3 -10 -14 -1 -16 -38 0.42 7.1
4# -6 -13 -18 0 -18 -38 0.47 0.0
5# -5 -11 -15 0 -17 -38 0.45 0.0
表3 中跨正弯工况下应变观测结果及校验系数
测点编号 3车
(με) 6车
(με) 9车
(με) 残余应变(με) 弹性应变(με) 理论值(με) 校验系数 相对残余(%)
1# 7 21 39 2 37 88 0.42 5.1
2# 7 20 40 0 40 88 0.45 0.0
3# 8 20 36 3 33 88 0.38 8.3
4# 8 26 47 1 46 88 0.52 2.1
5# 10 27 50 2 48 88 0.55 4.0
(2)挠度测试结果
在最大试验荷载作用下各控制截面挠度观测结果列于下表中挠度符号向下为“+”,向上为“-” ,挠度单位为mm。
表4边跨最大正弯工况下挠度观测结果及校验系数
测点编号 3车
(mm) 6车
(mm) 9车
(mm) 残余变位
(mm) 弹性变位
(mm) 理论值
(mm) 校验系数 相对残余变位
(%)
R1#(下游侧) 1.0 4.4 5.8 0.4 5.4 11.3 0.48 6.9
R2# 0.6 3.0 5.8 0.0 5.8 11.3 0.51 0.0
R3#(上游侧) 1.8 4.2 6.0 0.4 5.6 11.3 0.50 6.7
表5跨中正弯工况下挠度观测结果及校验系数
测点编号 3车
(mm) 6车
(mm) 9车
(mm) 残余变位
(mm) 弹性变位
(mm) 理论值
(mm) 校验系数 相对残余变位
(%)
R1#(下游侧) 2.2 5.0 9.6 0.6 9.0 18.6 0.48 6.2
R2# 2.6 6.4 10.0 0.6 9.4 18.6 0.51 6.0
R3#(上游侧) 3.6 7.2 10.4 0.4 10.0 18.6 0.54 3.8
(3)裂缝观测结果
各试验截面附近在加载前和加载过程中均未观察到可见裂缝。
四、静载试验结果分析
本次荷载试验效率在0.82~0.95之间,符合《大跨径混凝土桥梁的试验方法》中对基本试验荷载的要求。
在试验荷载作用下试验截面实测应变值均小于相应理论计算值,應变校验系数范围为0.24~0.55,卸载后的相对残余应变均小于20%。实测挠度值均小于相应理论计算值,挠度校验系数范围为0.48~0.54,卸载后的相对残余变位均小于20%。
在加载前和加载过程中各试验截面附近均未观察到可见裂缝。
综上所述,该混凝土连续梁桥受检桥跨满足设计活载标准的要求。
参考文献:
[1]范立础,徐光辉.桥梁工程[J].人民交通出版社,2001.7.
[2]江阿兰,盖玉杰,王伟哲. 讷河大桥承载能力可靠性评估[J].东北林业大学学报,2006,(03) .
[3]江阿兰. 伊春大桥静载试验与结构评定试验研究[J].大连铁道学院学报, 2006,(02) .
[4]胡杨,李德建,魏俊.湘江北大桥西引桥静动载试验分析[J].大众科技, 2008,(08).