宁波外滩大桥荷载试验研究

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1、58世界桥梁2011年第6期宁波外滩大桥荷载试验研究周世清，赵承新。，。(1．中铁武汉大桥工程咨询监理有限公司，湖北武汉430050；2．中铁大桥局集团桥科院有限公司，湖北武汉430034；3．桥梁结构安全与健康湖北省重点实验室，湖北武汉430034)摘要：外滩大桥主桥为一座独塔四索面异型斜拉桥，跨径布置为(225+82+30)m，为了解在荷载作用下桥梁的实际工作状态，对该桥进行了静、动载荷载试验。试验结果表明：桥梁实际强度、刚度和承载能力满足设计及规范要求；桥梁工作性能满足设计和安全运营要求。通过荷载试验为大桥现状做出了科学客观的评价，同时也为今后同

2、类型桥梁结构的发展积累经验和数据。关键词：斜拉桥；静载试验；动栽试验中图分类号：U448．27；U446文献标志码：A文章编号：1671—7767(2011)06—0058—031概况验，检验桥梁结构设计与施工质量；验证桥梁结构宁波外滩大桥主桥采用独塔四索面异型斜拉桥设计理论和计算方法；直接了解桥梁结构承载情况，结构，全钢结构，跨径布置自西向东为(225+82+借以判断桥梁结构实际的承载能力；积累科学技术30)m，全长337m(见图1)。在甬江东侧浅滩处设资料，充实与发展桥梁计算理论和施工技术。一主墩，与桥塔固结，边墩均在岸上。主跨不对称于整个江面，其

3、中心与主航道中心对齐。2有限元计算主梁采用分离式钢箱梁，梁高2．4m，单幅标准在静、动载试验前运用桥梁专用有限元程序桥宽21．4m，按双向6车道设计。主梁通过横梁连MIDASCivil2006对桥梁进行空间建模，全桥共划为整体。桥塔采用三角形斜塔结构，位于主梁中间，分600个节点，617个单元。斜拉索采用索单元模向江东侧倾斜。全桥共有64根斜拉索，其中主跨斜拟，桥塔和钢箱梁采用梁单元模拟，按桥梁结构实际拉索46根，边跨斜拉索18根。斜拉索在塔上锚固受力边界条件进行约束，有限元计算模型见图2。于前塔柱塔头部分，梁上锚固于内、外两侧腹板。该试验前计算出各控

4、制断面的内力影响线_2]，进行静桥设计荷载为汽车荷载：公路一工级和城一A级双力加载计算，静力计算结果与荷载试验结果进行比控；人群荷载：2．4kN／m。。较，再结合原施工控制所获得成桥状态恒载应力来外滩大桥采用与航道相应的不对称形式以及倾判定结构的施工质量、运营安全度。斜的桥塔，三角形桥塔结构把外滩大桥定位为一个不对称的平衡体系，结构型式复杂。针对该桥结构特点，在通车前进行了荷载试验，对桥塔、钢箱梁及拉索进行全面检查。通过荷载试江西江东''823n图2计算模型3静载试验3．1试验内容及方法(1)桥塔及主梁应力。根据该桥结构特点，桥⋯单位：m塔及主梁应力测

5、试是静载试验的重要内容。主梁应图1大桥立面布置力测试以测试顺桥向应力为主，钢箱梁应力测试断收稿日期：2011—06～28作者简介：周世清(1971一)，男，工程师，1995年毕业于湖北工学院公路与城市道路专业，2008年毕业于武汉理工大学土木工程专业(Emailmrzhousq@163．corn)。宁波外滩大桥荷载试验研究周世清，赵承新59面见图3。桥塔主要测试桥塔前塔柱下端断面、后加载车进行配重，并对每辆车编号、称重。斜杆下端断面和水平杆后端断面处应力，桥塔应力根据《公路桥梁承载能力检测评定规程》规定，测试断面见图4。针对外滩大桥控制断面，按照有限元

6、计算的内力包225．82．30。．络图和内力影响线结果l_5]，确定了静力荷载试验的主要加载工况(见表1)。篇幅所限，仅列出工况1的布载方案(见图5)。表1静载试验主要加载工况图3钢箱梁应力测试断面布置Pmll(a)顺桥向图4桥塔应力测试断面布置卜+卜_-卜—+．—卜—十一卜—卜—}一_-+一—卜—卜18o18o18o18o18o18o测试采用静态数据采集装置。温度补偿用搁置I5口口!口口』I口口!口口5l在测点附近事先贴好应变片的无应力块件，实现单单幅中心线单幅中心线点逐一补偿；同时利用在施工监控过程中预埋的钢(b)横桥向单位：cm弦式应变传感器，由

7、振弦频率检测仪测量读数。图5工况1布载方案(2)斜拉索索力。采用人工激励振动法，由动3．3试验结果及分析态测试设备和专用索力仪测量。3．3．1索力测试(3)主梁挠度。在桥面上沿桥轴线及行车道主跨最大索力工况(工况5)下，选择索力增量上、下游边缘线，分东、西两半跨，按二等水准施测纲最大l_6的7、8号索进行测试。实测ZW8最大索力要进行闭合水准测量；同时在桥面上用全站仪观测增量为797．9kN，理论计算值为906．7kN，校验系复核。数为0．88，其它索索力增量校验系数在0．74～(4)塔顶偏位。用全站仪进行极坐标四测回观0．98。索力增量测试结果见表2

8、，拉索编号见图6。测，测定塔顶标记点偏位情况。3．3．2应力测试(5)梁端转角和支座位移。采用