2022年12月10日，由四川交大检测工程咨询有限公司负责的广东省中山市东部外环高速路折线配筋预应力混凝土35m先张工字梁破坏试验，在保利长大东环A段1#预制场顺利完成。广东省交通厅副总工张钱松、保利长大公司总工王中文、东环公司总经理廖树忠等领导莅临现场指导工作。

中山东部外环高速公路为广东省重点项目，项目全长约55km，采用设计速度120km/h的双向八车道高速公路技术标准。

（图中红线为东部外环高速）

全线以高架桥为主，桥梁结构多采用先张预制工字梁的结构形式。其中先张法工字梁为折线先张法预应力混凝土构件。先张法工字梁桥结构：在施工阶段，主要受力结构是预制裸梁；在成桥状态下，主要受力结构是预制梁与桥面板结合而成的组合梁。

工字梁横断面图

折线配筋预应力混凝土35m先张工字梁破坏试验的研究目的：

（1）对先张法工字梁在预制过程中预应力损失试验以及放张后工字梁的反拱进行实测，分析梁中的实际预应力效应；

（2）对35m预制工字梁及“预制工字梁+桥面板”的两种梁体结构进行跨中截面抗弯和支点截面、弯起器截面抗剪静力加载试验。从试验梁破坏形态、破坏机理、极限承载能力、刚度及抗裂性等方面对先张法工字梁的静力力学性能进行综合评价；

（3）讨论运用有限元方法对试验梁模拟计算的模型化方法，通过梁体跨中截面极限弯矩理论和试验值的对比分析，验证先张法工字梁有限元模型的有效性。

试验前，交大检测公司向参与试验的各方介绍了试验项目整体情况，与会人员充分沟通交流，确保了各试验环节的分工安排合理，为现场试验打下坚实的基础。

试验前交流会

试验梁的理论计算包括：正常使用阶段的理论计算、破坏阶段的理论计算。

试验梁的正常使用阶段计算采用桥梁通用计算软件Midas civil 2020计算，分别建立单梁模型和全桥梁格法模型。

单梁模型中，将现浇桥梁板和桥面铺装作为梁单元荷载加到主梁上，根据刚接板梁法原理计算出移动荷载的横向分布系数，并按最不利位置考虑移动荷载。

梁格模型中，分别按偏载和中载两种移动荷载工况，横隔板截面考虑实际的作用宽度，将横隔板自重作为节点荷载加载到对应主梁节点上。

试验梁的破坏阶段的理论计算采用大型通用非线性分析软件Abaqus计算，分别对裸梁抗弯、组合梁抗弯和组合梁抗剪建立计算模型，分析加载全过程中梁体的力学行为。模型中混凝土采用八结点线性六面体单元(减缩积分，沙漏控制)C3D8R，钢绞线和普通钢筋采用两结点线性三维桁架单元T3D2。

本项目现场破坏试验分3个阶段进行：

第1阶段   11月22日至24日   1片裸梁抗弯破坏加载

第2阶段   12月05日至06日   1片组合梁抗弯破坏加载

第3阶段   12月09日至10日   1片组合梁抗剪破坏加载

先张法工字梁桥由裸梁、横梁、混凝土桥面板及连接系构成，各构件均可实现预制装配化，有效提高现场施工速度。其中折线先张法工字梁，克服了传统直线先张法预应力混凝土构件不能适用于大跨度的缺点，同时避免了后张法由于灌浆产生的耐久性问题，工程应用前景广阔。

对于新型结构而言，研究其极限承载力以及“荷载—位移曲线”是十分必要的。但是目前对于先张法工字梁受力性能的试验研究以及理论分析尚且不足，采用折线先张法工字梁的模型试验较少，并且在设计中，为了偏于安全的考虑，一般将桥面板作为荷载施加在主梁上。而实际上桥面板作为受压混凝土能承担一部分主梁的截面弯矩。这样偏于安全的考虑，会造成材料的浪费甚至出现受拉钢筋不足的设计缺陷，并且由于桥面板的存在，截面中性轴会上移，若分析时不考虑该情况则不能准确把握主梁截面的受力状况。

通过现场试验，对先张法工字梁的承载性能进行研究，从破坏形态、破坏机理、承载能力、延性、裂缝分布及抗裂性能等几个方面对先张法工字梁进行综合评价，为推广先张法工字梁的运用提供理论依据和实践基础是非常有必要地。

交大检测公司以严谨的工作态度、强大的技术实力，为本次折线配筋预应力混凝土35m先张工字梁破坏试验的成功提供了坚实可靠的保障，并为梁场接下来的制梁工作积累了宝贵的技术资料，助力保利长大公司中山东环高速项目顺利进行。