乌尔逊空心板桥静载试验及加固理论研究.pdf

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1、研究与探讨广东建材2010年第1期乌尔逊空心板桥静载试验及加固理论研究曹庆密-王宗林z(1．广州地铁设计研究院有限公司助理设计师2．哈尔滨工业大学教授、博导)摘要：随着国民经济的不断发展，公路交通的重要性必然日益加强，桥梁是交通的咽喉，其健康运营与否对交通运输的连续性将起至关键作用，所以对使用一定年限的装配式空心板桥梁通过检测评定其工作性能，并埘损害严重的进行加固将有重人的经济意义。关键词：空心板梁桥；静载；桥梁检测；桥梁加固资料：乌尔逊是海拉尔油田专用二级公路，为12跨13m的预应力混凝土简支空心板梁桥，桥梁全长159．6m。每孔7片梁。桥梁下部结构为桩基础，钢筋

2、混凝土盖梁、埋置式柱式桥台。该桥标准跨径为12×13m空心板梁桥，主梁长度12．96m，计算跨径：12．60m。设计荷载为汽车-20级，挂车一100级。横桥向采用7片lm宽的空心板梁，净宽7．0+2X0．25m。主梁材料采用30号混凝土，横断面形式见图l。图1主梁横截面构造图1桥梁结构静载试验1．1测试内容f2J1．1．1混凝土应变测试1～7号主梁梁底的混凝土纵向应变。布设测试点位时，采取主梁左右对称布点的方法。经现场观察发现梁桥海拉尔方向第一跨和第二跨主梁开裂比较严重，横向铰缝具有明显破损，因此将混凝土应变测试点位布置在海拉尔方向第一跨和第二跨的跨中截面位置处，以

3、两侧边梁向内50cm为基线，等间距布置7片应变片。1．1．2变形变形主要为主梁的竖向挠度，采用精密水准进行测定，包括：l～7号主梁的跨中挠度及两个端支点的挠度，挠度测点布置在每片梁的跨中截面和支点截面处。1．2加载车辆一8一共有一辆总重50t的油罐加载车辆，车辆的参数如图2所示。180KNl硼车轮靴{』IL_jL堙———』一L上叫试验加载车纵向图试验加载车横向图图2加栽车辆1．3加载方案1．3．1加载位置利用计算得到的横向分布影响线，确定汽车的横向位置；然后根据主梁跨中截面的纵向弯矩影响线，以及在对称和偏载作用下，得到最大内力为试验工况。1．3．2加载工况全桥12跨

4、，选取1跨作为试验跨，每跨分为对称和偏载两个工况。对于每1工况，在加载车辆就位后，持续15分钟读数。读完后，加载车辆全部退出桥面，过10分钟后再读一次卸载后的变形和应变。2结构挠度测试结果及分析2．1挠度测试结果与分析将实测挠度值和理论计算挠度值画成图表，作对比分析，结果见图3。■羹作用下蛮舅和理论挠度值对比辱雕童霭图3第2跨实测与理论挠度对比图从图中可以得出以下结论：实测值和理论值的整体趋势一致，说明计算模型正确，选用参数合理，计算可靠；实测值个别有大于理论值的说明主梁的连接铰缝处广东建材2010年第1期研究与探讨伯载作赫o25峰O20鬃ol，E0．10o005用

5、下理论和宴捌横向分布系数对比鲴l2j4567主鬃莰一‘对槔萄载作用下理论和实一一一一横向分稚系散对比田l十埘称荷载用下实测向分布系+对称荷载l23l567l用下理论主磐次序向分布系图4第二跨实测与理论横向分布系数对比已有累积损伤，结构的抗力衰减，混凝土质量有所降低；实测值和理论值接近，结构的安全储备已经很小。2．2横向分布系数分析f利用公式[1】：mi=；}进行计算。‘厶Ii为了比较清楚进行数据分析，现将实测值和理论计算横向分布系数作图，进行对比分析，结果见图4。从图中可以得出以下结论：实测值和理论值的整体趋势一致，说明理论计算可靠；实测值有突变点，说明主梁的连接铰

6、缝处已有累积损伤，结构的抗力衰减，混凝土质量有所降低，横向联系减弱。3构件应变测试结果及分析将实测值与理论值用图的形式表示，见图5。偏载下实测与理论应变对比对称布载下实涌与理论应变对比蓍j篱r————一壁噩I．．．．．J．--．．JL．．．．．I．．．．．．-．．．．．J．．．．．—L_l234567主粱次序霉6篓0医霉篓霉0L—JL—J——1——^——L—J一12至苁每67图5第2跨实测与理论应变值对比图从图中可以得出以下结论：实测值和理论值的整体趋势一致，说明计算模型正确，选用参数合理，计算可靠；实测值均小于理论值，说明主梁整体性好，且有一定的安全储备；实测的应

7、变值较理论计算的数据平滑性差一些，说明主梁的连接铰缝处已有不同程度损伤，结构的抗力衰减，混凝土质量有所降低。4静载试验总结乌尔逊桥现有交通量及荷载情况基本在其设计荷载(汽一20，挂一100)的范围内。从实测挠度、应变数据和混凝土构件的外观检查结果，并考虑结构长期性能衰减的影响，桥梁主体结构强度和刚度指标基本满足公路桥梁规范的相关要求，但安全储备已经很小，甚至个别主梁已经没有安全储备，有必要对其进行加固设计。5桥梁结构主梁加固设计5．1方案一受压区混凝土加厚lOom。取后加混凝土为新规范，考虑混凝土塑性影响，在极限状态下，后加混凝土亦可达到抗压强度设计值R。产f。