预应力连续梁桥荷载试验浅析

预应力连续梁桥荷载试验浅析

摘要 随着公路里程的快速增加，桥梁建设的蓬勃发展，桥梁检测的地位也日益凸显，其中荷载试验是桥梁检测最主要的手段之一。如果不需要做承载力检算，荷载试验计算内容可以进行诸多假设和简化。笔者发现，预应力连续梁桥完全可以忽略预应力钢束对主梁内力分配的的影响，这样就大大简化了建模过程。本文详述了柳州某大桥荷载试验计算思路及比对结果，比对结果表明，这一方法是可行的。希望能对工作在检测战线上的同仁们有所帮助，同时起到抛砖引玉的作用。

关键词 预应力 连续梁桥 荷载试验

Abstract：With the rapid increase of the highway mileage, the vigorous development of bridge construction, the bridge test status is also increasingly prominent, among them load test is the main bridge test means one. If you don’t need to do by calculating bearing capacity, load test content can be calculated so many assumptions and simplified. The author discovered that prestressed concrete continuous girder bridge can ignore prestressing tendons of internal force distribution of the influence of the main girder, so greatly simplifies the modeling process. The paper describes the liuzhou bridge load test ideas and calculation results than, than the results show that this method is feasible. Hope to work in the detection front’s colleagues help, also a view to play a valuable role.

Key Words prestressed; continuous girder bridge; load test

AbstractWith the rapid increase of the mileage of highways and rapid development of bridge , detection of bridge are becoming increasingly prominent position, in which the load test is one of the main measures of bridge detection. If you do not need to be carrying capacity calculation, load test calculation content can be a lot of assumption and simplification,The author found that prestressed steel beam can be ignored completely on the beam stress distribution effect, which greatly simplifies the process of modeling. This paper describes a bridge in Liuzhou load test way of calculation and comparison results, comparison results show that this method is feasible. We hope that the method is helpful to work in the detection of front colleagues, at the same time play a role

该桥主桥上部结构采用变高度预应力混凝土连续箱梁，两侧对称设置1.5%的纵坡，坡顶设置R=5000m竖曲线，桥孔布置为：65+3×95+65=415m，桥面布置为：0.2m（人行道栏杆）+2.0m（人行道）+13.0m（行车道）+2.0m（人行道）+0.2m（人行道栏杆）=17.4m。采用单箱单室直腹板截面，单箱顶板宽17.4m，底板宽7.5m，悬臂长度为4.95m。各控制断面梁高分别为：箱梁端支座处2.5m，中支座处5.6m，箱梁跨中处2.5m，高跨比1/38，梁底曲线采用圆曲线平滑过渡，

圆曲线半径为R=279.33m。

设计荷载等级为汽超-20级，人群荷载为2.4KPa。

荷载试验时，我们一般需要知道：1、等效活荷载的质量和位置。2、主梁的应力大小。

该桥采用Midas civil计算软件，通过梁单元模拟箱梁受力状态，取受力最不利部位为分析主要对象。分别建了两个不同的模型，一个按设计图纸施加了预应力钢筋，一个没加预应力钢筋，以下是两种情况下主梁内力和应力的对比数据，见表1和表2.

表1加载车内力

跨中弯矩(kN.m) 跨中应力(MPa) 支点弯矩(kN.m) 支点应力(MPa)

无预应力钢束 19186.4 3. -35760.6 1.40

施加预应力 19199.2 3. -35650.6 1.40

误差（%） 0.07 0.00 0.31 0.00

表2汽超-20内力

跨中弯矩(kN.m) 跨中应力(MPa) 支点弯矩(kN.m) 支点应力(MPa)

无预应力钢束 215.1 3.98 -40109.6 1.60

施加预应力 21512.0 3.85 -39815.3 1.56

误差（%） 0.24 3.27 0.73 2.5

计算结果表明，两种情况下主梁内力和应力变化不大，最大误差为汽超-20荷载作用下，施加预应力钢筋（包括预应力）后，主梁跨中截面顶板压应力减小3.27%，完全满足工程精度的需要。

以上计算结果可以说明两个问题，1、加不加预应力钢筋对连续梁桥的内力分配影响不大。2、加不加预应力钢筋对活载作用下连续梁桥的应力效应影响不大。如果不对全桥结构进行检算，完全可以忽略预应力这一因素的影响。笔者对其他6座预应力梁桥（含简支梁）进行了比对，均验证该结论的正确性。

根据结构力学原理，连续梁的内力分配与每一截面的刚度有关。没加预

应力钢筋前，该桥中跨跨中截面惯性矩为1.01m4，加预应力钢筋后中跨跨中截面换算惯性矩为1.05 m4，后者比前者惯性矩大约4.0%；中跨中支点截面惯性矩为2.06m4，加预应力钢筋后中跨中支点截面换算惯性矩为2.13 m4，后者比前者惯性矩大约3.4%，由此看出，中跨跨中截面和中支点截面惯性矩增量比较接近，因此是否加预应力钢筋对主梁的内力分配影响很小。

再来探讨一下活载作用下的应力与是否有预应力钢筋的关系。根据规范公式，计算截面混凝土下沿拉应力为：，=，其中为活载作用下混凝土下沿的拉应力，为活载效应，为计算截面的换算截面模量，为计算截面的换算惯性矩，为截面重心到计算截面下沿的距离。施加预应力钢筋仅改变了各截面的惯性矩，由上述公式可知，当、不变时，计算截面混凝土下沿拉应力仅与有关，而施加预应力钢筋后，各截面的换算惯性矩增量均很小，且与应力增量成线性关系，因此加不加预应力钢筋对活载作用下连续梁桥的应力效应影响不大。

小结：综上，对于同类型的连续梁桥，在施加预应力钢筋后，各截面换算惯性矩增幅相近，如果不要求做承载力检算，只需通过荷载试验来判断该桥的工作性能和当前的状态时，完全可以忽略预应力钢束及预加力对主梁内力分配的影响。

参考文献：《桥梁工程》,姚玲森,人民交通出版,2003

《混凝土简支梁（板）桥》，易建国，人民交通出版,2001

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》，人民交通出版,2004

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。