摘  要：本文以獨塔單索面預應力混凝土斜拉橋靜荷載試驗結果為依據，通過對靜荷載試驗工況下控制截面的斜拉索索力增量、主塔塔頂偏位、主梁撓度和截面應力等重要測試數(shù)據的分析，并結合理論計算結果來研究不同荷載試驗工況下斜拉橋的索力變化規(guī)律、強度和剛度等特性。
關鍵詞：獨塔單索面斜拉橋  索力  靜荷載試驗。
    一、概述
    試驗的主橋結構形式采用獨塔單索面預應力混凝土斜拉橋，采用塔、梁、墩固結體系，跨徑組成為76m+76m，總長152m。主梁為單箱五室斜腹板截面預應力混凝土結構，梁高2.5m，橫隔板間距6m。主塔為獨柱式鋼與混凝土組合結構，外輪廓采用橢圓形截面，塔高51.6 m。斜拉索采用直徑7mm的平行鋼絲束斜拉索，全橋共36根，鋼絲標準強度1860MPa。主墩采用花瓶式實體墩，其余橋墩均采用矩形截面實體墩。橋臺采用樁接蓋梁輕型橋臺，基礎均采用鉆孔灌注樁基礎。
    北側主橋橋面寬35.0m，南側主橋橋面寬26.50m，雙向4車道，北側橋面布置如下：0.25(欄桿)+4.0m(人、非混行道)+0.5m(防撞欄桿)+11.0m(機動車道)+3.50m(索區(qū)及綠化帶)+11.0m(機動車道)+0.5m(防撞欄桿)+4.0m(人、非混行道)+0.25(欄桿)＝35.0m。南側主橋橋面無人行道。設計荷載：城市A級；人群荷載：4.0kN/m2；
    在該橋通車前進行了荷載試驗，以檢驗施工質量，確定工程的可靠性，并為竣工驗收提供技術依據和驗證橋跨結構設計的合理性。
    二、靜荷載試驗主要內容及方法
    2.1 控制截面
    試驗加載方式的確定主要根據設計荷載在主梁上產生的最不利彎矩效應值計算而得[1][2]。根據該斜拉橋的受力分析結果，選取的關鍵控制截面如下：
    ①A截面（北邊跨跨中）－車輛和人群荷載作用下最大正彎矩截面（北側距離主塔中心線48m）；
    ②B截面（南邊跨跨中）－車輛荷載作用下最大正彎矩截面（南側距離主塔中心線48m）；
    ③C截面（主塔邊）－車輛和人群荷載作用下橋墩最大負彎矩截面（北側距主塔中心線4.65m）。
    2.2 加載方案
    靜荷載試驗按照動態(tài)規(guī)劃法進行加載[3]，根據橋梁的靜力試驗活載內力與設計活載內力之比不小于0.85且不大于1.05的原則確定。經計算確定試驗最大需用30t載重車14輛（軸重：60kN＋120kN＋120kN），試驗工況和具體內容如下：
    工況1：北跨中最大正彎矩（中載），試驗加載效率為0.89，試驗加載車10輛；
    工況2：北跨中最大正彎矩（偏載），試驗加載效率為0.93，試驗加載車12輛；
    工況3：主塔附近截面最大負彎矩（中載），試驗加載效率為0.86，試驗加載車12輛；
    工況4：主塔附近截面最大負彎矩（偏載）試驗加載效率為0.89，試驗加載車14輛；
    工況5：南跨中最大正彎矩（中載），試驗加載效率為1.0，試驗加載車8輛；
    工況6：南跨中最大正彎矩（偏載），試驗加載效率為1.0，試驗加載車8輛。
    2.3 測試方法及測點布置
    靜力荷載工況下，主要測試主梁應力、撓度（或沉降）、斜拉索索力及增量和主塔偏位。沉降和應變均采用RS-QL06E橋梁及結構檢測系統(tǒng)進行測試，撓度測量精度0.001mm，應變測量精度1με。主塔偏位測量采用全站儀施測三維坐標的方法進行測量。
    在塔頂端布設一個監(jiān)測點用于主塔偏位測量。由于現(xiàn)場工作條件的限制，索力測試選取S2（西）、S2（西）、S6（東）、S6（東）共4根拉索進行成橋后的索力增量測試。
    撓度（或沉降）測點沿斜拉橋的拉索兩側，分別在橋面兩側處布置，每個側邊設置9個測點，從南到北西測線編號依次為X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9，東測線編號依次為D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9，主橋兩側共計18個撓度測點。
    應力測點在主梁A-A、B-B截面底板下各安裝6個應變傳感器，進行最大拉應變測試；在主塔墩頂附近C-C的底板下安裝6個應變傳感器，進行壓應變測試，測試成果按E=3.55×1010N/m2換算為相應應力值。
    2.4 試驗數(shù)據和分析
    （1）索力測試成果和分析
    選定的測點在各工況下的實測索力增量結果見圖3。由圖可見，在試驗工況2、3下S2索的索力變化最大，S2變化次之，靠近主塔的短索受力變化顯著，受試驗荷載影響最大；而長索在試驗荷載時變化較小。沿順橋向對稱的S2、S2和S6、S6索在試驗荷載作用下，非荷載作用跨的索力增量不為零，但變化較荷載作用跨小，即兩側索的索力變化不相等。
    根據成橋后恒載作用下張拉索力結果，得出荷載試驗時以上4根索的最大索力，結果見表1和圖4，可見，測試索靜載時的最大索力均在3000 kN以下，長索S6、S6主要以恒載索力為主總的索力最大，而在試驗荷載作用下變化顯著的S2、S2的索力相對較小在0.4（抗拉極限索力）以下，受疲勞應力影響較小。