装配式钢筋混凝土梁桥静载试验

许珊珊等：装配式钢筋混凝土梁桥静载试验分析
装配式钢筋混凝土梁桥静载试验分析
许珊珊1，高秋生2
（1.黑龙江科技学院，哈尔滨150027； 2.黑龙江建筑职业技术学院，哈尔滨150025）
【摘要】桥梁静载试验是对桥梁结构工作状态进行直接测试的一种检验方法。

本文以实际工程为依托，对我国北方低温地区桥梁进行上部结构静载试验，根据实测数据、分析结果及规范所规定的限值对桥梁结构的实际承载能力进行评定。

【关键词】桥梁；检测；静载
【中图分类号】TU375.1【文献标识码】B【文章编号】1001－6864（2012）12－0069－03
随着交通运输事业的迅速发展，行车密度和荷载等级的提高以及外界环境的影响，尤其是我国北方低温地区，桥梁在使用过程中会出现各种病害，导致使用性能衰退、承载能力与耐久性降低，造成桥梁适应性不足，影响到运营的安全。

对桥梁结构进行静载试验，利用检测仪器设备测试桥梁结构控制部位或控制断面在各级荷载作用下的挠度、应变等特性的变化，是桥梁检测的重要内容。

1桥梁概述
某桥修建于1998年，其上部结构采用10m装配式钢筋混凝土空心板梁，共9片，各板梁间采用铰接。

下部结构桥墩采用重力式混凝土墩身，桥台采用重力式混凝土U型桥台，基础采用实体式扩大基础。

该桥地处我国公路自然区规划的多年冻土和季节性重冰冻地带，属于低温病害的高发区，受气候影响非常大。

2静载试验方案
2．1检测内容
（1）试验前准备工作：根据该桥实际状况选择一侧桥孔为板梁跨中截面最大正弯矩加载试验孔，在孔内的梁端、跨中安置千分表和百分表，各板梁跨中底面粘贴电阻式应变传感器；而另侧桥孔为支点最大反力加载试验孔，在试验孔桥台台帽处安置千分表。

（2）试验加载内容：在板梁跨中部位加载试验荷载（偏载），记录主梁变形和应变数据，检测主梁正截面抗弯性能；在桥台侧梁端加载试验荷载（偏载），检测主梁支点斜截面抗剪性能和墩台沉降情况。

2．2试验荷载和加载工况
（1）跨中截面正弯矩加载：本工况采用两辆重40t的自卸式重型翻斗车在板梁跨中进行偏载，试验车辆的中轴对应加载在桥跨中心线上，详细布置情况如表1、图1所示。

静载试验加载效率系数在0.87
0.89之间，满足规范对静载试验加载效率系数在0.85
1.05之间的要求。

（2）支点最大竖向反力加载：本工况采用两量重40t的自卸式重型翻斗车在桥台侧梁端进行偏载，试验车辆的后轴对应加载在桥台侧支座中心线上，详细布置情况如表1、图2所示。

表1静载试验各工况加载效率
项目活载设计值试验加载值加载效率边梁
跨中正弯矩/kN·m360.7321.00.89
支点剪力/kN225.4197.10.87
次边梁
跨中正弯矩/kN·m343.3293.60.86
支点剪力/kN272.3238.10.
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2．3测量方法和测点布置
（1）位移测量方法和测点布置：在试验孔内的梁端和跨中位置搭设支架，然后在支架上安装磁力表架，再在磁力表架上固定位移计，其中梁端位置使用千分表，跨中位置使用百分表。

（2）应变测量方法和测点布置：在板梁跨中截
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低温建筑技术2012年第12期（总第174期）面粘贴电阻式应变计，详细布置情况如图3所示。

（3）各试验工况加载及测量方法：所有工况均
需要加载两次，需要记录各仪表的加载前初始值、加
载值、卸载值、再加载值、再卸载值；结合结构实际情
况，可采用逐级加载，需准确记录各仪表在各级加载
下的变化值。

在跨中截面正弯矩加载工况下，需要对支点、跨
中挠度和跨中应变进行检测，具体测量位移计1 27
（千分表或百分表）、应变计1 18（电阻式应变计）。

在支点最大竖向反力加载工况下：需要对桥台沉
降进行检测，具体测量位移计28 31（千分表）。

3静载试验实施过程和实测数据
（1）试验前准备情况：在跨中搭设工作人员操
作平台和位移计安装支架；在桥台处搭设位移计支
架；在板梁跨中底面粘贴电阻式应变计；确定静载试
验车辆型号和配重；在试验前连接所有仪表进行试验
前确认。

（2）跨中截面正弯矩加载：对桥梁进行跨中正
截面弯矩工况加载，桥梁跨中正截面弯矩加载工况实
测数据，如表2、表3所示。

表2桥梁跨中正截面弯矩加载工况实测位移mm
编号123456789 101112131415161718 192021222324252627
加载值0.0100.0100.0100.010.010
1.86
2.31 2.79 2.78 2.24 1.350.790.310.12 0.010000.0100.0200
卸载值0.010.020.010.020.010.01000 0.010******* 000.0100.010000.01
再加载值0.010.01000.020.010.0100.01
1.86
2.26 2.76 2.84 2.18 1.380.810.350.16 000.01000.0100.010
再卸载值
00.020.01000.010.020.010 0.010000.010000 000000.0100.010
注：初始值均为0，表中位移计单位为mm。

（3）支点最大竖向反力加载：对桥梁进行支点最大反力工况加载，桥梁支点最大反力加载工况实测数据，如表4所示。

表3桥梁跨中正截面弯矩加载工况实测应变μs
编号
123456789
101112131415161718加载值
3938494641424137.833
34.32724.51514910.554
卸载值
102010.720.70
1.400.72010.700
再加载值
393847454141.34240.632
32.22725.21514.798.454
再卸载值
21001010.71
00 1.4001001
注：初始值均为0。

表4桥梁支点最大反力加载工况实测数据mm 仪器型号编号初始值加载值卸载值再加载值再卸载值位移计100.110.110.130.13
位移计200.050.050.060.06
位移计300.030.030.050.05
位移计400000
4静载试验数据处理和分析
4．1钢筋混凝土板梁挠度分析
表5钢混板梁在试验荷载作用下跨中挠度变形
测点位置计算值实测值残余变形校验系数相对残余变形1# 2.11 1.860.010.890.01
2# 2.96 2.2800.770.00
3# 3.50 2.7700.790.00
4# 3.17 2.8100.890.00
5# 2.28 2.210.010.970.00
6# 1.46 1.3600.940.00
7#0.890.8100.890.00
8#0.480.3300.680.00
9#0.190.1400.720.00
如表5所示：①板梁跨中截面的挠度残余变形非常小，绝对残余变形值＜0.01mm，相对残余变形＜1%，即板梁在试验荷载卸载后，基本能够完全恢复到加载前的初始状态，表明该桥上部钢筋混凝土板梁在现阶段使用荷载作用下基本处于较好的弹性工作状态；②实测板梁跨中截面挠度值与计算挠度值比较接近，偏载侧主梁（1# 5#）校验系数在0.77 0.97之间，而6# 9#梁的校验系数在0.68 0.94之间，表明该桥实际状态与理论计算模型比较接近，各梁间铰缝能够正常工作，较好的传递梁间剪力；③理论计算最大挠度发生在3#梁跨中，而实测各梁挠度值也以3#梁最大，实测2#、3#和4#梁跨中挠度校验系数在0.77
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黄海丹：与设防类别和抗震等级相关几个问题探讨
櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀
0.79之间，表明板梁在刚度上还有一定安全储备。

4．2钢筋混凝土板梁应变分析
表6钢混板梁在试验荷载作用下应变变形
测点位置计算值实测值残余变形校验系数相对残余变形1#763910.510.03
2#824720.570.04
3#764110.540.02
4#624020.650.05
5#433300.770.00
6#282610.920.04
7#201500.750.00
8#15910.640.07
9#13500.360.00
如表6所示：①板梁应变的残余变形较小，绝对残余变形最大为2με，相对残余变形维持在4%左右，即板梁在试验荷载卸载后，基本能够完全恢复到加载前的初始状态，表面该桥上部钢筋混凝土板梁在现阶段使用荷载作用下基本处于较好的弹性工作状态；②偏载侧板梁（1# 5#梁）应变校验系数在0.51 0.77之间，其余6# 9#板梁在0.36 0.92之间，主要参考偏载侧主梁应变校验系数，推断该桥上部板梁在现阶段使用荷载作用能有安全运营，具有一定安全储备。

4．3桥台沉降分析
在试验荷载作用下：①第一次加载时偏载侧桥台沉降量为0.11mm，另一侧为0mm，卸载后该变形值均未能恢复；②第二次加载时偏载侧桥台沉降量为0.02mm，另一侧为0mm，卸载后该变形值均未能恢复。

本次静载试验中关于桥梁沉降部分的试验检测内容，只是对桥台现有技术状况的定性检测，桥台处千分表支架是直接架设在地面上，未做地基处理。

因此，桥台在试验荷载作用下的实测变形，并不能绝对精确测量桥台的沉降值，但足够表明桥台在试验荷载作用下变形较小，满足相关基础规范的规定，结构安全。

5结语
静载试验表明现阶段该桥上部钢筋混凝土板梁能够承受原设计荷载的使用要求，但剩余安全储备较少；现阶段该桥下部片石混凝土桥台能够承受原设计荷载的使用要求。

［收稿日期］2012－08－06
［作者简介］许珊珊（1981－），女，哈尔滨人，硕士研究生，研
究方向：道路与桥梁专业。

与设防类别和抗震等级相关几个问题探讨
黄海丹
（上海市浦东新区建设工程设计文件审查事务中心，上海201204）
【摘要】探讨了商业建筑如何按区段划分设防类别，指出了学校建筑确定设防类别的关键在于未成年人密集的可能性，研究了地下室顶板不能作为上部结构嵌固部位时地下室的抗震等级，比较了抗震规范和高规对少墙框架结构抗震等级的确定方法，为工程设计和审图提供参考。

【关键词】设防类别；抗震等级；区段；地下室；少墙框架结构
【中图分类号】TU973.31【文献标识码】B【文章编号】1001－6864（2012）12－0071－03
自2008年汶川地震发生后，我国先后修订了建筑工程抗震设防分类标准（GB50223，以下简称设防分类标准）、建筑抗震设计规范（GB50011，以下简称抗震规范）和高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3，以下简称高规）等相关国家标准，为工程设计提供了更加合理、更加充分的设计依据，但新规范也提出了一些新的概念、设计方法和抗震措施等，使设计人员和审图人员无法准确把握。

现就与建筑抗震设防类别和抗震等级相关的一些问题，进行归纳总结并提出一些想法，为工程设计提供参考。

1大型商场和区段的认定
设防分类标准第6.0.5条规定人流密集的多层大型商场的抗震设防类别应划为重点设防类，商业建筑与其他建筑合建时应按区段分别确定抗震设防类别。

此处的“大型商场”和“区段”如何认定，关系到建筑的抗震设防类别是否为重点设防类，即乙类，因此准确理解两者的概念是很重要的。

先看“区段”。

区段是指由防震缝分开的结构单元、平面内使用功能不同的部分或上下使用功能不同的部分，并且这些由防震缝分开的结构单元或使用功
17。