李东

摘要 为深入研究预应力混凝土连续箱梁桥的承载力及实际工况，文章依托某桥梁开展静载实验进行研究，分析桥梁在增加载荷情况下控制截面挠度、应变之间的关系，通过研究认定实测残余变形/实测总变形小于0.2，试验过程中借助桥梁专用有限元分析计算软件—MIDAS/Civil，进行模型构建，根据试验获取相应的数据，撑控试验对象的挠度、应变校验系数，最终得出桥梁承载力满足实际要求的结论。

关键词 预应力现浇箱梁;静载试验;技术要点

中图分类号 U448.23 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）02-0132-03

0 引言

目前预应力混凝土连续箱梁桥结构较为常见，因此这种结构桥梁服役期内的安全状况检测至关重要[1]。桥梁载荷实验能够有效判断桥梁的承载力情况，借助该实验，可以分析、研究静载作用下橋梁结构的变位、应变、挠度等情况，与实践数据相结合，得出桥梁结构的实际情况[2]，了解其实际承载能力，借此总体性评价服役期桥梁的安全状况，经试验可知，实验桥梁处于良好的工作状态，满足设计、使用的要求，可以继续使用[3]。

1 工程概况

工程实践项目为某预应力箱梁桥，桥长129 m，共10联，荷载设计值为公路Ⅰ级。上部结构为混凝土组合箱梁、下部结构为桩基础，柱式墩。上部结构箱梁的等宽段，采用先简支后连续的预应力结构方案。桥面铺装系：1）二个等厚结构层，沥青混凝土10 cm及C40防水混凝土10 cm;2）桥面纵坡及双向横坡均2.0%;3）桥面宽为28.0 m，非机动车道每侧2.0 m、每车道宽12.00 m;文章通过该项目的桥静载试验的工程实践，总结预应力现浇箱梁桥静载试验要点，具有十分重要的理论意义。

2 桥梁静载设计

2.1 桥梁静载试验简述

桥梁关系行车安全，因此必须慎重对待桥梁结构的耐久性、适用性、安全性等功能，需进行充分检验，依托静载试验，采集相关数据并进行深入分析研究，了解桥梁实际工作情况，判断其是否满足实际需求，具体试验流程如下[4]：

（1）探析试验桥梁在不同工况下的变形、挠度情况，依托相关要求，分析桥梁是否满足实际使用需求[5]。

（2）依托试验获取数据，了解桥梁设计强度，对桥梁的综合情况予以分析。

（3）对试验获取数据进行处理，构建数据库，指导桥梁服役期的养护、保养工作。

（4）分析桥梁实际存在裂缝情况。

（5）依托桥梁专用有限元分析计算软件—MIDAS/Civil，建立相应的模型，借助MIDAS/Civil对桥梁进行静载试验的情况进行分析。

2.2 试验加载工况的设计

根据分析，在桥面作用试验载荷及设计载荷，确定的主要内力控制截面共5个，根据确定的5个控制截面，经试验对应确定5个静载工况（图1）。5个静载试验工况如下：1）测试第1跨中部断面最大弯矩;2）测试第2桥墩顶部负弯矩;3）测试第2跨中部断面最大弯矩;4）测试第3桥墩顶部断面最大负弯矩;5）测试第3跨中部断面最大弯矩。

2.3 测点布置

对应变（应力）点进行测试：依托试验需求，科学确定及布设相应的测点，有效提升观测质量，需对相同测点进行有针对性的校测，保障设定的测点可以客观反映桥梁应力（应变）情况。因为桥面板的结构较为特殊，不适合在此部位布设测点。布置测点详细情况见图2。为进一步全面了解桥梁结构性能，测试工况4的过程中，应根据附近桥梁外侧腹板表面情况布设，主要采集附近主拉应力、剪应力的情况[6]。

测试挠度（位移）点：依托桥梁的具体情况，现场条件等，选择具有较高精准的仪器测量测点挠度，实践操作中常使用精密水准仪，能够提升数据采集的精确性。

3 静载试验结果分析

3.1 静载试验效率

该实验过程中，预先设定好载荷的施加位置及施加载荷量的大小，为不断提升采集数据的精确性，需加强静载试验效率控制而采集数据[7]。

静载试验效率：

ηj—静载试验效率系数 ，一般范围介于0.8～1.05之间;Sj—静载试验施加荷载仪器读数;S—静载试验施加荷载目标值;μ—损耗率。依托外观检查及验算结构结果，与既定的车辆轴载车辆情况予以结合。通过表1可以得出，该效率系数所处的范围符合规定。

3.2 校验系数

一般桥梁的结构为预应力混凝土结构，根据实践操作，设置的应变校验系数介于0.6～0.9之间，设定的挠度校验系数介于0.7～1.0之间。表2为施加不同载荷时，桥梁结构截面中应力点的分析值、实测值情况[8]。

经分析表2可以论证，试验载荷作用于桥梁后，桥梁结构的控制断面应变校验系数相对集中于0.41～0.87之间，挠度系数一般分布在0.77～0.97之间，表示测试对象的结构刚度、材料强度满足实际需求，与验证载荷要求基本符合。

3.3 相对残余

Sp（实测残余变形）和Stot（实测总变形）之间的比值越小，表示结构与弹性工作状态越接近，该要求小于等于20%[9]。在不同工况下相对参与变形结果情况如表3所示。

通过该表能够清楚的看出，残余应变和相对参与变形均低于19%，在实验载荷作用下，结构相对残余应变和相关要求相符，一些测点挠度稍大，可能因为实验桥一些跨度较大，混凝土分布不均匀，导致存在复杂的结构形变，对这一部分的结构形变需予以重视。

3.4 挠度值

在最大试验载荷的作用下，结构各控制截面竖向挠度实测值和规范要求相符合，比允许值要小，表示桥梁结构较为安全，满足正常使用的要求。

3.5 裂缝

依托国家、行业的相关规定，在加荷下结构产生的裂缝宽度要比设计标准值要小，且载荷消失后裂缝收敛符合国家标准。由于施工因素、温度因素、混凝土自身因素导致的结构自身存在的裂缝，载荷施加后不能超过标准要求。此次实验过程中，载荷施加前和施加后，结构裂缝没有出现明显变化，试验桥梁可以正常使用。

4 结论

桥梁工程的结构稳定直接关系行车安全，因此必须重视其整体受力性能，认识桥梁结构的安全、适用及耐久性。该文依托静载试验，采集、分析相关数据，撑控桥梁联跨受力的整体性能及其工况，得出如下结论：

（1）桥梁经试验载荷检验，其整体结构受力与规定相符。

（2）通过静载试验，可以确定桥梁的材料强度、结构刚度等满足实际需求。

（3）将载荷循环增加至桥梁各跨段并卸载，试验桥梁的截面虽出现裂缝，但没有发展，均在规定要求内，桥梁结构的挠度、应变随载荷的线性增加而线性增长，但没有超过安全值。综上所述，试验桥梁符合使用要求，可以正常使用。

参考文献

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