楊遠(yuǎn)飛 王新定 曾曉青

1 工程概況

濠江大橋?yàn)?5跨 20m先張法預(yù)應(yīng)力空心板橋,橋梁寬度為17m,橋梁橫截面由 16塊預(yù)應(yīng)力空心板組成。預(yù)應(yīng)力空心板截面見圖 1。設(shè)計(jì)荷載為公路—Ⅱ級。為了評價(jià)該橋預(yù)制空心板梁的施工質(zhì)量是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求,對濠江大橋預(yù)制空心板梁進(jìn)行了靜載試驗(yàn),以便對預(yù)制空心板梁的承載能力和使用性能作一次全面的技術(shù)評價(jià)。

2 靜載測試截面和測點(diǎn)布置

根據(jù)受力情況,選取空心板梁跨中截面為測試截面。跨中測試截面應(yīng)力測點(diǎn)布置如圖 2所示。

3 設(shè)計(jì)荷載效應(yīng)計(jì)算

3.1 荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算

在計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)時(shí)采用鉸接板法。利用橋梁計(jì)算軟件計(jì)算該橋各片空心板的荷載橫向分布系數(shù),見表 1。

表1 荷載橫向分布系數(shù)

由表 1可知,邊板 1號梁活載分布系數(shù)最大,其次是 2號板, 所以取 1號、2號板作為靜載試驗(yàn)板梁。

3.2 恒載及活載內(nèi)力計(jì)算

采用橋梁計(jì)算軟件對該橋使用階段分析得到 1號板(邊板)和 2號板(中板)的設(shè)計(jì)荷載效應(yīng),見表 2。

表2 設(shè)計(jì)荷載效應(yīng) kN?m

4 試驗(yàn)加載及量測

4.1 試驗(yàn)加載方式

表3 加載重量及荷載試驗(yàn)效率

由于施工現(xiàn)場的條件限制,靜載試驗(yàn)采用一塊重 10.3 t的預(yù)制板以及重 0.5 t的砂袋若干作為加載重量。加載的原則是使試驗(yàn)荷載作用下的跨中彎矩與預(yù)制空心板梁使用階段荷載設(shè)計(jì)值接近。這里只列出中板情況,其加載重量及荷載試驗(yàn)效率見表 3。

預(yù)制空心板梁靜載試驗(yàn)依照重量分 3級加載,每一級加載穩(wěn)定時(shí)間不少于5min,中板加載重量見表4。

表4 中板分級加載重量 t

4.2 試驗(yàn)量測

靜載試驗(yàn)撓度量測采用帶測微器的高精密自動安平水準(zhǔn)儀,應(yīng)變量測采用梁體表面粘貼振弦式應(yīng)變傳感器及與之配套的數(shù)據(jù)采集儀。每一級加載量測要等讀數(shù)穩(wěn)定以后才能測讀。

表5 1號～2號梁各級試驗(yàn)荷載作用下應(yīng)變變化值 με

5 靜載試驗(yàn)結(jié)果及分析

5.1 應(yīng)變及撓度測試結(jié)果

由應(yīng)變測試結(jié)果整理得到的各分級荷載作用下的跨中截面各測點(diǎn)應(yīng)變結(jié)果見表 5,撓度測點(diǎn)結(jié)果見表 6。每次加載未觀察到肉眼能見的裂縫。

5.2 應(yīng)變及撓度測試結(jié)果分析

根據(jù)測試數(shù)據(jù),計(jì)算得到預(yù)制空心板梁截面各測點(diǎn)的應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)(見表 7)。表 7中理論值根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及加載量由計(jì)算軟件建模計(jì)算得到。由表7中數(shù)據(jù)分析可見,1號 ～2號梁跨中截面應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)最大為 0.928,撓度校驗(yàn)系數(shù)最大為 0.682,其值均小于 1.0。1號～2號梁結(jié)構(gòu)承載能力滿足設(shè)計(jì)要求;相對殘余變形為 0.057,其值小于 0.2,表明 1號～2號梁具有良好的彈性性能。

表6 1號～2號梁各級試驗(yàn)荷載作用下?lián)隙茸兓?mm

表7 1號～2號累計(jì)應(yīng)變及校驗(yàn)系數(shù)

各級荷載作用下的跨中撓度實(shí)測值、撓度校驗(yàn)系數(shù)及相對殘余變形見表 8。

表8 1號～2號撓度測試結(jié)果及校驗(yàn)系數(shù)

6 結(jié)語

1)預(yù)制空心板梁靜載試驗(yàn)的荷載效率系數(shù)η=0.922,大于規(guī)定值 0.8,說明本次靜載試驗(yàn)?zāi)軌蚍从吵鲱A(yù)制空心板梁設(shè)計(jì)的受力與變形狀態(tài)。2)1號 ～2號空心板梁最大應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)分別為0.928,小于 1.0,并且在加載試驗(yàn)過程中未發(fā)現(xiàn)裂縫,說明預(yù)制空心板梁的承載能力滿足設(shè)計(jì)荷載作用下的使用要求。3)1號 ～2號空心板梁最大撓度校驗(yàn)系數(shù)分別為 0.682,小于 1.0,說明預(yù)制空心板梁的剛度滿足設(shè)計(jì)荷載作用下的使用要求。4)1號～2號空心板梁的相對殘余變形分別為 0.057,小于控制值 0.2,說明預(yù)制空心板梁具有良好的彈性性能。5)為提高預(yù)制空心板橋的整體受力性能,建議加強(qiáng)預(yù)制空心板橋橫向鉸縫和現(xiàn)澆混凝土橋面鋪裝層的工程質(zhì)量。

[1] 胡 勇,譚冬蓮.某水電站進(jìn)場公路橋梁成橋荷載試驗(yàn)研究[J].山西建筑,2010,36(8):309-310.