30m预应力箱梁静载试验及分析

中轴重 １ ３ ０ ｋ Ｎ， 后 轴重 １ ３ ０ ｋ Ｎ， 跨 中加 载 车 辆布 置示
意 图见 图 ３ 。位移 、 应 变测 试截 面布 置 在选 定 试 验孔
图 １ 有 限 元 模 型 实体 单 元 网 格 划 分 图
定 桥梁 结构 的运 行状 况 。 基 金项 目： “ 长 江学者 和创 新 团队 ” 资助 （ Ｉ Ｒ Ｔ １ １ ３ ９ ） 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３—０ ８一ｌ ８
第一 作者 简介 ： 丁 东彦 （ １ ９ ８ ７一） ， 女， 甘 肃天水 人 ， 兰 州交通 大 学土木 工程 学院硕 士研 究生 。
计算模 型所 得各 控制截 面 弯矩及 竖 向位 移分 析 结果 ，
按各 控制 截面最 不利位 置 布置 荷载 测试 ， 测 点 布置 如
图 ２所示 。在 保 证结 构 安 全 及 试 验 荷 载效 率 的前 提
下， 本试 验采用 １ ２辆 理 论 总 重 量 为 ３ ０ ０ ｋ Ｎ 的 加 载 车， 前后 轴距 ４ ． ８ ｍ， 中后 轴距 １ ． ３ ｍ， 前轴重 ４ ０ ｋ Ｎ，
关键 词 ： 箱 梁桥 ； 静 载试验 ； 挠度 特 性 ； 校 验 系数 中 图分类 号 ： Ｔ Ｕ ２ ４ 文献标 识码 ： Ａ
随着科 技 的飞速 发展 ， 重 型车辆 日益 增 多 ， 对 桥 梁 的承 载能 力要 求 也 有所 提 高 。 因此 ， 为 了既 能 确
保 桥梁 安全 运行 ， 又能 达 到节 约工 程造价 的 目的 ， 大量 桥 梁采 取 了加 固补 强 的措施 ， 这使 桥 梁 的检 测 工 作 显得 极其 重要 。作 为桥 梁检 测 的一 部分 一静 载试 验 是 一 项 复杂 而 细 致 的 工作 ， 技术 含 量 高 ， 涉 及 面 广， 对 掌握桥 梁 结构 的工 作性 能 、 判 断 桥梁 结构 实 际 承 载 能 力 以及 鉴 定 桥 梁 能否 正 常 运 行有 着 重 要 的

区域治理智能电力与应用30m预应力小箱梁单梁静载试验及数据分析张栋江西天一建设工程检测中心，江西 上饶 334000摘要：对桥梁进行单梁静载试验确定单片梁的施工质量是否达标，是确保成桥后桥梁能满足安全使用的有效手段。

本文结合某快速路30m小箱梁静载试验，测试其在设计荷载作用下最不利断面的应变以及挠度，并与理论应变以及挠度值进行比较和分析，验证该30m预应力混凝土小箱梁的施工质量，并为类似的工程提供参考依据。

关键词：预应力小箱梁；单梁静载试验；应变；挠度近年来随着城市经济的快速发展，桥梁建设也如雨后春笋般，其中预制拼装桥梁由于易实现机械化、工厂化施工、方便批量生产而被大量运用于现代桥梁建设中，小箱梁具有刚度大、耐久性好、结构适应变宽能力强等优点，因此，大量运用于跨径在20~35m之间的桥梁，由于施工质量参差不齐，存在各种病害，直接影响桥梁的承载能力，鉴于以上原因，有必要在成桥之前进行单梁荷载试验，确保片梁施工质量过关，把控全桥安全使用。

一、概述该桥为预应力混凝土简支小箱梁，桥梁总长90m，跨径组合为3×30m，桥梁总宽56m，上部结构每跨均由16片预应力混凝土小箱梁组成，相邻梁间中心距为3.647m，梁高均为1.6m，设计荷载为城-A 级，混凝土设计强度等级为C50。

二、理论控制值的确定预制梁成型后一期荷载已经全部加载完毕，因此理论控制值为“二期恒载+活载”产生的内力值，依据设计图纸计算出小箱梁的截面特性后，采用“桥梁博士V3.6”中的刚性横梁法计算出单片梁的最大横分，依据《城市桥梁设计规范》（CJJ 11-2011）求出该桥受力最不利片梁在二期恒载+活载的作用下跨中最大弯矩M=4313kN·m。

三、试验内容及方法通过桥梁静载试验测定控制截面的应力（变）和挠度，并与理论计算值比较，以检验结构控制截面应力（变）与挠度值是否与设计要求相符。

1测点布置测试断面主要位于梁体跨中处，对跨中梁底黏贴混凝土应变片，测量跨中应变，在腹板处等间距黏贴混凝土应变片，测量梁体中性轴高度。

预应力小箱梁单梁静载试验分析王阳春1,2（1.山东高速工程检测有限公司，山东 济南 250002；2.桥梁结构大数据与性能诊治提升重点实验室，山东 济南 250002）中箱梁截面尺寸及钢束布置见图1、图2。

图 1钢束立面布置（mm）图 2 跨中横断面（mm）2 小箱梁腹板裂缝外观形式选取10片小箱梁进行检测，发现箱梁主要存在病害为腹板纵向裂缝。

对腹板上每条裂缝起点与终点进行定位，测量每条裂缝宽度以及混凝土保护层厚度。

通过检测，发现梁腹板共存在34条纵向裂缝，裂缝宽度分布见图3。

其中大部分裂缝位于梁体0～L /4范围内，均延预应力波纹管方向分布，裂缝长度介于70～350 cm 之间，缝宽≤0.1 mm 的有19条，缝宽介于0.1～0.2 mm 的有13条，缝宽超出规范限值的有2条，分别是：K25+938左幅9-4#梁一条纵向裂缝，缝长286 cm，缝宽0.22 mm、右幅6-2#梁一条纵向裂缝，缝长290 cm，缝宽0.3 mm。

对其中部分缝宽较宽裂缝以及超限裂缝进行裂缝深度检测，缝深介于21～57 mm 之间，经检测发现超限裂缝，缝深大于保护层实测值，其余裂缝均未超过保护层实测值。

纵向裂缝的分布规律以及开裂的扩展方向主要摘要：针对某高速公路在建桥梁，其中部分预应力小箱梁出现了沿预应力管道方向延伸的腹板纵向裂缝，利用现场观测结合单梁静载试验的方法，对箱梁承载能力进行分析评价。

关键词：小箱梁；预应力混凝土；静载试验中图分类号：U446.1 文献标识码：AStatic load test analysis of prestressedsmall box girderWANG Yang-chun 1,2(1. Shandong Superhighway Engineering Test Co., Ltd., Shandong Jinan 250002 China; 2. Key Laboratory of Bridge Structure Big Data and Performance Improvement, Shandong Jinan 250002 China)Abstract : In view of a bridge under construction in a highway, some prestressed small box girders have longitudinal cracks in the web extending along the prestressed pipe direction. In this paper, the bearing capacity of the box girder is analyzed and evaluated by the method of field observation and single girder static load test.Key words : small box girder; prestressed concrete; static load test1 工程概况某高速公路预应力小箱梁跨径30 m，双向四车道，设计行车速度为110 km/h；桥梁宽度为2×12.75 m，荷载等级为公路Ι级。

预应力混凝土箱梁静载试验方案方法1：如下图1~图2（图中Ｌ为计算跨径），根据工地现场特征，静载试验采用由吊车分级加标准配重块于试验梁跨中顶面，试验荷载由吊车荷载控制系统控制。

试验梁支承于设计橡胶支座。

试验梁台座3L/4L/2L/40L位移计橡胶支座位移计橡胶支座橡胶支座共53t梁端橡胶支座吊钩钢丝绳试验装置立面布置示意图（图1）位移计、百分表布置在梁的两支座、1/4跨、1/2跨和3/4跨位置，量测各截面的挠度变化。

试验梁L/4L/23L/4L位移计—2位移计—1位移计—4位移计—3位移计—6位移计—5位移计—8位移计—7百分表—10百分表—9配重区域试验装置平面布置示意图（图2）现场照片1 现场照片2方法2：如下图3~图5（图中Ｌ为计算跨径），静载试验采用试验梁上悬配重梁（根据试验荷载，可上载配重），加载点位于试验梁与配重梁之间，形成反力装置，配重梁应平稳吊起悬挂，一端下垫支墩平稳放置。

试验荷载由千斤顶提供，并通过传感器及电阻应变仪控制加载大小及速度。

试验梁下采用设计橡胶支座，支座基础应稳固、平整，试验梁就位后支座高差应在规范允许范围内。

位移计布置在梁的两支座、1/4跨、1/2跨和3/4跨位置，量测各截面的挠度变化。

3L/4L/2L/40 L试验装置平面布置示意图（图3）试验梁平面布置图L/4L试验梁侧面图试验装置立面布置示意图（图4）橡胶支座试验梁剖面图位移计试验梁沙土找平层50t千斤顶16m配重梁钢板垫块荷载传感器枕木试验装置断面布置示意图（图5）现场照片3 现场照片4说明：委托方需提供箱梁跨中设计荷载，即正常使用极限状态下箱梁跨中的弯矩组合值。

郑州大学建设工程质量检测中心二零一九年八月。