1、东江大桥静载试验分析摘要：介绍东江大桥预制 T 构梁桥静载试验的主要内容和方法，分析该桥的承载能力状况，提出相应的处理建议。 关键词：预制箱型 T 构 静载试验 校验系数 Abstract: the article introduces dongjiang bridge prefabricated T structure bridge static load test of the main contents and methods, analysis of the bridge carrying capacity status, put forward the corresponding S
2、uggestions. Keywords: precast box T structure static load test calibration coefficient 中图分类号：TU997 文献标识码：A 一、概述 东江大桥桥梁全长 1325m，分为独立的左右两幅，单幅桥面净宽10.5m，桥跨组合：4420m+225m+（52.5m+280m+52.5m）+225m+420m。主桥上部结构为预制砼 T 构，引桥为预应力混凝土简支 T 梁，每跨由 5 片简支梁组成；下部结构为柱式墩，钻孔灌注桩。设计荷载为汽-20，挂-100。 该桥主桥 T 构预制箱梁拼缝出现严重渗漏、滴挂、错位，预应力
3、索出现锈蚀；引桥 T 梁腹板出现竖向贯通裂缝，裂缝宽度超过规范限值。为了掌握桥梁结构的实际承载能力，对主桥 80 跨 T 构及引桥 20m 简支 T梁进行静载试验，对试验结果进行了分析评价。 二、荷载试验方案 （一）试验工况及荷载效率 东江大桥静载试验计算采用有限元计算软件 Midas 进行结构空间静力计算分析，为了反应该桥实际的承载能力，选取病害最为严重的两跨进行试验，分别为第 50 跨一侧 T 构、第 53 跨简支 T 梁，根据结构控制截面的受力特点布置挠度及应变测点。第 50 跨 T 构悬臂根部（B-B 截面） 、第 53 跨跨中（A-A 截面）为本次试验的控制截面（见图 1） ，分别为
4、 T 构悬臂根部最大负弯矩工况（工况一） 、简支 T 梁跨中最大正弯矩工况（工况二） 。 图 1 东江大桥控制截面示意图（单位：m） 根据大跨径混凝土桥梁的试验方法 （以下称试验方法 ）中的规定，采用试验所加荷载能与设计荷载基本等效的原则进行加载，工况一荷载效率系数=0.894、工况二荷载效率系数=1.028。 （二）试验测点及车载布置布置 该桥静载试验主要观测内容有挠度及应变。工况一挠度测点位于 T梁对应桥面位置各布置一个测点，应变测点于各片 T 梁腹板及梁底，共布置 15 个测点（其中 S3-S7 为裂缝观测点） ，如图 2 所示；工况二挠度测点位于 T 构悬臂端部横向均匀布置 3 个测点
5、，应变测点于 T 构根部箱室内，共布置 19 个测点，如图 3 所示。 图 2 工况一应变测点布置图 图 3 工况二应变测点布置图 根据结构计算的等代效应以及现场条件，在最不利截面位置的影响线上进行布载。本次试验采用 4 部双后轴重车进行加载，工况一车辆平面布置图见图 4 所示，三级加载顺序为：0374.2kN740.3kN1485.4kN；工况二车辆平面布置图见图 5，四级加载顺序为：0366.6kN732.6kN1111.4kN1485.4kNkN。 图 4 工况一加载车辆平面布置图（单位：cm） 图 5 工况一加载车辆平面布置图（单位：cm） 三、试验结果与分析 （一） 简支 T 梁荷载
6、试验 该跨 5#梁有多条竖向裂缝，先以该边梁作为最不利工况进行试加载，当加到第 1 级荷载时，观测到 5#梁挠度测点、S3-S7 应力值均比理论计算值偏大，且裂缝宽度急剧扩展，说明 5#边梁承载力明显达不到设计要求。为了试验能反应其余 T 梁的有效承载能力，通过更换车辆位置，改为以 4#梁最不利工况进行加载、试验。 在三级加载工况下，挠度测点值见表 1 所示，各级荷载作用下测点与弯矩对应的关系如图 6 所示。 表 1：实测挠度值（mm） 图 6 弯矩-挠度关系曲线图 图 6 部分测点挠度实测值与计算值比较曲线图 从图 1 中可以看出，随着荷载的递增，测点基本呈线形增长，说明结构基本处于弹性工作
7、状态；卸载后相对残余变形均小于 20，满足试验方法要求；满载时，除了非偏载侧边梁外，其余各梁挠度测点校验系数均大于 1.05，最大值为 1.71，不满足试验方法要求。由图6 可知，2#5#测点最大挠度实测值均大于理论计算值，说明结构的实际刚度较差，且实测挠度横向分布曲线趋势出现较大拐点，说明该桥横向联系偏弱，不能按设计要求传递车辆荷载。 截面偏载侧应变主要测点实测值见表 2 所示，各级荷载作用下测点与弯矩的对应关系见图 7 所示。 表 2：各级荷载作用下应变测点实测值（） 图 7 弯矩-应变关系图 由表 2 可知，各梁底最大拉应变实测值均大于理论计算值，各关键应变测点校验系数均大于 1.05，
8、不满足试验方法要求。满载时应变实测值与理论值比较曲线如图 9.9 所示，实测值均大于理论值，说明结构承载能力已不能满足设计要求。 在试验的过程中，5#边梁裂缝宽度最大一处增大 0.17mm，预应力 T梁按规范要求不允许开裂，不满足规范要求。 （二） T 构荷载试验 在各级荷载作用下，T 构牛腿位置三个挠度测点的测试数据如表 3 所示。 表 3：实测挠度值（mm） 图 8 荷载挠度曲线 由表 3 可知各挠度测点校验系数均小于 1，可满足试验方法要求。由图 8 可知挠度基本随荷载增加按线性规律变化，说明结构处于弹性工作状态。偏载侧牛腿处最大的实测挠度为 13.98mm，小于理论计算值16.18mm
9、，挠度的校验系数为 0.86，满足试验方法要求.各测点挠度实测值均小于理论计算值，说明结构的实际刚度能满足设计荷载要求。 偏载侧应变主要测点实测值见表 4 所示，各级荷载作用下测点与弯矩的对应关系见图 9 所示。 表 4：各级荷载作用下应变测点实测值（） 图 9 荷载应变关系曲线图 由表 4 可知 T 构根部截面上下测点的校验系数均远小于 1。实测应变偏小的主要原因是由于箱梁拼装施工，由于顶板存在贯通裂缝，箱梁上部的拉应力主要由预应力钢索承担，箱梁顶板混凝土实际上大部分已退出工作，不参与受拉或受拉极小，故其实测的应变与理论计算值相比偏小。由图 9 可知，各级试验荷载作用下，实测应变值随荷载变化
10、基本处于线性关系，说明结构在各级试验荷载作用下处于弹性工作状态。 由于箱梁顶板接缝已存在较多的贯通裂缝，而按规范的要求，预应力砼结构不允许出现竖向开裂，故不满足试验方法及相关规范的要求。 四、结论与处理建议 （一）工况一下满载时各挠度测点校验系数基本大于 1.05，最大值为 1.71，超过试验方法较多；跨中各梁底各应变测点校验系数均大于 1.05，不满足试验方法要求，结构的实际刚度较差，横向联系偏弱，结构承载能力已不能满足设计要求。 （二）工况二下满载时各挠度测点校验系数在 0.750.86 之间，应变校验系数明显偏小，与 T 构箱室顶板砼开裂、预应力索损失等有关。 （三）由该桥主桥及引桥的静载试验结果可知，该桥实际承载能力已不能满足设计荷载等级要求，应进行加固处理。 参考文献 公路桥涵设计通用规范 （JTJ021-1989)，人民交通出版社 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTJ023-85） ，人民交通出版社 公路桥涵养护规范 （JTG H11-2004） ，人民交通出版社 大跨径混凝土桥梁的试验方法 ，人民交通出版社，1982
