2022年12月10日，由四川交大檢測工程咨詢有限公司負責的廣東省中山市東部外環(huán)高速路折線配筋預應力混凝土35m先張工字梁破壞試驗，在保利長大東環(huán)A段1#預制場順利完成。廣東省交通廳副總工張錢松、保利長大公司總工王中文、東環(huán)公司總經理廖樹忠等領導蒞臨現(xiàn)場指導工作。 中山東部外環(huán)高速公路為廣東省重點項目，項目全長約55km，采用設計速度120km/h的雙向八車道高速公路技術標準。 （圖中紅線為東部外環(huán)高速） 全線以高架橋為主，橋梁結構多采用先張預制工字梁的結構形式。其中先張法工字梁為折線先張法預應力混凝土構件。先張法工字梁橋結構：在施工階段，主要受力結構是預制裸梁；在成橋狀態(tài)下，主要受力結構是預制梁與橋面板結合而成的組合梁。 工字梁橫斷面圖 折線配筋預應力混凝土35m先張工字梁破壞試驗的研究目的： （1）對先張法工字梁在預制過程中預應力損失試驗以及放張后工字梁的反拱進行實測，分析梁中的實際預應力效應； （2）對35m預制工字梁及“預制工字梁+橋面板”的兩種梁體結構進行跨中截面抗彎和支點截面、彎起器截面抗剪靜力加載試驗。從試驗梁破壞形態(tài)、破壞機理、極限承載能力、剛度及抗裂性等方面對先張法工字梁的靜力力學性能進行綜合評價； （3）討論運用有限元方法對試驗梁模擬計算的模型化方法，通過梁體跨中截面極限彎矩理論和試驗值的對比分析，驗證先張法工字梁有限元模型的有效性。 試驗前，交大檢測公司向參與試驗的各方介紹了試驗項目整體情況，與會人員充分溝通交流，確保了各試驗環(huán)節(jié)的分工安排合理，為現(xiàn)場試驗打下堅實的基礎。 試驗前交流會 試驗梁的理論計算包括：正常使用階段的理論計算、破壞階段的理論計算。 試驗梁的正常使用階段計算采用橋梁通用計算軟件Midas civil 2020計算，分別建立單梁模型和全橋梁格法模型。 單梁模型中，將現(xiàn)澆橋梁板和橋面鋪裝作為梁單元荷載加到主梁上，根據(jù)剛接板梁法原理計算出移動荷載的橫向分布系數(shù)，并按最不利位置考慮移動荷載。 梁格模型中，分別按偏載和中載兩種移動荷載工況，橫隔板截面考慮實際的作用寬度，將橫隔板自重作為節(jié)點荷載加載到對應主梁節(jié)點上。 試驗梁的破壞階段的理論計算采用大型通用非線性分析軟件Abaqus計算，分別對裸梁抗彎、組合梁抗彎和組合梁抗剪建立計算模型，分析加載全過程中梁體的力學行為。模型中混凝土采用八結點線性六面體單元(減縮積分，沙漏控制)C3D8R，鋼絞線和普通鋼筋采用兩結點線性三維桁架單元T3D2。 本項目現(xiàn)場破壞試驗分3個階段進行： 第1階段 11月22日至24日 1片裸梁抗彎破壞加載 第2階段 12月05日至06日 1片組合梁抗彎破壞加載 第3階段 12月09日至10日 1片組合梁抗剪破壞加載 先張法工字梁橋由裸梁、橫梁、混凝土橋面板及連接系構成，各構件均可實現(xiàn)預制裝配化，有效提高現(xiàn)場施工速度。其中折線先張法工字梁，克服了傳統(tǒng)直線先張法預應力混凝土構件不能適用于大跨度的缺點，同時避免了后張法由于灌漿產生的耐久性問題，工程應用前景廣闊。 對于新型結構而言，研究其極限承載力以及“荷載—位移曲線”是十分必要的。但是目前對于先張法工字梁受力性能的試驗研究以及理論分析尚且不足，采用折線先張法工字梁的模型試驗較少，并且在設計中，為了偏于安全的考慮，一般將橋面板作為荷載施加在主梁上。而實際上橋面板作為受壓混凝土能承擔一部分主梁的截面彎矩。這樣偏于安全的考慮，會造成材料的浪費甚至出現(xiàn)受拉鋼筋不足的設計缺陷，并且由于橋面板的存在，截面中性軸會上移，若分析時不考慮該情況則不能準確把握主梁截面的受力狀況。 通過現(xiàn)場試驗，對先張法工字梁的承載性能進行研究，從破壞形態(tài)、破壞機理、承載能力、延性、裂縫分布及抗裂性能等幾個方面對先張法工字梁進行綜合評價，為推廣先張法工字梁的運用提供理論依據(jù)和實踐基礎是非常有必要地。 交大檢測公司以嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度、強大的技術實力，為本次折線配筋預應力混凝土35m先張工字梁破壞試驗的成功提供了堅實可靠的保障，并為梁場接下來的制梁工作積累了寶貴的技術資料，助力保利長大公司中山東環(huán)高速項目順利進行。
