黎力設(shè) 梁金志 林本虎

摘 ?要：預制梁橋占據(jù)我國橋梁數(shù)量的極大比重，故而預制梁片質(zhì)量的重要性不言而喻。該文以某預制梁橋的邊梁為試驗對象，通過靜載試驗對其進行應變、撓度等參數(shù)的測試及分析，從而評定其承載能力。結(jié)果表明，試驗梁測試截面應變、撓度校驗系數(shù)均小于1.0，其強度和剛度滿足承載能力要求；試驗梁相對殘余應變、撓度均小于20%，試驗梁處于彈性工作范圍內(nèi)；采用靜載試驗的方法可對單梁構(gòu)件進行較為準確的承載能力評定，試驗結(jié)果可為同類型構(gòu)件的承載能力評定提供參考。

關(guān)鍵詞：靜載試驗；單梁構(gòu)件；承載能力評定；預制橋梁；截面應變

中圖分類號：U446.1 ? ? ?文獻標志碼：A ? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2024）14-0054-04

Abstract： Precast-girder bridges account for a large proportion of the number of bridges in our country， so the importance of the quality of precast girders is self-evident. In this paper， the side beam of a precast-girder bridge is taken as the object of the test， and its strain， deflection and other parameters are tested and analyzed by static load test， so as to evaluate its bearing capacity. The results show that the section strain and thecalibration coefficients of the deflection of the test beam are less than 1.0， and its strength and stiffness meet the requirements of bearing capacity; the relative residual strain and deflection of the test beam are less than 20%， and the test beam is within the elastic working range; the static load test method can be used to evaluate the bearing capacity of single beam members more accurately， and the test results can provide reference for the evaluation of bearing capacity of the same type of members.

Keywords： static load test; single beam member; bearing capacity evaluation; precast-girder bridge; section strain

隨著交通行業(yè)的快速發(fā)展，我國的橋梁建設(shè)數(shù)量也在逐年增加[1]。新建的橋梁當中，梁式橋占據(jù)了極大的比重，而梁式橋當中預制梁橋又占了大部分比例[2]，預制梁橋的施工是公路工程項目中的重點，每一個公路建設(shè)項目的預制梁場每天都有大橋梁片產(chǎn)出。正是由于生產(chǎn)的梁片過多，其中難以避免會存在質(zhì)量問題，如有的預制梁在養(yǎng)護過程當中因養(yǎng)護不當產(chǎn)生裂縫，或者梁片在吊裝過程當中發(fā)生了磕碰而導致外觀損傷等。產(chǎn)生這些質(zhì)量問題之后不免會讓橋梁建設(shè)人員對梁片的承載能力產(chǎn)生懷疑，此時則需要對單梁構(gòu)件的承載能力進行評定。為此，很多的專家、學者及工程技術(shù)人員都對單梁承載能力評定進行了相關(guān)的理論及試驗研究，取得了許多具有工程指導意義的成果。李雄輝等[3]通過對高速公路中常使用到的30 m預制T梁進行靜載試驗，驗證了梁片的承載能力可滿足相關(guān)規(guī)范要求。江京翼等[4]通過對某預制PC小箱梁進行靜載試驗，提出了結(jié)合裂縫情況及實測位移與其理論值的相關(guān)度進行綜合評定的方法，對梁體的使用性能和承載能力進行綜合評判。

由上述分析及研究成果可知，對單梁的承載能力進行評定，靜載試驗是最直接、最有效的方法，各專家學者的評定均是基于靜載試驗來進行的。基于此，本文以某預制小箱梁為試驗對象，采用靜載試驗來評定其承載能力，試驗結(jié)果可為同類型單梁的承載能力評定提供參考。

1 ?試驗梁概況

某橋梁上部結(jié)構(gòu)采用3×（4×30 m）+（5×30 m）預應力砼先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)小箱梁，每跨橫向布置4片梁，梁高1.75 m，中梁寬2.40 m，邊梁寬2.85 m，梁底寬1.00 m，橋面橫坡為單向2%，橋梁全長為518 m，設(shè)計荷載等級為公路-I級。本次試驗選取第一聯(lián)第三跨外邊梁（3-4#梁）為試驗對象，試驗梁橫斷面構(gòu)造圖如圖1所示。

2 ?試驗方案設(shè)計

2.1 ?有限元分析及試驗工況

由裸梁狀態(tài)至成橋運營狀態(tài)，試驗梁跨中截面下緣的應變增量=活荷載增量+二期荷載增量。根據(jù)跨中截面混凝土應變增量等效原則，考慮成橋狀態(tài)與裸梁狀態(tài)的差異，計算裸梁狀態(tài)跨中截面的設(shè)計控制彎矩值M設(shè)。基于此，采用梁格法建立該橋第一聯(lián)有限元模型，得出跨中截面下緣在活荷載和二期荷載作用下的應變增量，然后建立裸梁模型計算試驗荷載，本橋第一聯(lián)有限元計算模型如圖2所示，裸梁模型如圖3所示。

圖2 ?橋梁第一聯(lián)有限元模型

根據(jù)有限元計算分析結(jié)果，可得試驗梁的裸梁等效計算結(jié)果見表1，其中M設(shè)為二期恒載M恒與活荷載M活之和。

試驗梁試驗工況及加載效率見表2。

2.2 ?靜載試驗加載程序

本次試驗加載的配重塊采用1.5 m×1.0 m×0.8 m的規(guī)則長方體混凝土塊，每塊配重塊的重量均為3.0 t，為了防止結(jié)構(gòu)在加載過程中意外損傷，采用分三級加載的方式。第一級加載第一層5塊配重塊（①～⑤），第二級加載第一、第二層10塊配重塊（①～⑩），第三級加載第一、第二層及第三層全部15塊配重塊，然后分一級卸載。在加載過程中通過實時監(jiān)測各測點撓度及應變變化來控制實際加載進度，滿載時試驗梁加載如圖4所示。

2.3 ?控制截面及測點布置

2.3.1 ?試驗控制截面

選擇跨中最大正彎矩截面（A截面）作為控制截面，在活載作用下，試驗控制截面如圖5所示。試驗過程中，對控制A截面進行應變和跨中撓度測試，對兩端支點進行沉降測試。

2.3.2 ?測點布置

在試驗控制截面布置應力測點，根據(jù)該橋有限元模型的受力計算，得出最大受力的典型位置，在典型位置上布置軸向受力測點，控制截面布置6個靜態(tài)應變測點（1#～6#測點）及2個撓度測點，兩端支座處截面各布置2個支座沉降測點，應變測點橫向布置圖如圖6所示，控制截面撓度及支座沉降測點布置如圖7所示。

3 ?試驗結(jié)果及分析

3.1 ?應變結(jié)果分析

試驗梁的應變測試結(jié)果可以反映構(gòu)件的局部變形及強度[5]，在各級荷載作用下，控制截面各測點應變測試結(jié)果見表3，測試截面測點的應變橫向分布曲線如圖8所示。從表3及圖8可以看出，在每級試驗荷載作用下，試驗梁控制截面的實測應變值均小于對應計算應變值，控制截面應變校驗系數(shù)均小于1，說明試驗梁的強度滿足設(shè)計荷載要求，試驗梁最大相對殘余應變?yōu)?7.7%，小于20%，說明其處于彈性工作范圍內(nèi)。

3.2 ?撓度結(jié)果分析

試驗梁的撓度測試結(jié)果可以反映試驗梁的剛度及整體變形，在各級荷載作用下，試驗梁控制截面撓度測點測試結(jié)果見表4，控制截面撓度柱狀圖如圖9所示。由表4及圖9可看出，試驗梁的試驗撓度均小于計算撓度，撓度校驗系數(shù)小于1，表明試驗梁的剛度滿足要求，試驗梁相對殘余撓度為13.3%，小于20%，說明梁體處于彈性工作范圍內(nèi)。

4 ?結(jié)論

1）試驗梁測試截面應變校驗系數(shù)在0.50～0.91之間，均小于1.0，說明試驗梁的強度滿足要求；測試截面的相對殘余應變最大值為17.7%，小于20%，滿足規(guī)范要求，說明試驗梁處于彈性工作范圍內(nèi)。

2）試驗梁測試截面撓度的校驗系數(shù)為0.34，小于1.0，說明試驗梁的剛度滿足要求；測試截面相對殘余撓度為13.3%，小于20%，滿足規(guī)范要求，說明試驗梁處于彈性工作范圍內(nèi)。

3）本文所采用的靜載試驗方法可對單梁構(gòu)件進行較為準確的承載能力評定，其試驗結(jié)果可為同類型單梁構(gòu)件的承載能力評定提供參考。

參考文獻：

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