一、橋梁概況
國(guó)內(nèi)沿海某高速公路40m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，跨徑組成為三聯(lián)4x40m，橋梁全長(zhǎng)495.43m，設(shè)計(jì)荷載：汽車-超20級(jí)，掛車-120。上部結(jié)構(gòu)為單箱單室等截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，梁高2.4m，頂板寬12.0m，底板寬5.8m，腹板為斜腹板。下部為柱式橋墩，樁基礎(chǔ)，0號(hào)臺(tái)為肋式橋臺(tái)、擴(kuò)大基礎(chǔ)，12號(hào)臺(tái)為組合式橋臺(tái)、樁基礎(chǔ)。
圖1 橋梁概貌
二、荷載試驗(yàn)的性質(zhì)和目的
1、對(duì)大橋進(jìn)行全面科學(xué)的檢測(cè)，對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性評(píng)估提供基礎(chǔ)資料；
2、通過(guò)荷載試驗(yàn)，檢驗(yàn)該橋是否有足夠承受設(shè)計(jì)荷載的能力；
3、了解結(jié)構(gòu)體系在試驗(yàn)荷載作用下的實(shí)際工作狀態(tài)，為科學(xué)地評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)在使用階段的工作狀況提供強(qiáng)度、剛度和變形等方面的資料，為下一階段的加固設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
三、測(cè)試項(xiàng)目
1、主梁控制截面的應(yīng)力觀測(cè)（應(yīng)變測(cè)點(diǎn)如下圖所示）；
圖2 箱梁截面應(yīng)變片粘貼位置示意
圖3 試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)變片粘貼位置示意
2、主梁控制截面的撓度觀測(cè)（撓度測(cè)點(diǎn)如下圖所示）；
注：箱梁內(nèi)側(cè)外側(cè)均布置撓度測(cè)點(diǎn)，D0為基準(zhǔn)點(diǎn)。
圖4 撓度測(cè)點(diǎn)布置示意
3、主梁控制截面的裂縫觀測(cè)（裂縫觀測(cè)截面位置如下圖所示）。
圖5 裂縫觀測(cè)截面示意
四、試驗(yàn)荷載工況
1、邊跨最大正彎矩工況：
對(duì)邊跨跨中加載，測(cè)試主梁在試驗(yàn)荷載作用下的應(yīng)力及撓度；
2、邊跨最大負(fù)彎矩工況：
對(duì)邊跨和相鄰中跨跨中加載，測(cè)試主梁在試驗(yàn)荷載作用下的應(yīng)力及撓度；
3、中跨最大正彎矩工況：
對(duì)中跨跨中加載，測(cè)試主梁在試驗(yàn)荷載作用下的應(yīng)力及撓度；
4、中跨最大負(fù)彎矩工況：
對(duì)兩中跨跨中加載，測(cè)試主梁在試驗(yàn)荷載作用下的應(yīng)力及撓度；
五、加載車輛
由于試驗(yàn)所用的車輛規(guī)格可能與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)車輛不一樣，故根據(jù)專用橋梁分析軟件計(jì)算控制截面的內(nèi)力影響線，換算為等代的試驗(yàn)車輛荷載（車隊(duì)）。靜載試驗(yàn)施加的試驗(yàn)荷載由車輛荷載組成，即采用滿足載重量要求的汽車進(jìn)行加載。試驗(yàn)車裝載后，要經(jīng)地磅稱重，稱重指標(biāo)有：前軸實(shí)際重量、后軸實(shí)際重量、滿載后總重量。
本次荷載試驗(yàn)加載車隊(duì)擬采用同一型號(hào)，單車重量控制在30t～32t左右的汽車，這相當(dāng)于汽車—20級(jí)荷載車隊(duì)的重車重量，其后軸重與汽車—20級(jí)車隊(duì)的重車后軸重相當(dāng)。
圖6 荷載試驗(yàn)加載車輛
六、荷載試驗(yàn)結(jié)論
1、試驗(yàn)結(jié)果分析
邊跨跨中最大正彎矩工況：跨中梁底截面應(yīng)力校驗(yàn)系數(shù)0.97，撓度校驗(yàn)系數(shù)1.07。應(yīng)力測(cè)點(diǎn)、撓度測(cè)點(diǎn)測(cè)試結(jié)果較好地符合荷載分布規(guī)律和橋梁實(shí)際情況。應(yīng)力和撓度校驗(yàn)系數(shù)均大于1，其中撓度校驗(yàn)系數(shù)大于1.05；
邊跨支點(diǎn)最大負(fù)彎矩工況：邊跨跨中撓度校驗(yàn)系數(shù)1.12。應(yīng)力測(cè)點(diǎn)、撓度測(cè)點(diǎn)測(cè)試結(jié)果較好地符合荷載分布規(guī)律和橋梁實(shí)際情況。由于支點(diǎn)附近受力復(fù)雜應(yīng)力校驗(yàn)系數(shù)失真，撓度校驗(yàn)系數(shù)大于1.05；
中跨跨中最大正彎矩工況：跨中梁底截面應(yīng)力校驗(yàn)系數(shù)1.12，撓度校驗(yàn)系數(shù)1.09。應(yīng)力測(cè)點(diǎn)、撓度測(cè)點(diǎn)測(cè)試結(jié)果較好地符合荷載分布規(guī)律和橋梁實(shí)際情況；應(yīng)力和撓度校驗(yàn)系數(shù)均大于1.05；
中跨支點(diǎn)最大負(fù)彎矩工況：支點(diǎn)處梁底截面應(yīng)力校驗(yàn)系數(shù)0.92，中跨跨中撓度校驗(yàn)系數(shù)1.10。應(yīng)力測(cè)點(diǎn)、撓度測(cè)點(diǎn)測(cè)試結(jié)果較好地符合荷載分布規(guī)律和橋梁實(shí)際情況。應(yīng)力校驗(yàn)系數(shù)小于1，撓度校驗(yàn)系數(shù)大于1.05；
測(cè)點(diǎn)殘余應(yīng)變和殘余撓度數(shù)據(jù)失真，分析原因?yàn)樾遁d時(shí)間較短和連續(xù)梁結(jié)構(gòu)車輛卸載過(guò)程中可能出現(xiàn)對(duì)測(cè)量截面的反方向加載，以及右幅通行車輛對(duì)左幅橋梁的振動(dòng)干擾。
2、橋梁荷載試驗(yàn)結(jié)論
本次試驗(yàn)各工況荷載效率為0.8～0.9，滿足交通部頒發(fā)的《大跨徑混凝土橋梁的試驗(yàn)方法》及現(xiàn)行“橋規(guī)”有關(guān)規(guī)定的要求，其試驗(yàn)結(jié)果可用于評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)的工作性能。
本橋在試驗(yàn)荷載作用下邊跨跨中截面應(yīng)力校驗(yàn)系數(shù)0.97，撓度校驗(yàn)系數(shù)1.07～1.12，中跨跨中截面應(yīng)力校驗(yàn)系數(shù)1.12，撓度校驗(yàn)系數(shù)1.09～1.10，中跨支點(diǎn)截面應(yīng)力校驗(yàn)系數(shù)0.92。
預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)一般為0.7～0.9，但不得超過(guò)1.05。本橋結(jié)構(gòu)應(yīng)力校驗(yàn)系數(shù)較高，橋梁實(shí)際應(yīng)力狀態(tài)偏離理論設(shè)計(jì)，雖處于彈性工作狀態(tài)，但已經(jīng)沒(méi)有強(qiáng)度儲(chǔ)備。橋梁撓度校驗(yàn)系數(shù)也較高，橋梁實(shí)際剛度小于理論設(shè)計(jì)剛度，雖處于規(guī)范允許下?lián)戏秶?，但存在安全隱患。建議盡快采用粘貼鋼板、粘貼碳纖維布、增加預(yù)應(yīng)力束或增大截面尺寸等方式對(duì)本橋進(jìn)行加固處理，以改善受力狀態(tài)滿足現(xiàn)行交通量的發(fā)展要求。
