第４０卷第２７期 ２ ０ １ ４年９月 文章编号：１００９－６８２５（２０１４）２７．０１８３．０３ ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＩＥＣＴＵＲＥ 山 西 建 筑 Ｖｏ１．４０ Ｎｏ．２７ Ｓｅｐ． ２０１４ ・１８３・ 某连续梁桥静载试验研究 李忠周 谢文昌 （１．中交路桥华东工程有限公司，上海２０１２０３；２．长沙理工大学，湖南长沙４１０１１４） 摘要：介绍了某等截面连续梁桥静载试验的目的和原则，并对加载方案设计、测点布置等进行了分析说明，通过对试验结果的分 析研究得出该桥跨结构的实际承载能力、结构刚度满足设计要求等结论，为大桥的运营和养护提供基础数据。 关键词：连续梁桥，静载试验，挠度，应变，承载能力 中图分类号：Ｕ４４８．２１５ 文献标识码：Ａ 桥梁结构荷载试验是在桥梁结构投入使用之前对其工作状 要依据是《大跨径混凝土桥梁的试验方法》和《公路桥梁荷载试验 态进行直接测试的一种鉴定手段。而荷载试验中的静载试验，是 规程》（征求意见稿）。 通过实测的方式获取桥梁结构控制断面在试验荷载作用下的挠 为了保证静载试验在实际可行的条件下达到预期目标，桥梁 度和应变等参数的变化值，将该实测值与理论计算值进行比较， 静载试验遵循如下基本原则： 从而对实际结构的工作状态和使用性能做出评价。通过对实验 １）采用各控断面应力、各控制点位移等效的原则，计算确定 ２）荷载效率系数叼应控制在合理范围内，过小则无法反映桥 坏。进行桥梁荷载试验时，试验效率系数应控制在０．７０～１．０５的 范围内。同时还应注意其他响应值不能超过相应限值。 荷载下的结构响应进行综合分析，对目标结构做出总体评价，为 各静载试验工况下的布载位置和相应的加载车辆数量。 桥梁结构交竣工验收提供受力性能方面的检验依据，并为同类桥 试验为工程背景，介绍连续梁桥静载试验的内容和方法及评价。 梁结构设计及施工提供参考。本文以某座等截面连续梁桥静载 梁结构在设计荷载下的工作性能，过大则可能对结构造成局部损 １ 工程概况 某连续梁桥总体布置为３联６ Ｘ ３０ ｍ的预应力混凝土等截面 ３试验设计与实施方案 连续箱梁。设计为双向十车道，设计时速为１００ ｋｍ／ｈ。桥宽２× ３．１ 静载试验检测内容及测点布置原则 ２０．５ ｍ，为东西两幅桥。分隔带宽８ ｍ，设计车辆荷载为汽 桥梁静力荷载试验应至少包括以下内容 ，３１：１）桥梁结构相 车一超２０级，挂车一ｌ２０，按城市Ａ级验算。 应位置的最大挠度；２）桥梁结构控制断面的最大应力（或应变）；３） 上部构造采用单箱三室斜腹式箱梁，平均梁高２００ ｅｍ，单幅 试验荷载作用下的支点竖向位移；４）观测裂缝的出现和扩展情况。 桥箱梁顶宽２ ０５０ ｃｍ，箱梁底宽１ ２５０ ｃｍ，悬臂长３００ ｃｍ。顶板厚 如果静载试验目的中包含对结构真实工作状况的检验，可在 ２４ ｅｍ，底板厚２６ ｃｍ，中腹板厚４０ ｃｍ，斜腹板厚４５ ｃｍ。箱梁采用 实际检测中增补以下内容：１）桥梁纵向挠度分布曲线，要求在各 逐孔现浇方法施工。箱梁为单向预应力体系。下部结构中ｓ０号 个桥跨内桥梁轴线上布置不少于３个挠度观测点，同时设置支点 桥台为墙式桥台，ｓ１号一￥１７号桥墩单幅桥采用单柱式花瓶状 竖向位移的观测点；２）观测断面的实测应变分布图，要求沿截面 墩，全桥设计采用ＧＰＺ（抗震）系列盆式橡胶支座。桥面铺装为 高度方向至少５个应变测点（包括最边缘测点和截面形状突变处 １０ ｅｍ厚沥青混凝土。上部结构箱梁采用５０号混凝土，下部结构 的测点）。 盖梁、墩柱系梁均采用３０号混凝土。该桥第三联立面布置及加 对于连续梁桥的观测部位应包括：重点：跨中位置挠度，跨中 载测试断面示意图见图１。 和支点截面应力（或应变），支点位置竖向位移。附加：跨径１／４ 处的挠度和截面应力（或应变），支点斜截面应力。 测点的布设不宜过多，但要保证观测质量。有条件时可用不 同的测试方法进行相互校对，确保实测数据的准确性。一般情况 ￥１２桥墩￥１３ Ｓ１４ Ｓ１５ Ｓ１６￥１７ Ｍ１桥墩 下，要求布设的主要测点能包括对结构的最大挠度（或位移）和最 图１连续梁桥第三联立面布置及静载测试断面示意图 大应力（应变）的测试。对于连续梁桥其主要测点一般至少应包 括跨中挠度、支点沉降、跨中和支点截面应变。根据桥梁检测工 作的深度要求，结合试验桥梁的构造特点及实际状况，可适当加 ２静载试验目的和原则 桥梁结构荷载试验是在桥梁结构投入使用之前对其工作状 态进行直接测试的一种鉴定手段，它是检验桥梁结构的刚度、强 度以及其他性能最有效、最直接的办法。通过实测的方式获取桥 设沿桥纵向或沿控制断面桥横向的挠度测点、沿截面高分布或沿 控制截面桥宽方向应变测点、裂缝的监测测点等 。 梁结构控制断面在试验荷载作用下的挠度和应变等参数的变化 ３．２静载试验加载方案设计 该桥静载试验工况有：１）第３跨跨中最大正弯矩加载工况； 值，将该实测值与理论计算值进行比较，从而对实际结构的工作 ３）第１跨跨中最大正弯矩加 状态和使用性能做出评价。通过对实验荷载下的结构响应进行 ２）第３跨支点最大负弯矩加载工况； 综合分析，对目标结构做出总体评价，为桥梁结构交竣工验收提 载工况。由于篇幅所限本文仅列出工况１的车辆布置及加载工序图， 供受力性能方面的检验依据，并为同类桥梁结构设计及施工提供 参考¨｜２ｊ。桥梁静载试验主要按试验前制定的试验方案，依据现 如图２所示。行国家技术标准、部颁标准及相关技术规范、规程进行，目前的主 ３．３ 测点布置 收稿日期：２０１４－０７—１９ 作者简介：李忠周（１９８３．），男，助理工程师；谢文昌（１９８９－），男，在读硕士 ・１８４・ 第４Ｏ卷第２７期 ２ ０ １ ４年９月 山 西 建 筑 ４试验成果与分析 区侧 圆 蕊圆 ｃ 圆 圆 Ｓ１５ Ｍ１号墩 在对工程背景桥梁的静载试验过程中，记录了各试验工况下 加载工序： １）加载①号，②号车； ２）加载③号，④号车 的结构实测应变值及其残余值，结合建模求得的理论计算值，给 出了这些测试项目增量的校验系数。通过对各荷载工况下结构 响应的实测值和理论值进行比较，并分析校验系数、残余值与最 大效应测试值的比值等参数判定结构在试验荷载作用下的实际 工作状况，从而对实际结构的使用性能做出评价。由于篇幅所 限，本文只将各个工况的重点考察项目的实验成果进行了分析。 东侧 Ｓ１２号桥墩 Ｓ１４ 图２工况１试验加载的载位布置示意图（单位：ｍ） ４．１ 应变数据结果及分析 通过对本桥静载试验中测得的应变实测值与理论值的对比 挠度测点布置在加载跨支点、四分点、中点等截面位置。挠 度测量主要测点布置图见图３。应变观测主要采用电阻应变仪进 行，具体的测点布置见图４。 ２－Ｗ４－Ｗ ６－Ｗ ： ｌ， ３－Ｎ 洋 ｉ ｉ西侧ｉ盛］＝］ ｉ ｉ ｌ 墩 ￥１２桥墩￥１３ Ｓ１４ ｖ：第３工况挠度观测点 图３挠度测点布置示意图 ３ ０００￣６ 第１跨Ｕ第２跨Ｕ第３跨Ｕ第４跨Ｕ第５跨Ｕ第６跨 ａ）第１工况应变观测断面 ｂ）第２工况应变观测断面 妲 ３ Ｏ００ｘ６ ｃ）第３工况应变观测断面 １－２，，。１ 一）３一ｊ ２＝ ｊ４ ７１３ —１（７－２，７—３ 横截面视图 １－ｌ ｌ一２１．３ 一…一 一一一＝１北 ７．１ ７Ｉ２ ７．３ 东侧腹板视图 ¨ －２， １－３） ￣ 亘 茎 一【…１ ３－乞１ ６ 横截面视图８ 南广———————］北南广———————］北 ｅ）第３跨距北支座２ ｉｎ截面 东 ｌ—与 ＝＝＝； ＝＝＝ ＝＝：＝＿＿二＿＝＝＝＝＝＝＝＝＝ — ＝＝＝ １３ 。 ０——— 横截面视图 赢 ———一８ ９加 南 Ｎ４ 藁 ｉ ７—１ ７－２ ７－３ Ｍ５ 北 东侧腹板视图 ｆ）第１跨跨中 图４应变断面及测点布置示意图 加载前，对每条裂缝的走向、宽度进行了描述，并做好了记 录；加载过程中，派专人对每条裂缝的开展情况进行了详细测试 和记录，同时测试了新裂缝的生成和开展情况。并根据外观检查 结果选择有代表性的裂缝断面进行了跨缝的应变观测。 分析，发现应变实测值和理论值吻合较好，误差较小。实测应变 最大值为２８ ８，对应的理论计算值为３１ ８，计算可得相应的校 验系数为０．９０；同时，应变观测结果表明残余应变与最大应变之 比一般均小于０．２（其中最大残余应变值为９ ｅ，最大应变值为 １６３ ８，二者的比值为０．０６）。图５，图６给出了工况１，３的部分 重点观察断面主梁应变实测值（个别测点损坏无读数）与理论值 的对比曲线，对应的测点位置及其编号见图４。应变测试结果表 明该桥的主梁力学性能良好，处于弹性工作状态。 薰 雹一 一 一２０ ＋实测值 ＋理论值 ＋实测值 ＋理论值 图５工况１应变实测值与理论值对比曲线 ４０ ；８ 衩１兰；０８ ～１ 壹 －～２０ ＿３２８ ＋实测值 ＋理论值 ＋实测值 ＋理论值 图６工况３实测应变与理论值对 ｂ曲线 工况１沿截面东、西两侧高度变化的实测应变曲线如图７所 示，图中各级荷载作用下，实测应变沿截面高度的变化基本呈直 线。由此得知，该检测截面在各级荷载作用下，截面应变符合弹 性理论平截面假定，截面处于弹性工作状态。 ： 篷０．８ 恤［ １、 辐ｏ４ 应变／ ８ 应变，¨￡ ＋第一级—・～第二级 ＋第一级 ＋第二级 图７东、西（从左至右）侧测点实测应变与截面高度关系图 ４・２挠度结果及分析 实验结果数据表明，挠度实测值与理论值比较接近，校验系数 在０．７～１．０５之间，最大试验荷载作用下实测最大挠度为２．０２ ｍｍ， 残余挠度为０．１９ ｍｍ，扣除支点沉降影响量０．２９ ｍｍ，实际跨中真 实挠度为１．７３ ｉｎｍ，对应理论值为２．１２ ｍｍ，校验系数为０．８１６，量 测最大挠度与其残余挠度比值为０．０９４。测点的实测挠度值与荷 载弯矩值的大小关系结果见图８。挠度测试结果表明主梁基本达 到设计刚度，在试验荷载作用下结构处于弹性工作状态。 实测挠度与理论计算值的比较曲线如图９所示。从图中可 见，实测挠度曲线与理论计算曲线基本一致，实测最大挠度均小 于理论计算挠度。 第４０卷第２７期 ２ ０ １ ４年９月 文章编号：１００９—６８２５（２０１４）２７—０１８５—０３ 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖｏ１．４０ Ｎｏ．２７ Ｓｅｐ． ２０１４ ・１８５・ 吕临铁路前陡泉隧道横洞转正洞施工技术 邓ｆ 晶 （中铁二十局集团四公司，山东青岛２６６０００） 摘要：结合前陡泉隧道工程实际条件，详细介绍了隧道横洞转正洞“小导洞扩挖法”“大包法”两种施工技术方案，并对挑顶技 术、初期支护参数确定以及施工注意事项作了论述，通过实践，得出了一些有意义的结论。 关键词：铁路隧道，横洞转正洞，大包法，挑顶 中图分类号：Ｕ４５５ 文献标识码：Ａ （拱顶高程为９０７ ｍ）中线附近位于平均高程为９１２ ｍ黄土堆积层 １ 工程概述 第一部分通过改右 前陡泉隧道位于黄土梁峁区，地形起伏较大，多开辟为耕地。 覆盖的浅埋低洼处。新增横洞可分为两部分，ＩＫ３９＋０８５右偏３５ ｍ处采用明挖施工至右洞长４５ ｍ，与右洞 左线隧道起讫里程为改ＭＤＩＩＫ３８＋７３０～改ＭＤＩＩＫ４０＋２３７，隧道 ＭＤＩＩＫ３９＋１０５＝ＨＤＫ０＋０４０，第二部分 全长为１ ５０７ ｍ。右线隧道起讫里程为改右ＭＤＩＩＫ３８＋６７０．３７一改 线路中线斜交６０。于改右ＭＤＩＩＫ３９＋１２３＝ 右ＭＤＩＩＫ４０＋２３７，隧道全长为１ ５６６．６３ ｍ。隧道于改ＭＤＩＩＫ３９＋ 通过６０．６ ｍ暗洞与左洞线路中线垂交９０。于ＭＤＩ６７２．８９由单洞单线并为单洞双线为燕尾式隧道，隧道最大埋深 ＨＤＫ０＋１０２．０５，见图１。通过增设横洞共增加了四个主洞工作 ９４．１３ ｍ，最大线间距９２ ｍ。 面，为缩短建设工期、减少独头掘进的长度提供了有利的施工条 前陡泉隧道进口和出口总共三个工作面，仅依靠已有工作面 件。横洞与正洞相交处围岩为Ｖ级，横洞采用单联式无轨运输单 洞内重车可自行出碴。 不能按时完成工程任务。通过合理增设横洞，增加主洞工作面才 车道断面，能满足项目建设的进度要求。根据设计院提供的隧道纵断面图 ２初期支护参数 信息和现场的实地踏勘测量数据，右洞里程改右ＭＤＩＩＫ３９＋１０５ 通过ＴＲＴ６０００地质超前预报系统检测，横洞段岩体的稳定性 果有效。２）通过第１跨跨中最大正弯矩加载工况挠度测量结果的 分析整理，可以看出各测点挠度变化随弯矩的增大基本呈线性变化 跨中东侧 跨中轴线 跨中西侧 ＬＩ４处 ３ＬＩ４处 Ｉ 窳 规律；实测挠度曲线与理论计算曲线基本一致，实测最大挠度小于 理论计算挠度值。挠度测量结果表明在荷载作用下，该试验跨结构 处于弹性工作状态。３）裂缝在试验荷载作用下有一定的开展，但 由于其卸载后基本恢复又表明该试验跨结构处于弹性工作状态。 系图 桥纵向各测点 Ｏ －同时，通过对该桥实施静载试验，基于试验结果的分析整理 建立了大桥较详细的静力性能档案资料，并可作为该桥在今后运 营期的检测和评定的基准数据。而且，该桥的设计和施工可供同 类型部分斜拉桥的设计与施工参考。 参考文献： １ ２ ３ ４ ５ ０．５ 昌一１ ＿ｌ＿５ ＋实测值 ＋理论值 ［１］ ＹＣ４—４．１９７８，大跨径混凝土桥梁的试验方法［Ｓ］． －２．５ ［２］ 张俊平，姚玲森．桥梁检测［Ｍ］．北京：人民交通出版社， ２Ｏ０２． 图９ 实测挠度与理论值比较曲线图 ５ 静载试验结论 １）与各控制截面内力（应力）、变形对应施加的荷载的效率系 ［３］ 施洲，曹发辉，蒲黔辉．大跨度独塔斜拉桥静动载试验研 究［Ｊ］．铁道建筑技术，２００５（１）：３１．３３． 数介于０．７～１．０５之间，残余变形值与总变形值的比值均在０．２ ［４］ 任华，李新平．广州大桥主桥静载试验与分析［Ｊ］．广州 左右。说明试验荷载能够反映出设计活载对结构的作用，试验结 大学学报（自然科学版），２００４（４）：６９－７０． Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｓｔａｔｉｃ ｌｏａｄ ｔｅｓｔ ｏｆ ａ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｂｅａｍ ｂｒｉｄｇｅ ＬＩ Ｚｈｏｎｇ—ｚｈｏｕ’ＸＩＥ Ｗｅｎ－ｃｈａｎｇ （１．ＣＣＣＣ Ｒｏａｄ＆Ｂｒｉｄｇｅ Ｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１２０３，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｈａｎｇｓｈａ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｕｎｗｅ￣ｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１０１１４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｐｕｒｐｏｓｅ ａｎｄ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｓｔａｔｉｃ ｌｏａｄ ｔｅｓｔ ｏｆ ａ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｂｅａｍ ｂｒｉｄｇｅ，ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｅｘｐｌａｉｎｅｄ ｔｈｅ ｌｏａｄ— ｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ ｄｅｓｉｇｎ，ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｐｏｉｎｔｓ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ ｅｔｃ．，ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｇａｉｎｅｄ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｂｅａｒｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｂｒｉｄｇｅ ｓｐａｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ，ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｂａｓｉｃ ｄａｔａ ｆｏｒ ｔｈｅ ｂｒｉｄｇｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｂｅａｍ ｂｒｉｄｇｅ，ｓｔｍｉｃ ｌｏａｄ ｔｅｓｔ，ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ，ｓｔｒａｉｎ，ｌｏａｄ ｃａｐａｃｉｔｙ 收稿日期：２０１４—０７—１３ 作者简介：邓晶（１９８９．），男，助理工程师
