基于荷载试验的钢筋混凝土简支梁桥承载能力评估

摘要：以某钢筋混凝土简支T梁桥为背景，介绍了钢筋混凝土T梁桥荷载试验的加载程序、测点布置
及荷载试验效率系数，测试了桥梁典型截面的应力、变形，在动载试验中测试了该桥的白振频率和不
同的行车条件下的结构的冲击系数。运用大型有限元软件对钢筋混凝土桥梁进行数值分析计算，将
试验实测数据与理论计算结果进行对比，进而对整座桥梁的实际承载能力作出合理的评估。研究结
果表明，该桥挠度校验系数未超出规范限值，结构实际工作性能相对较好；在荷载试验车辆作用下实
际的残余变形均满足规范设计要求，结构整体仍处于弹性状态；在动载作用下，实际固有频率均大于
理论计算频率，桥梁结构刚度满足要求，即该桥在正常使用极限状态下的安全承载能力及应力状态均
满足公路一I级荷载的的设计要求。

Bearing capacity evaluation of a reinforced concrete beam bridge based on load testing
Cheng Bin (Xinjiang Railway Survey and Design Institute Co．，Ltd．，Urumqi 83001 1，China)
Abstract：Based on the background of a simply supposed reinforced concrete T beam bridge，introduces the layout of measuring points and load test efficiency coefficient of reinforced concrete T beam bridge load test program，the test load，typical bridge section stress and deformation in the dynamic load test of the bridge self vibration frequency and different driving structure under the condition of impact coefficient．Numerical analysis method of reinforced concrete bridge using finite element software，the experimental data and the calculated results were compared，and the actual bearing capacity of the whole bridge to make a reasonable assessment．The results show that the bridge deflection calibration coefficient does not exceed the standard limits，the structure actual performance is relatively good；in the load test of vehicle under the action of the actual residual deformation can satisfy the design specification requirements，the overall stmcture is elastic；under the dynamic loads，the actual natural frequency is greater than the calculated frequencies of bridge structure stiffness to meet the requirements of the bridge under the serviceability limit state safety bearing capacity and stress state can meet the high—way—I load design requirements．
Keywords：loading tests；reinforced concrete T beam bridge；layout of measuring points；efficiency coefficient；natural vibration characteristics；load—carrying capacity

引言
近年来，建设初期的钢筋混凝土桥梁由于年代久远、对未来通过桥梁荷重估计不足，部分桥梁较早地出现了病害或者存在巨大的安全隐患，利用现有评定技术对现役桥梁的承载能力进行科学地评估，保障桥梁的正常安全运营，已成为桥梁工作者研究的重点课题之一…。桥梁荷载试验是判定评估桥梁实际承载力性能最直接最有效的方法之一心J。桥梁荷载试验是利用在桥跨结构上施加与设计荷载等效的试验车辆荷载，测试桥梁结构典型截面的应力、挠度等特征参数，为桥梁结构的运营维护提供基本的评价参数和考核依据旧引。
目前国内外土木桥梁学者就桥梁静动力荷载试验展开了多项研究，并逐步取得了丰富的研究成果。其中，王伟等帕。以某座预应力混凝土矮塔斜拉桥为研究对象，结合矮塔斜拉桥结构体系的受力特点及典型截面的荷载影响线，通过考虑内力并兼顾变形的加载效应，适当调整加载车辆的轮位布置，将试验车辆在顺桥向沿典型控制截面对称布置，对桥梁静力荷载试验不同工况进行了优化设计；赵海威川依据对变宽异型连续箱梁桥受力特性及梁格法经典理论的研究成果，开展桥梁结构荷载试验研究，与实际测量数据进行对比分析，验证该桥模型在梁格划分及刚度计算的正确性，同时为该类桥型的现场试验提供参考；李万恒等【81提出了各种工况下三塔悬索桥静载试验的建议荷载效率系数的目标范围，研究得出三塔悬索桥结构校验系数的取值范围。
本文以佛山市顺德区新涌大桥为依托工程，通过对该桥进行现场静动力荷载试验，观测简支钢筋混凝土梁桥受力后的各项力学性能指标、分析其实际工作状态，全面评估现役钢筋混凝土桥梁结构的实际承载力。
1工程概况
佛山市顺德区新涌大桥是1986年建成的一座桥梁，全桥跨径16 m，由7片T梁组成，每片梁高为1．1 m，宽1．6 m，混凝土标号为C25，桥面宽度为“m，即行车道9 m，两边人行道各1 m。桥梁的设计荷载为公路一I级。桥面设1．5％的横坡，用混凝土铺装层调坡，混凝土铺装层最小厚度8 cm。下部结构桥墩为双柱墩身加双悬臂盖梁，桥台为双柱式框架台身加双悬臂帽梁，基础采用钻孑L灌注桩。
2桥梁静载试验
2．1桥梁静载试验原则
静载试验是通过施加等效静力试验荷载，检验桥梁结构主要受力部位在极值内力状态下的应力和变形情况(图1)。合理布置加载车辆，参照内力等效的基本试验原则，同时要满足试验荷载效率系数在0．80～1．05[9。。

2．2荷载工况及测点布置
(1)挠度测点布置。对于简支T梁桥，依据规范要求，在试验桥跨每片梁的跨中位置采用悬挂重锤的方式布置1个挠度测点，并在该桥支座位置也布置1个挠度测点，具体试验测点布置如图2所示。试验时，将精密水准仪固定在地面上，量测每个挠度测点上标尺的数据变化来观测主梁的挠度变化(注：第一级加载2辆车；第二级加载2辆车)。

(2)应力(应变)测点布置。根据规范的规定，对于简支梁结构，跨中截面为典型设计控制截面。因此，在试验桥跨的每片梁跨中截面的下缘布置1个应变测点，在靠加载侧边的2片梁沿跨中截面高度上再布置2个应变测点(图3)，应变测点共11个。试验时，在应变测点位置粘贴振弦应变计，采用振弦应变测试系统观测结构在各级荷载作用下相应控制截面测点位置的应力(应变)变化及分布情况。

投稿会员：芳华