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公路桥梁空心板梁静载试验试验加载方法探讨

张腾
  
安家(建筑与工程)
2021年22期
四川正路建设工程检测咨询有限公司 四川 成都 610000

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摘要:目前桥梁检测行业内普遍参照《公路桥梁荷载试验规程》对公路桥梁预制梁片静载试验进行加载测试,但该规程仅对成桥结构的荷载试验要求作出规定,未对预制梁片构件静载试验作出明确规定。成桥与预制构件的加载条件是有所区别的,基于此本文主要对一定条件下预制空心板梁的加载方案进行探讨。

关键词:公路桥梁;预制空心板梁;静载试验。

引言

简支桥梁的梁片基本为按批次生产的预制构件,施工过程中常会遇到梁片预拱度不足、强度不足、构件存放过久等问题,使得人们对梁片的质量存在疑问。梁片的静载试验可以直观的反映梁片实际承载能力是否满足设计要求。避免了桥梁架设、铺装完成后再实施成桥荷载试验后试验结果不满足要求的窘境。但因施工现场的加载条件差异,梁片加载存在诸多不便利。本文就青川县青玉路2号桥的空心板静载试验实例,探讨以汽车荷载加载梁片静载试验的方法。

一、项目概况

2#桥桥梁上部结构仍采用5×20m预应力砼简支空心板,空心板桥的横断面布置7片,其中2片边梁,梁高95cm,梁宽150cm;5片中梁,梁高95cm,梁宽124cm。

梁板2020年3月施工完成,因客观因素,梁板架设完成后未能及时进行下一步施工。业主对该桥梁板质量存疑,于2021年8月对该桥梁片进行外观、预拱度及静载试验检测。

二、静载检测加载方案

梁体外观完好,未见明显病害;梁体设计预拱度8mm,各梁实测预拱度在2mm~12mm之间,选取预拱度最小的梁体5-3#梁(中梁)进行静载试验。

1)控制荷载计算

经过对8.5m桥宽梁片布置的荷载横向分布分析,计算得到边梁和中梁在恒载(二期)和活载(车道荷载)作用下的内力见表1。

由表1可知,20m简支空心板在横断面布置为10.0m宽(0.5m防撞墙+9.0m车行道+0.5m防撞墙)时,中梁跨中组合弯矩值最大,控制弯矩为1076.5kN.m。

2)测点布置

根据简支梁桥受力特点并参照《公路桥梁荷载试验规程》JTG/TJ21-01-2015,选取主梁的L/2截面作为应变测试截面;选取测试梁片的L/4截面、L/2截面、3L/4截面作为挠度测试截面并在支点位置设置支点沉降测点。

3)等效荷载加载方案

经过计算确定,荷载布置按照三轴汽车轴距单边轮布置于试验梁上,采用总重约560kN的三轴加载试验车,前轴重约112kN,中轴、后轴重均约为448kN;试验时仅总重的一半荷载加载在试验梁上,试验荷载总重为280kN,其中前轴重56kN,后轴重112kN

具体车辆参数如图7.1所示,所需载重车辆具体数据见表7.2。

三、试验结果

试验梁体5-3#,在设计荷载等效加载作用下,底板应变效验系数介于0.68~0.69之间,挠度效验系数为0.65,实测的相对残余应变(挠度)均小于20%,满足规范限值要求。试验前后对试验截面附近外观进行观测,梁底无既有及新增裂缝。

四、加载方案分析

1)方案优点:单片梁静载试验一般采用,加载物堆载或吊装重物反力加载,此种加载方式加载准备工作量大,加卸载周期较长,重物堆放稳定性及安全性较难保证,加载成本较高。汽车加载方式在满足试验效率的情况下能有效弥补重物加载或吊装反力加载的缺陷,是一种便利、快捷的加载静载试验加载方式。

2)方案缺点:①单梁静载试验时因桥面铺装未施工,加载车辆单轴重量需单独验算梁顶板局部的承载能力,在满足局部受荷要求后方可使用;②此种加载方案有一定局限性,因车辆横向轮距固定,在横向联系为湿接缝连接的T梁或小箱梁时,车辆横向双轮不一定能恰好作用在梁体中轴线上,加之翼板截面较薄弱,故不建议适用此种加载方案。

3)加载注意事项:①由于车辆轴距尺寸的变异性,加载方案制定应按加载车辆实测的轴距和轴重进行,加载过程中根据加载等级控制好轮位。②因车辆荷载轴重存在一定的偏差,需较平整的过磅场地,汽车需分别对前轴单轮、后(双轴)单轮过磅。③加载车辆上桥时桥面铺装及伸缩缝未施工,需对桥面伸缩缝及梁端接缝部位进行铺垫,保持桥面基本平整,桥面行车应缓慢行驶,刹车时应增大刹车距离。减小车辆荷载对梁体的竖向、纵向冲击作用。

五、结束语

本文结合青川县青玉路2号桥的空心板静载试验,详细分析了预制梁板加载方案的选择。通过上述对比分析可知,汽车加载方案较重物堆载或吊装反力加载的安全性、经济性及较高的加载效率

单梁静载试验汽车加载方案还是有较多前提条件的,需考虑局部应力超限问题、荷载布置轮距问题、加载车辆在无铺装桥梁上的行车安全等。目前汽车加载单梁的静载试验并无相关明确规定,望各位同业人员采用汽车荷载加载单梁静载试验时适时采用。

参考文献

[1]JTG/T J21-2011,公路桥梁承载能力检测评定规程[S].北京:中华人民共和国交通运输部,2011.

[2] JTG/T J21-2011,公路桥梁承载能力检测评定规程[S].北京:中华人民共和国交通运输部,2011.

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