钢筋混凝土预应力梁桥静载试验评定以及分析

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1、钢筋混凝土预应力梁桥静载试验评定以及分析1序言桥梁静力荷载试验是检验桥梁实际承载能力的主要方法,原理是:将标准设计荷载或标准设计荷载的等效荷载施加于实桥结构的指定位置,对实桥结构的应变分布、变形进行检测,以此对实桥结构的性能作出判断,从而达到检验桥梁结构的设计理论和计算方法是否合理,检验桥梁结构的设计与施工质量,判断桥梁结构实际的承载等级的目的。[1]结合实际工作经验,从以下几个方面论述桥梁静力荷载试验的工作内容和实施方法。2静载试验2.1静载试验内容静载试验是使试验荷载在指定位置对桥梁进行加载,测试桥面的挠度

2、、桥梁控制截面的应力增量。静载试验需首先通过理论分析,在试验前计算出各控制截面的内力影响线,进行静力加载计算,然后根据静力计算结果与荷载试验结果进行比较,再结合原施工控制所获得成桥状态恒载应力,以确定桥梁结构的实际工作状态与设计期望值是否相符,并判定结构的施工质量、运营安全度。它是检验桥梁结构实际性能,如强度、刚度等的最直接、有效的方法。试验荷载按照桥梁的静力试验活载内力与设计活载内力之比不小于0.85、且不大于1.05的原则确定。试验时,需尽可能减少温度对测量结果的影响,同时需注意分级加载。(1)应力观测。由

3、于该主桥结构对称,选择半跨布置测点以节约试验所需人力和物力。一般而言,要求桥梁结构各点的实测应力差均小于理论计算值,即结构强度校验系数小于1,表明桥梁结构满足强度要求,否则不满足设计要求。(2)变位观测。通过实测变形和理论建模分析,可以得到桥梁的结构校验系数结构校验系数和强度校验系数一样,是评估桥梁承载力的重要参数之一。如各点实测挠度值均小于理论计算值,即结构刚度校验系数小于1,表明桥梁结构的竖向静力刚度满足要求,否则不满足设计要求。2.2静载试验加载工况根据该桥梁的结构形式和受力特点,考虑对称作用,选择中跨和

4、东跨作为主要测试对象,主要分为2个工况,各个工况测试断面如下:(1)120#墩—121#墩跨段主梁L/2截面偏置布载正弯矩及挠度的加载试验;(2)120#墩—121#墩跨段主梁L/2截面对称布载正弯矩及挠度的加载试验。1.第一工况试验数据整理第一试验工况主要测试120#至121#墩跨端正弯矩控制截面,在四辆汽车偏载作用产生最大正弯矩作用下的应力(变)、挠度(形变)及其横向分布情况,以评定桥梁试验跨的上部构造受力性能。1)偏置布载应力(变)数据整理(见表1与图1):桥梁结构钢筋混凝土预应力梁桥静载试验评定及分析表

5、1120#墩—121#墩跨段主梁L/2截面偏置图1120#墩—121#墩跨段主梁L/2截面偏置布载正弯矩控制下下缘混凝土应力数据结果表布载正弯矩控制下下缘混凝土应力分析图2)偏置布载主梁变形(挠度)数据整理(见表2与图2):桥梁结构应力表2120#墩—121#墩跨段主梁L/2截面偏置图2120#墩—121#墩跨段主梁L/2截面布载正弯矩控制截面挠度数据结果表偏置布载正弯矩控制截面挠度分析图2.第二工况试验数据整理第二试验工况主要测试120#至121#墩跨段主梁L/2截面正弯矩控制截面,在四辆汽车对称布载下主梁的

6、横向受力性能,作为评定桥梁整体受力性能的指标。1)对[1][2]下一页称布载应力(变)数据分析(见表3与图3)应力桥梁结构表3120#墩—121#墩跨段主梁L/2截面对称图3120#墩—121#墩跨段主梁L/2截面布载正弯矩控制下下缘混凝土应力数据结果表对称布载正弯矩控制下下缘混凝土应力分析图2)对称布载挠度(变形)数据分析(见表4与图4)静载试验应力表4120#墩—121#墩跨段主梁L/2截面对称图4120#墩—121#墩跨段主梁L/2截面布载正弯矩控制截面挠度数据结果表对称布载正弯矩控制截面挠度分析图从以上

7、各表和各图可看出:(1)在汽-20,挂-100标准荷载作用下,该桥强度和刚度满足设计要求;(2)箱梁的实测横向分布基本与理论计算吻合,说明桥梁的实际横向刚度符合设计和使用要求;(3)本次静载试验未发现箱梁与桥墩控制截面产生结构受力裂缝,与该类预应力构件的特性相吻合;(4)高架桥墩柱应力较小,符合使用和规范要求。3.结论通过对此高架桥进行结构理论检算和静力荷载试验,检算结果与试验结果表明:(1)此高架桥试验满足汽-20,挂-100的荷载使用要求;(2)桥梁的上部构造的实际强度、刚度及横向整体受力性能符合原设计要求

8、;(3)试验墩墩柱的受力性能满足设计与规范要求。