单片T梁加载试验与分析

摘 要：以某预应力混凝土T梁加载试验为例，说明单梁承载能力的评定流程，确保工程质量安全可靠，为实例工程提供参考。

关键词：预应力混凝土T；加载试验；承载能力

中图分类号：TU223 文献标识码：A

引言

预应力混凝土T梁因自身优点，多被应用于中小跨径桥梁，且多采用预制施工，施工技术简单成熟。然而，由于受预制施工环境温度、预应力张拉及施工工艺等因素的影响，桥梁预制时容易出现开裂，影响结构的承载能力，难以满足桥梁使用要求，若重新预制开裂的梁段，给施工单位带来一定的经济损失，因此，首先需要通过桥梁加载试验，评定开裂混凝土梁的承载能力，根据评定结果，判断是否需要重新预制，避免一定的经济损失，确保工程质量安全可靠。

一、工程概况

某高速公路改扩建工程主线桥梁采用3×40米简支转连续T梁，设计荷载为公路-Ⅰ级，横向5片T梁，3个行车道。预制施工中有一批T梁腹板出现不同程度的裂缝，裂缝厚度0.2mm，且各T梁裂缝开裂位置基本一致，初步认为各T梁开裂情况相同，因此，对其中某单片T梁进行荷载试验。

二、加载方案与实施

（一）试验内容

通过荷载试验，测定试验梁的承载力、刚度和裂缝情况，进而综合评估其工程质量的安全可靠性。为了达到上述目的，必须完成如下测试工作：1．梁在控制截面处混凝土的正应变；2．梁在控制截面处的竖向挠度；3．观测梁体外表面的裂缝情况。

（二）试验荷载的确定

加载试验的目的是检验结构的承载能力是否达到设计要求。根据《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T J21-2011）中的规定，静力试验荷载的效率系数η的取值范围为 1.05≥≥0.8。首先借助midas软件对T梁进行详细计算，依据铰接梁法计算各片T梁的横向分布系数，然后分别计算各T梁二期荷载与汽车活载内力值，依据《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T J21-2011）确定桥梁加载效率，进而确定实验荷载。计算结果见表2.1~2.2。根据工地条件，本次选取中跨中梁为试验梁段，加载荷载为281.3kN，加载效率为0.98，确保试验的有效性。

表2.1 主梁横向分布系数计算结果

表2.2 主梁内力计算结果

（三）加载实施

1．测试截面和测点布置：根据弯矩包络图可知，公路-Ⅰ级荷载作用下最大弯矩发生在跨中附近，L/4和3L/4处弯矩和剪力均较大，因此，为了准确地分析梁在试验荷载下的应变状况，在L/4、L/2和3L/4截面的上、下缘各布置2个应变计，共计3×4＝12个应变测点（未计入温度补偿片）。2．主要仪器：挠度测量采用机电百分表，应变测量采用电阻应变片，配以日本产TDS-303数据采集仪和扫描箱，观测裂缝采用读数显微镜。3．加载方法：集中荷载采用梁压梁的方法，最终分级加载至28.13t。加载完成后，持续5min。在持续时间内观察梁体外表面裂缝的开展情况，在持续时间结束时，记录各项读数。

三、加载试验结果

试验荷载作用下控制截面的应变和挠度实测值、计算值及校验系数见表3.1和表3.2。其中挠度实测值已扣除了支座沉降的影响。

表3.1 试验荷载作用下T梁的挠度实测值、计算值及校验系数

挠度校验系数平均值 0.85

表3.2试验荷载作用下T梁的应变实测值、计算值及校验系数

应变校验系数平均值 0.84

四、结论及建议

（一）由表3.1和表3.2可知，试验梁各控制截面的挠度校验系数值为0.81～0.88；试验梁各控制截面的应变校验系数值是0.77～0.98。上述校验系数值均低于《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T J21-2011）中规定的上限值，说明试验梁的承载力和刚度均能满足设计要求。（二）最不利弯矩试验荷载作用下梁体的受拉区未出现新裂缝，且腹板原有裂缝未见发展，另外试验梁在加载卸载再加载的全过程中，其变形与荷载基本上成线性关系，表明试验梁在试验荷载作用下处于弹性工作阶段。

参考文献：

[1]中交公路规划设计院.JTG D62-2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S]．北京:人民交通出版社，2004．