某连续箱梁静载试验与分析

黄书标

广州广检建设工程检测中心有限公司 518000

摘要：本文以某连续箱梁为例，建立有限元计算模型，基于理论分析结果对该桥进行了现场静载试验，根据试验结果，对该桥承载能力进行评估分析。

关键词：连续梁桥；荷载试验；有限元分析；承载能力

近年来，随着我国公路交通事业的迅猛发展，政府加大了各个地区的交通建设力度，从中促进了交通行业的迅速发展。桥梁工程作为交通行业中重要组成部分，在现代交通行业发展中发挥着关键性的作用。在桥梁工程建设过程中，为了保证工程建设质量与安全，需要做好检测工作。本文通过笔者的实际工作总结，就桥梁工程检测中质量控制的有效措施进行探讨。

_{1 工程概况}

某桥梁位于广东省的东南部，为检验桥梁结构是否符合设计要求，以确定能否交付正常使用，进行验收性荷载试验，为工程竣工验收提供依据。

该桥梁结构为现浇连续箱梁，跨径为3×30m，采用1.7m等高斜腹板连续箱梁，单箱双室，箱梁顶宽12m。

_{2 理论分析计算}

该桥理论计算采用MIDAS Civil大型桥梁有限元分析软件，建立有限元计算模型进行分析。

分析模型的尺寸按照设计文件输入，混凝土采用C50混凝土，弹性模量E=3.45e4MPa，泊松比μ=0.2。有限元模型如下图所示。

图 1 有限元分析模型

_{3 试验内容}

依据设计方提供的图纸等资料，由Midas/Civil建模计算出试验桥跨在设计荷载作用下的最薄弱部位，即控制截面的位置。具体测试项目：①控制截面应变；②控制截面挠度；③观测加载前后裂缝发展及裂缝宽度。试验跨及控制截面示意图见图2。

图 2 控制截面示意图（cm）

4 试验荷载工况

根据设计荷载等级，利用弯矩等效的原则，计算出单车总重约为380kN的三轴载重汽车队加载。试验中荷载工况如下：①边跨中最大正弯矩工况，试验荷载效率为1.05；②支点最大负弯矩工况，试验荷载效率为0.97；③中跨中最大正弯矩工况，试验荷载效率为1.05。试验荷载效率满足《城市桥梁检测与评定技术规范》的要求，各试验荷载工况见下图。

图 3 边跨正弯矩A截面加载图（cm）

图 4 支点负弯矩B截面加载图（cm）

图 5 中跨正弯矩C截面加载图（cm）

5 测点设置

（1）应力（应变）测点:根据试验目的和现场环境情况，采用标距为150mm的振弦式应变计进行测量，使用BGK408型静态应变数据采集分析仪进行采集。各截面应变测点布置如图6所示。

（2）挠度测点:根据试验目的和现场环境情况，采用百分表进行量测结构在各级荷载作用下各测点的挠度变化情况。挠度测点布置如图7所示。

图 6 各控制截面应变测点布置图

图 7 挠度测点布置图（cm）

6 试验结果分析

（1）应变. 表1列出最大正弯矩工况下最大实测应变及相应的理论应变值。从表1可知，在试验荷载工况下，应变校验系数≤1.00，相对残余挠度小于0.2，满足有关要求。

表 1 测试桥梁满载时主要测点的应变校验系数

测试截面	测点 位置	实测应变 （ ）	残余 应变 （ ）	理论 计算值 （ ）	校验 系数	相对残余应变
A	2	74	3	97	0.73	0.04
B	2	-34	-1	-52	0.63	0.03
C	2	55	2	86	0.62	0.04

A截面2#测点实测应变与试验弯矩关系曲线图

B截面2#测点实测应变与试验弯矩关系图

C截面2#测点实测应变与试验弯矩关系图

（2）挠度. 表2列出最大正弯矩工况下最大实测挠度及相应的理论挠度值。从表2可知，在试验荷载工况下，纵梁实测的挠度小于理论值，挠度校验系数≤1.00，相对残余挠度小于0.2。

表 2 测试桥梁满载时主要测点的应变校验系数

测试截面	测点 编号	实测挠度 （mm）	残余 挠度 （mm）	理论计算 值（mm）	校验 系数	相对残余应变
A	2	5.22	0.57	8.0	0.58	0.04
C	5	3.71	0.06	6.2	0.59	0.03

A截面2#测点实测挠度与试验弯矩关系图

C截面5#测点实测挠度与试验弯矩关系图

（3）裂缝.试验前后对全桥梁体进行裂缝检查，梁体混凝土表面未发现裂缝。

5 结论

经对该桥静载试验全过程的观察及对静载试验结果的分析，表明该桥承载能力满足设计荷载标准（城-A级，人群荷载：3.5kN/m2）的要求。

参考文献：

[1]JCJJ/T233-2015,城市桥梁检测与评定技术规范，[S]

[2]CJJ 11-2011,城市桥梁设计规范,[S]

[3]JTG D60-2015,公路桥涵设计通用规范,[S]

[4]胡大林.桥涵工程试验检测技术[M].北京：人民交通出版社，2000,2（第一版）