简支钢箱梁桥静、动载试验分析论文_南林,胡建新,刘波

(招商局重庆交通科研设计院有限公司)

【摘 要】桥梁静、动载试验已广泛的应用于工程验收的桥梁工程部分,本文以一座桥其中40m简支钢箱梁桥跨的静、动载试验为例,介绍了静、动载试验的内容、方法以及结果分析。

【关键词】静载试验;动载试验;结果分析

一、工程概况

本次荷载试验的桥梁为上部结构形式为3×30m预应力砼连续箱梁+1×40 m简支钢箱梁+3×27m预应力砼连续箱梁桥,该桥下部结构为钢筋砼花瓶式板式墩、U型桥台、钻孔桩基础,桥面布置为0.5m(防撞墙)+8.0m(行车道)+0.5m(防撞墙)=9.0m,荷载等级为城-A级。本文只针对该桥40m简支钢箱梁部分的静、动载试验进行分析。

二、静载试验内容

测试截面及测点布置见图1~图2。

二、静载试验内容及方法

应变观测:在各截面混凝土表面粘贴混凝土应变片,采用自补偿方式,以静态电阻应变仪自动扫描观测表面应变,精度1με;挠度观测:采用机电式百分表测量,精度0.1mm;裂缝观测:在试验截面周围采用裂缝测宽仪进行裂缝观测,测量精度为±0.01mm。本次试验选择加载车为4台320kN级3轴载重汽车,前中轴距4.0m,中后轴距1.4m。

三、加载工况及荷载效率

(1)40m钢箱梁跨中正弯工况

图3 40m简支钢箱梁跨中正弯工况下加载车纵向布置(单位:m)

四、静载试验结果

(1)应变测试结果

(2)挠度测试结果

(3)裂缝观测结果

在试验截面附近加载前和加载过程中均未观察到可见裂缝。

五、静载试验结果分析

本次荷载试验效率在0.83~0.90之间,在试验荷载作用下试验截面实测应变值均小于相应理论计算值,应变校验系数范围为0.61~0.82,卸载后的相对残余应变均小于20%。实测挠度值均小于相应理论计算值,挠度校验系数范围为0.54~0.69,卸载后的相对残余变位均小于20%。在加载前和加载过程中各试验截面附近均未观察到可见裂缝。

六、动载试验内容

测定桥梁的动力特性(频率、阻尼系数)及动力响应(动应变、冲击系数)等,以便对桥梁结构的受力性能作出全面、客观的评价。本次动载试验观测截面与静载试验的截面一致,所有动应变测点位置、测点与编号静载试验时相同。本次试验采用大地脉动激振方法进行动力特性测试,用1辆320kN级两轴载重车按各种车速沿车行道中线行驶进行动力响应测试,跑车时最大车速已达到40km/h。

七、动载试验结果

(1)频率

图1 40m简支钢箱梁脉动工况竖向位移自功率谱

(2)动应变与冲击系数

试验截面的荷载效率为0.258,动应变测试结果如下:

注:表中应变符号受拉为“+”,受压为“-”。

八、动载试验结果分析

(1)动力特性:40m简支钢箱梁实测第一、二阶阶面内(竖向)弯曲振动频率分别为3.05Hz、8.91Hz,均大于相应理论计算值,说明本桥动力特性正常。

(2)动应变:在1辆试验重车以不同时速通过时,40m简支钢箱梁跨中截面下缘拉应变在(56~60)με之间,动力响应动应变值正常。

(3)冲击系数:在各车速跑车或制动时,40m简支钢箱梁跨中截面冲击系数在0.009~0.038之间,按规范计算的冲击系数为0.117,实测冲击系数均满足规范要求。

九、小结

综上所述,该桥40m简支钢箱梁桥跨受力性能满足城-A级荷载标准的正常使用要求。

参考文献:

[1]范立础,徐光辉.桥梁工程[J].人民交通出版社,2001.7.

[2]江阿兰,盖玉杰,王伟哲. 讷河大桥承载能力可靠性评估[J].东北林业大学学报,2006,(03) .

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[4]胡杨,李德建,魏俊.湘江北大桥西引桥静动载试验分析[J].大众科技, 2008,(08) .

论文作者:南林,胡建新,刘波

论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年2月供稿

论文发表时间:2016/5/27

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