长吉互通立交工程J线桥静载试验研究

(吉林省建筑科学研究设计院, 吉林 长春 130000)

1 工程概况

桥梁的静载试验是将静荷载作用在桥梁的指定位置，测定桥梁结构的应力、应变、挠度。它是了解桥梁实际工作状态和承载能力的直接手段，能够掌握一些理论上难以计算的部位的受力状态，判别桥梁的安全承载能力5。通过静载试验可掌握被检测桥跨结构在设计荷载作用下的实际工作性能，对桥梁结构做出总体评价，为桥梁的维护、改建、加固提供依据。

本项目为长春市机场大道与长吉高速出口的重要节点，该节点是长春市区经长吉高速公路去往吉林、延吉方向及经长石公路去往石头口门水库、莲花山休闲度假区的出口。该互通的修建，将通过主干道哈尔滨大街连接长春市东部的南北区域交通，解决了长春市东部南北区域的交通流转换，是长春市2012年城市基础设施建设的重点工程。长吉互通立交工程J线桥为预应力混凝土连续箱梁桥，桥梁起点桩号JK0+494.0,桥梁终点桩号为JK0+611.0，主梁横断面为单箱四室斜腹板断面，标准桥宽19.2m,箱梁梁高1.6～3.2m,顶板厚0.25m,底板厚0.22～0.60m,翼缘板宽1.8～2m,跨中处腹板宽0.45～0.65m, 支点处腹板宽0.5～0.75m。0～3#台连续梁全长110m，跨径布置为（36m+38m+36m）。桥型布置图见下图。

J线0～3#台连续梁桥(36m+38m+36m)桥型布置图

2 静载试验

2.1 加载方案

采用Midas Civil 2015有限元程序进行桥梁设计荷载和试验工况的计算分析。计算以跨中最大正弯矩、支点最大负弯矩作为控制荷载，按照设计荷载标准值进行试验加载方案设计。

2.2 计算参数与模型

J线0～3#台连续梁桥(36m+38m+36m)的主要设计计算参数见下表:

主要计算参数及信息表

计算模型见下图:

J线0～3#台连续梁桥(36m+38m+36m)计算模型

2.3 加载工况及各工况加载效率

本桥为预应力混凝土连续箱梁结构，依据道路与桥梁检测技术对连续梁主要控制截面的要求，选取各待检桥跨跨中截面及各支点截面作为控制断面，按影响线最不利加载方式进行试验加载，36m跨中最大正弯距为工况Ⅰ；2号墩支点负弯矩为工况Ⅱ；36m跨中最大正弯距为工况Ⅲ。

设计荷载及各工况加载弯矩图如下:

设计荷载弯矩图

加载弯矩图

各工况控制截面弯矩及试验荷载效率见下表：

设计弯矩及试验荷载效率表

2.5 试验数据采集

在不同工况下，根据试验测试的目的和正常使用极限状态的评定需要，主要测试各控制断面跨中截面挠度、应变和支点截面处的应变，在试验过程中对梁体裂缝进行观测。

1、挠度采用0～50mm百分表采集。挠度测试在跨中梁各肋板处布置1块百分表，共3块，百分表布置示意图及照片见下图。

百分表布置示意图

2、应力(应变)采用长沙金码JMZX-212HA振弦式传感器进行测点应变测试及数据采集，跨中支点测试断面布置五个传感器，其中梁底布置 3个，翼板腋下布置两个，传感器布置示意图及现场布置照片见下图。

传感器布置示意图

2.6 静载试验结果

各工况每级加载过程中，主梁未出现裂缝。对各测点进行数据采集，由于每种工况的最后一级荷载使工况的荷载效率达到最大，所以只列出每种工况的最后一级荷载作用下的试验结果。挠度测试结果见挠度测试结果表；应变测试结果见应变测试结果表。

挠度测试结果表

36m跨跨中1号点 2.70 0.08 36m跨跨中2号点 2.41 0.11 36m跨跨中3号点 2.27 2.46 2.81 0.88 0.07 38m跨跨中1号点 1.92 0.06 38m跨跨中2号点 1.88 0.03工况Ⅱ38m跨跨中3号点 2.09 1.96 2.22 0.88 0.05 38m跨跨中1号点 3.68 0.14 38m跨跨中2号点 4.41 0.09工况Ⅲ 38m跨跨中3号点 4.33 4.14 5.80 0.71 0.12应变测试结果表工况 测点编号 试验值(μ ε)试验平均值(μ ε) 计算值(με) 校验系数qh残余变形值A1 -13-3 A5 -11 -12 -15 0.74 -1 A2 47 4 A3 45 3工况ⅠA4 41 44 53 0.83 3 A1 9 1 A5 6 8 12 0.67 0 A2 -12 0 A3 -15 -1工况ⅡA4 -13 -13 -22 0.59 -1 A1 -1 -2 A5 -4 -3 -4 0.75 -1工况ⅢA2 37 41 55 0.75 3 A3 445 A4 41 4

3 结论

根据静载试验结果，对桥梁的静力使用性能进行评价：

（1）加载效率值在0.97～0.99之间时，各桥跨实测挠度值计算得到的校验系数在0.71～0.88之间，挠度校验系数小于1，卸载后相对残余变形均小于20%，加载过程中主梁未出现裂缝，检测桥跨的刚度及抗裂性满足设计要求。

（2）加载效率值在 0.97～0.99之间时，实测应变值计算得到的校验系数在0.59～0.83之间，应变校验系数小于1，检测桥跨的截面强度满足设计要求。

（3）综上所述，检测桥跨的静力使用性能满足设计要求。

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