薛 路

（四川華騰公路試驗(yàn)檢測有限責(zé)任公司，四川 成都 610000 ）

1 工程概況

橋梁橋跨布置為（1×14.0）m 簡支空心板梁橋+（1×80.0）m 空腹式混凝土箱拱。橋梁全長110.0m，橋面全寬9.0m，凈寬8.0m。橋梁設(shè)計荷載等級：汽車-20 級，掛車-100。上部結(jié)構(gòu)由兩部分組成，分別為（1×14.0）m簡支空心板+（1×80.0）m 等截面懸鏈線鋼筋混凝土箱拱。主跨箱拱主要結(jié)構(gòu)參數(shù)為：凈跨徑80.0m，凈矢高13.3m，凈矢跨比約1/6，拱軸系數(shù)為2.514，截面尺寸b×h=9.1m×1.4m，主拱上方設(shè)有8 道腹拱，腹拱圈凈跨徑5.5m，凈矢高1.1m，凈矢跨比1/5，截面尺寸b×h=9.1m×0.25m。下部結(jié)構(gòu)：重力式橋臺，擴(kuò)大基礎(chǔ)。

2 靜載試驗(yàn)

2.1 計算模型

采用有限元軟件Midas/Civil 進(jìn)行計算分析。橋梁主橋?yàn)?×80m 空腹式混凝土箱拱，有限元模型如圖 1 所示。

圖1 橋梁（主橋）空間計算模型

2.2 試驗(yàn)工況

根據(jù)拱式橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，橋梁設(shè)置2 個工況。分別為主橋拱頂截面最大正彎矩工況（中載）和主橋小里程側(cè)拱腳最大負(fù)彎矩工況（中載）。各工況控制截面分別為主跨的拱頂截面和小里程側(cè)拱腳截面。

2.3 測點(diǎn)布置

應(yīng)變試驗(yàn)測點(diǎn)布置應(yīng)遵循以下原則：①測點(diǎn)布置能全面反映試驗(yàn)工況的最大內(nèi)力；②布設(shè)一定的校核測點(diǎn)，以保證測試數(shù)據(jù)的可靠。根據(jù)上述布置原則并考慮到該橋的現(xiàn)場環(huán)境條件，工況I、II 主拱圈應(yīng)變傳感器測試斷面布置見圖2，各斷面應(yīng)變測點(diǎn)布置見。

圖2 工況I、II 主拱圈應(yīng)變測試斷面布置圖（單位：cm）

圖3 工況I、II 應(yīng)變測點(diǎn)布置圖（單位：cm）

主拱圈撓度測點(diǎn)縱向布置于主拱圈跨徑的四分點(diǎn)截面，每個截面布置2個測點(diǎn)，橫橋向位于距護(hù)欄內(nèi)側(cè)邊緣10cm 處，共計6 點(diǎn)；1#腹拱圈撓度測點(diǎn)布置在1#腹拱圈拱腹拱頂截面，該截面布置2 個測點(diǎn)，橫橋向位于距腹拱圈邊緣約20cm 處；基礎(chǔ)沉降測點(diǎn)布置在試驗(yàn)跨兩端墩臺的上方橋面，橫橋向布置原則同橋面變形測點(diǎn)，共計4 點(diǎn)[1-3]。

2.4 加載車輛

根據(jù)計算分析，采用3 輛載重汽車（三軸車）進(jìn)行等效加載。

3 測試結(jié)果

3.1 工況Ⅰ試驗(yàn)結(jié)果及評定

在工況Ⅰ試驗(yàn)荷載作用下，主跨拱頂截面下緣理論和實(shí)測應(yīng)變值如下（單位：με）：

理論值：初始值為0，加載第1 級為19，2 級為38，3 級為46，卸載第1 級為38，2 級為0；左側(cè)實(shí)測值：初始值為0，加載第1 級為8，2 級為17，3 級為26，卸載第1 級為18，2 級為1；右側(cè)實(shí)測值：初始值為0，加載第1級為9，2 級為19，3 級為23，卸載第1 級為20，2 級為1。

撓度和支點(diǎn)沉降測試結(jié)果見表 1。

表1 工況Ⅰ作用下橋面撓度、支點(diǎn)沉降結(jié)果（單位：mm）

評定選取主要測點(diǎn)應(yīng)變和撓度的校驗(yàn)系數(shù)來評定試驗(yàn)跨的工作性能。應(yīng)變/撓度校驗(yàn)系數(shù)的評定如下：

左側(cè)拱頂截面：實(shí)測彈性應(yīng)變值Se（με）為25，理論計算應(yīng)變值Ss（με）為46，檢驗(yàn)系數(shù)為0.54；右側(cè)拱頂截面：實(shí)測彈性應(yīng)變值Se（με）為22，理論計算應(yīng)變值Ss（με）為46，檢驗(yàn)系數(shù)為0.48；左側(cè)拱頂：實(shí)測彈性撓度值Se（mm）為3.47，理論計算撓度值Ss（mm）為6.68，校驗(yàn)系數(shù)為0.52；右側(cè)拱頂：實(shí)測彈性撓度值Se（mm）為3.29，理論計算撓度值Ss（mm）為6.68，校驗(yàn)系數(shù)為0.49。在工況Ⅰ荷載作用下，主要應(yīng)變測點(diǎn)實(shí)測值小于計算值，應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)為0.54，表明橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀況好于理論狀況；主要撓度測點(diǎn)實(shí)測值小于計算值，撓度校驗(yàn)系數(shù)為0.52，表明橋梁實(shí)際剛度較理論剛度大，結(jié)構(gòu)安全儲備較好。

3.2 工況II 試驗(yàn)結(jié)果及評定

在工況II 試驗(yàn)荷載作用下，主拱小里程拱腳截面上緣理論和實(shí)測應(yīng)變值如下（單位：με）：

理論值：初始值為0，加載第1 級為13，2 級為26，3 級為39，卸載第1 級為27，2 級為0；左側(cè)實(shí)測值：初始值為0，加載第1 級為8，2 級為15，3 級為21，卸載第1 級為17，2 級為1；右側(cè)實(shí)測值：初始值為0，加載第1級為6，2 級為13，3 級為19，卸載第1 級為14，2 級為1。

撓度和支點(diǎn)沉降測試結(jié)果見表 2。

表2 工況II 作用下橋面撓度、支點(diǎn)沉降結(jié)果（單位：mm）

選取主要測點(diǎn)應(yīng)變和撓度的校驗(yàn)系數(shù)來評定試驗(yàn)跨的工作性能。應(yīng)變/撓度校驗(yàn)系數(shù)的如下：

小里程拱腳截面左側(cè)上：實(shí)測彈性應(yīng)變值Se（με）為20，理論計算應(yīng)變值Ss（με）為39，檢驗(yàn)系數(shù)為0.51；截面右側(cè)上：實(shí)測彈性應(yīng)變值Se（με）為18，理論計算應(yīng)變值Ss（με）為39，檢驗(yàn)系數(shù)為0.46；QM1左測點(diǎn)：實(shí)測彈性撓度值Se（mm）為2.90，理論計算撓度值Ss（mm）為5.73，校驗(yàn)系數(shù)為0.51；QM1 右測點(diǎn)：實(shí)測彈性撓度值Se（mm）為2.86，理論計算撓度值Ss（mm）為5.73，校驗(yàn)系數(shù)為0.50。在工況II 荷載作用下，主要應(yīng)變測點(diǎn)實(shí)測值小于計算值，應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)為0.51，表明橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀況好于理論狀況；主要撓度測點(diǎn)實(shí)測值小于計算值，撓度校驗(yàn)系數(shù)為0.51，表明橋梁實(shí)際剛度較理論剛度大，結(jié)構(gòu)安全儲備較好[4-5]。

3.3 靜載試驗(yàn)結(jié)果總結(jié)

試驗(yàn)工況的荷載效率系數(shù)滿足《公路橋梁荷載試驗(yàn)規(guī)程》(JTG/T J21-01-2015)中第5.4.2 條關(guān)于對橋梁非交（竣）工驗(yàn)收靜載試驗(yàn)效率系數(shù)介于0.95～1.05 的要求；在各試驗(yàn)工況下，主拱圈控制截面應(yīng)變的校驗(yàn)系數(shù)介于0.46-0.54 之間；主拱圈主要測點(diǎn)撓度校驗(yàn)系數(shù)介于0.49-0.52 之間。表明試驗(yàn)跨主要承重構(gòu)件的工作性能正常，結(jié)構(gòu)抵抗變形能力正常，結(jié)構(gòu)處于彈性工作狀態(tài)，能滿足設(shè)計荷載（汽車-20 級，掛車-100）正常使用的要求。