既有预应力混凝土梁桥承载能力实桥试验及分析研究

既有预应力混凝土梁桥承载能力实桥试验及分析研究
摘要：目前，随着我国交通业的快速发展，作为交通枢纽的桥梁的作用也越来越重要，现已成为发展地区经济的一条纽带。

为了纽带的畅通无阻，桥梁检测试验也引起了广泛的重视。

基于此，本文以先简支后连续T梁桥工程为背景，通过实桥试验，分析研究了预应力混凝土既有梁桥的承载能力，仅供参考。

关键词：既有；桥梁；承载能力；预应力混凝土；实桥试验
现阶段，中国已有大量预应力混凝土T桥梁，它们在建造和投入使用时，在诸多因素的作用下，不免会被损伤；加之随公路运营水平的持续提升，以及很多桥梁的设计等级等存在问题，所以，很有必要通过实桥试验，来研究这些桥梁的承载潜能力等。

一、概述工程
本桥总长333.54米。

上部孔跨预应力混凝土是11孔的30m×4＋30m×3＋
30m×4下的30米，且T梁先简支后连续，高1.9米，由7片T梁构成桥梁左右横断面幅。

下部为三柱式台、墩，基础为钻孔灌注桩，为I级公路。

表1加载车辆规格表
二、试验过程
1、确定试验荷载
考虑到静力荷载效率、断面弯矩值、加载车辆等，等效荷载为三轴重载汽车4辆，其轴距、满载重量如表1所示。

2、测试位置和项目
选取左幅第3联为测试位置，以第8孔最不利正弯矩处、左幅8号墩最不利顶支点负弯矩处、左幅第9孔最不利正弯矩处为试验工况。

测试断面主要位置见图1。

试验测试项目：
（1）最不利边孔正弯矩位置，桥向横偏心、对称荷载下控制断面上下缘应力，所有控制点的挠度；
（2）最不利支点负弯矩位置工况下断面控制上下缘应力；
（3）最不利次边孔正弯矩位置桥向横偏心、荷载对称工况下上下控制断面缘应力，所有控制点的挠度。

图1断面测试位置图（单位：厘米）
图3 挠度测点布置图
3、加载工况
（1）最不利边孔正弯矩加载位置，桥向内侧横偏心；最不利边孔正弯矩加载位置以对称形式布载；
（2）最不利次边孔正弯矩加载位置偏心内侧布载；最不利次边孔正弯矩加载位置桥向对称横布载；
（3）最不利支点负弯矩加载位置桥向内侧横偏心布载；最不利支点负弯矩加载位置桥向横对称布载。

4、布置测点
主要T梁测点布设：跨中与四分点挠度；墩项底沉降位移；断面控制应变。

（1）断面应力控制测试
就T梁断面应力，布置了3个测试断面：边孔跨中、支点、次边孔跨中这三
个断面，如图1，控制断面布置的应变计见图2。

（2）测量主梁挠度
本试验挠度测点在纵向四分点、支点上布置，具体测点布置见图3。

三、分析试验结果
1、分析应力、挠度结果
通过对比分析不通加载工况下，各测点应变、挠度值和对应理论值，可得各
工况下，截面校验系数的最值、平均值，如表2。

由此可知，校验控制截面应变
系数均值位于0.37~0.85范围，且以0.98为最大值，比规范允许值1.00小，也即
孔结构试验强度在要求范围；校验测点挠度的系数均值位于0.49~0.59范围，以0.70为最大值，也比规范允许值1.00小，也即孔结构试验刚度在荷载要求范围。

表2统计校验加载工况下挠度系数表
2、分析残余变形结果
测点挠度残余变形见表3。

由此可见，结构以0.07为最大残余变形，比规范规定小，也
即在静载试验中，整个桥一直在弹性工作状态下，这与变形允许条件相符。

表3大桥测点挠度残余变形表
四、结论研究
（1）在试验静荷载下，该桥孔工况实测所得的应变数据较好吻合计算值要求趋势，各
测点以0.98为应变校验最大系数值，比规范规定限值1.0小，表明结构强度在要求范围以内；（2）在静荷载下，该桥试验孔工况实测所得的挠度数据较好吻合计算值要求趋势，校验各
测点挠度的系数以0.70为最大，比规范中规定限值1.0小，表明结构刚度在要求范围内；（3）在卸载静荷载后，该桥试验孔以0.07为结构最大残余变形，比规范规定的0.2小。

这
表明静载整个试验过程中，整个结构都在弹性工作状态下，这与理论条件一致。

总的来说，
整个试验桥的承载综合能力与荷载要求一致。

五、结语
总而言之，目前，在实际运营预应力混凝土梁桥中，涌现出大量的病桥，致使检测评定
其承载能力的工作显得愈发重要，通过实桥试验深入研究既有桥梁的承载能力，对合理利用
桥梁方面，具有极大的现实意义。

鉴于此，为了让桥梁可以安全地服务于交通运输，则很有
必要弄清桥梁的具体承载能力，然后结合测出的桥梁结构承载能力情况，或加以维修、加固、限载或重建等。

想要得到桥梁具体的承载能力，通过试验检测桥梁属于最有有效的手段之一，再结合检测数据来准确评价桥梁结构的既有承载能力，以推广应用混凝土预应力桥梁，促进
交通运输业的进一步发展。

参考文献
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