预应力砼连续箱梁桥荷载试验
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作者:王子强
摘 要：预应力砼连续箱梁桥以其鲜明的结构特点近年来在公路桥梁中得到了广泛应用，为了检验新建桥梁承载能力是否满足设计要求，可通过现场荷载试验的方法，本文以一座预应力砼连续箱梁桥荷载试验为工程背景，对其理论计算、布载方式及相应的结构响应均进行了详细介绍，能为同类型桥梁荷载试验提供参考依据。
关键词：连续箱梁桥;承载能力;荷载试验
预应力砼连续箱梁桥结构较为轻盈，跨越能力较强，近些年来在公路桥梁中得到了广泛应用。为了检验桥梁承载能力是否满足设计要求，桥梁荷载试验是最直接的方法，在桥梁上加载应用仪器测得桥梁的响应，包括挠度、应变、竖直度等，与理论计算值进行对比，通过校验系数、残余等判定桥梁是否满足设计承载力。
1 工程概况
该桥是丹东大东港疏港高速公路中一座大桥，根据委托单位要求，选取该桥右幅第5联（第11～13孔）进行静载试验，该联跨径布置为49+80+49m，上部结构为预应力砼变截面连续箱梁，主跨桥墩为钢筋砼薄壁墩，过渡墩为柱式墩，基础均为钻孔灌注桩基础，桥面净宽11.25m，两侧设0.475m防撞墙。设计荷载等级：公路-I级。
2 荷载试验内容
本次静载试验对右幅第5联（11～13孔）进行静载试验。采用内力等效原则，即通过标准车加载使得控制截面内力值与设计荷载产生的内力值等效。
加载工况：正式加载分3个工况进行加载，每个工况加载分4级，共加载12次，测试工况如下：工况一：第11孔（边跨）最大正弯矩工况;工况二：第12孔（中跨）最大正弯矩工况;工况三：第11号墩支点截面最大负弯矩工况。
加载方式：为保障桥梁结构及试验的安全，试验荷载采用逐级递增加载的原则进行，加载时采用12辆三轴（双后轴）载重车共分四级对该联进行加载测试，正式加载前采用8辆车进行预加载，加载时长约20分钟。
位移、应变测点布置：位移测点布置于各墩顶及各跨跨中位置，纵向布置5个测试断面，横向于箱梁腹板顶布置两个测点。应变测点纵向布置5个测试断面，分别为第11孔跨中附近1个断面，11号墩顶（大小桩号侧）附近2个断面，第12孔跨中附近2个断面，各断面在腹板靠近顶底板位置共布置8个测点。
试验荷载效率：本次在第11、12孔进行静载试验，试验荷载效率见下表。
边跨最大正弯矩静载试验效率为1.05，中跨最大正弯矩试验效率为1.02，支点负弯矩试验效率为1.01，均介于0.85～1.05之间，符合《公路桥梁荷载试验规程》（JTG/T J21-01-2015）对静载试验效率的要求。
3 荷载试验测试结果
3.1 挠度测试结果
不同工况下分别测试边跨及中跨控制断面挠度数值，与理论计算数据对比，计算试验荷载作用下挠度校验系数。
工况一挠度校验系数位于0.59～0.61之间，均小于1.0，残余挠度百分比最大值为7.68%，小于20%。
工况二挠度校验系数位于0.51～0.62之间，均小于1.0，残余挠度百分比最大值为12.53%，小于20%。
工况三边跨挠度校验系数位于0.62～0.80之间，均小于1.0，残余挠度百分比最大值为15.52%，小于20%。
工况三中跨挠度校验系数位于0.57～0.78之间，均小于1.0，残余挠度百分比最大值为13.81%，小于20%。
由上可知，該联在（1.01～1.05）倍公路-Ⅰ级荷载作用下，主要测点挠度校验系数最大值为0.80，校验系数小于1，桥梁的实际状况要好于理论状况。残余挠度最大值15.52%，小于20%，表明结构处于弹性工作状态。
3.2 应变测试结果
不同测试工况下分别测试边跨、中跨及支点断面应变数值，与理论计算数据对比，计算试验荷载作用下应变校验系数。
工况一最大弯矩控制断面应变校验系数最大值为0.69，小于1.0，残余应变百分比最大值为17.48%，小于20%。
工况二最大弯矩控制断面应变校验系数最大值为0.86，小于1.0，残余应变百分比最大值为15.62%，小于20%。
工况三最大弯矩控制断面应变校验系数最大值为0.91，小于1.0，残余应变百分比最大值为17.44%，小于20%。
由以上计算可知，该联在（1.01～1.05）倍公路-Ⅰ级荷载作用下，主要测点应变校验系数最大值为0.91，校验系数小于1.0，桥梁的实际状况要好于理论状况。残余应变最大值17.44%，小于20%，表明结构处于弹性工作状态。
4 结论
该联在（1.01～1.05）倍公路-Ⅰ级荷载作用下，主要测点挠度校验系数最大值为0.80，残余挠度最大值15.52%，主要测点应变校验系数最大值为0.91，残余应变最大值17.44%，桥梁的实际状况好于理论状况，结构总体处于弹性工作状态，满足设计荷载要求。本文详细介绍了丹东大东港疏港高速公路中一座预应力混凝土连续梁桥的荷载试验过程，能为同类型桥梁荷载试验提供参考依据。
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作者简介：王子强（1988-），男，河北鹿泉人，辽宁省交通规划设计院有限责任公司公路养护技术研发中心。
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