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摘要：针对牡丹江跨江大桥配重跨施工过程中的几项质量问题，并为验证上部结构箱梁的安全性和测试其工作性能是否满足现行规范要求，本文用加载车辆模拟桥梁设计荷载，对配重跨箱梁进行了静载试验。通过科学地试验数据处理并与理论值的对比分析，得到该配重跨箱梁的承载能力、强度和刚度均满足规范要求，且具有足够的安全储备。
关键词：简支箱梁；静载试验；刚度；安全性
1桥梁概况
牡丹江西十一条路跨江大桥工程南起牡丹江南岸兴隆街，北至牡丹江北岸海浪路，全长1739.308m，主桥跨越牡丹江。其中桥梁工程范围总长978m。主桥采用60+140+60m两塔三跨混凝土自锚式悬索桥桥型方案。主梁采用两侧单箱单室混凝土箱梁，主梁之间用横梁桥面板连接。主梁及主塔采用C50混凝土，边墩及引桥桥墩、边墩承台、引桥承台及桥台台身和承台采用C40混凝土，钻孔灌注桩采用C30水下混凝土。
本次桥梁检测针对5号配重跨，该跨上部结构为48m双幅预应力混凝土简支箱梁，每幅均为单箱四室的箱梁，左右幅箱梁之间通过箱梁翼缘板连接，计算跨径为44.39m。设计荷载为公路-I级，按城市-A级验算；设计安全等级为一级；桥面横坡：双向2.0%。
施工时，拆除支架和模板后，试验孔箱梁腹板和底板表面出现了局部蜂窝、麻面、漏筋及混凝土外观颜色不一致等质量通病，施工单位采用环氧水泥砂浆、小石子环氧混凝土对缺损部位进行了修复。为验证箱梁的结构安全性，对配重跨进行桥梁荷载试验，以评定其实际承载能力及现有技术状况，并为以后的竣工验收及安全运营提供科学依据。
2试验方案
2.1试验内容
（1）试验梁支点沉降及跨中断面挠度；
（2）跨中梁截面不同高度处混凝土应变；
（3）试验梁裂缝变化情况。
2.2测点布置
为叙述方便，左、右幅梁箱的编号从上游到下游方向依次为1#和2#梁。
（1）挠度测点布置
每片梁的挠度测点均为5个，布置在梁跨中底面的腹板处，测点间隔为3.6m。
（2）应变测点布置
在梁跨中位置的内侧面沿梁高均匀布置6个混凝土应变测点。
2.3加载工况
本试验共三个工况：
（1）工况一：二期恒载作用下梁体跨中弯矩（四列对称）；
（2）工况二：跨中弯矩（二期+活载）（四列对称）；
（3）工况三：跨中弯矩（二期+活载）（两列偏载）
由于箱梁为裸梁，所以工况一模拟二期恒载对主梁的作用，分别加载工况二和工况三时，工况一的加载车辆始终维持工况一的加载位置不变。
2.4加载效率
静载试验加载的充分程度可采用静载试验效率来评价，本试验各工况的加载效率见表1。表中工况二和工况三中数据为减掉二期恒载后的纯活载数据。
由表1可见，配重跨主梁跨中截面工况一和工况二荷载试验效率满足我国《公路旧桥承载能力检测评定规程》建议的效率区间0.95~1.05；工况三荷载效率值略小于建议值。
3结果分析
3.1挠度分析
在试验荷载作用下，相对残余变形是评价结构构件承载后弹性工作性能的指标，跨中挠度的相对残余变形越小，说明结构弹性工作状况越充分。挠度结果如表2所示。
分析表2中数据可知：
（1）在二期恒载作用下，箱梁跨中截面各实测挠度值均小于对应的计算值；
（2）在活载中载布置时，箱梁跨中截面各实测挠度值均小于相应的计算值，各挠度校验系数基本介于0.5~0.9之间，说明箱梁的竖向刚度满足公路－I级荷载的使用要求；
（3）在活载偏载布置时，箱梁跨中截面偏载侧测点的最大挠度实测值均小于相应的计算值，但远离偏载侧测点的实测值大于计算值，说明该箱梁实际受力比理论计算的更均匀，这更利于结构受力；
（4）箱梁各挠度测点的相对残余变形满足《公路桥梁承载能力检测评定规程》规定的相对残余变形小于20%的要求，表明桥跨结构基本处于良好的弹性工作状态。
3.2应变应力分析
在正常使用状态的荷载下，混凝土应变沿梁高应基本呈线性分布。本次试验数据处理时，为减小误差，应用最小二乘法原理对各截面应力数据进行回归分析，确定一条最佳曲线，即应力沿梁高变化的直线方程。箱梁跨中应变结果见图1~2。根据直线方程得到上、下缘的混凝土应力，见表3。
图1工况二1#梁跨中截面混凝土应变沿梁高分布图
图2工况三1#梁跨中截面承压侧混凝土应变沿梁高分布图
从以上图表可以看出，跨中断面混凝土应变沿梁高的变化基本符合受弯构件的平面假设；配重跨1#箱梁上、下缘应力校验系数均在《公路桥梁承载力检测评定规程》规定的预应力混凝土梁桥常见值0.4~0.8之间，说明结构强度能够满足使用要求。
3.3裂缝情况
试验加载后，左右幅箱梁跨中区域梁表面均未产生新的受弯裂缝，原裂缝宽度变化不明显。
4结论
（1）在二期恒载作用下，箱梁跨中截面的实测挠度值均小于相应理论值；在活载中载布置时，两片箱梁跨中截面的实测挠度值均小于相应理论值，且各挠度校验系数基本介于0.5~0.9之间；在活载偏载布置时，箱梁跨中截面承压侧的最大挠度实测值均小于相应的理论计算值。说明箱梁结构的竖向刚度满足公路－I级荷载的使用要求。
但是偏载布置时，远离承压侧的实测挠度值大于计算值，说明箱梁结构实际受力比理论分析地更加均匀，这对结构的受力是十分有利的。
（2）箱梁跨中截面各挠度的相对残余变形满足规范要求，表明桥跨结构基本处于良好的弹性工作状态。
（3）箱梁混凝土应变分析结果表明，跨中断面混凝土应变沿梁高基本呈直线分布，符合受弯构件的平面假设；上、下缘混凝土应力校验系数均在规范建议的取值区间内，说明结构强度能够满足正常使用要求。
（4）在试验荷载作用下，结构未产生受力裂缝，且原有缝宽未变，满足A类构件的设计要求。
（5）该配重跨箱梁在质量问题修复后，刚度和强度均满足使用要求，且具有一定的安全储备，可以正常投入到桥梁使用工作中。
参考文献：
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