预应力混凝土简支T梁荷载试验分析.pdf

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1、2014年第5期北方交通一53一文章编号：1673—6052(2014)05—0053—03中图分类号：U441．2文献标识码：B预应力混凝土简支T梁荷载试验分析冯良勇(辽宁大通公路工程有限公司沈阳市110111)摘要：采用有限元分析软件MIDAS／Civil建立了某预应力混凝土简支T梁桥实体单元模型，采用该有限元模型对桥梁在试验荷载作用下的静力性能和动力性能进行了分析。关键词：预应力混凝土简支T梁；有限元；挠度；横向分布系数；应变；自振频率1工程简介某桥建成于1987年。全桥共4孔，单孔跨径为30m，桥梁总长为126．18m，斜交角为90。。桥面布置为1．75m(人

2、行道)+9．0m+1．75m(人行道)。上部结构为装配式后张法预应力混凝土简支T梁，每孔共有7片梁。支座采用板式橡胶支座。下部结图2实体单元模型构为肋形埋置式桥台，钢筋混凝土薄壁墩，墩台基础力状态，以达到满足鉴定桥梁承载力和桥梁状况评均为扩大基础。桥面铺装采用沥青混凝土，设计横定的要求。本文根据预应力混凝土简支T梁的坡为1．5％。设计荷载等级为汽车一20级，挂车一结构特点以及现场实际条件，拟定车辆在第4跨中100。桥梁跨中横断图如图1所示。加载，加载位置如图3所示。粱中心线粱中心线lJ』粱中心线粱中心线l1l粱中心线粱中心线粱中心线112R7n1Rn1R^R图1跨中横

3、断面图(单位：cmJ2有限元模型建立图3车辆加载布置图(单位：cm)采用有限元分析软件MIDAS／Civil建立某桥预3．2试验内容应力混凝土简支T梁实体单元有限元模型。本模(1)试验孔跨中断面的挠度；型中实现实体单元预应力的方法为：根据设计图纸，(2)试验孔横向分布系数；在预应力钢筋的实际布置位置分割实体单元，通过(3)试验孔跨中断面的应变。连接分割实体单元后实际预应力钢筋位置的节点建3．3测点布置立梁单元，最后采用将梁单元降温施加预应力的方挠度测点位置及测区编号见图4。应变测点位法实现实体单元预应力模拟¨。有限元实体单元置及测区编号见图5。模型如图2所示。3．4荷

4、载等级3静载试验研究本次静载试验加载时采用三辆解放车分三级对3．1试验工况该桥加载，具体如下：试验荷载工况的选择，应反映结构的最不利受北方交通2014年第5期+测区5+测区6E+测区7*测区8趔十测区9迥l+测区1O一测区l1图4挠度测点位置及测区编号图(单位：ClTI)图6第4孔T梁实测荷载一挠度曲线表2横向分布系数实测值与理论值图5应变测点位置及测区编号图(单位：cm)号0载一一级荷载(244．60kN)-_o载0载一二级荷载(456．OOkN)-_o载0载一三级荷载(668．85kN)__0载3．5挠度测试结果在试验荷载作用下，主要测点挠度测试结果和—．_实测值

5、+计算值计算结果见表1。图7实测横向分布系数表1主要测点挠度值(单位：mm)论值见图7：由以上图表可以看出，该桥第4孔T梁跨中横向分布系数实测值与理论值比较接近，且线形平顺，因此，T梁横向连接较好，结构横向分配能力较强。3．6应变测试结果在试验荷载作用下，应变测试结果和计算结果见表3。表3应变测试结果(单位：uE)注：测区编号详见幽4。由表1可以看出，该桥T梁跨中测点挠度校验系数为0．71，规范规定预应力混凝土桥挠度校验系数范围为0．70～1．00，主要测点挠度校验系数满足规范要求。该桥第4孔T梁跨中实测荷载一挠度曲线如图6。由图6可知，在各级试验荷载下，实测第4孔T

6、梁跨中荷载一挠度曲线呈现线性变化，表明结构处注：测区编号详见图5。于弹性工作状态。由表3可知，4—3号T梁应变校验系数为0．72T梁横向分布系数实测值与计算值见表2。～0．85，规范规定预应力混凝土桥应变校验系数范该桥第4孔T梁跨中横向分布系数实测值与理围为0．60—0．90，应变校验系数满足规范要求。2014年第5期冯良勇：预应力混凝土简支T梁荷载试验分析4—3号T梁实测荷载一应变曲线见图8。表44—6号T梁动力特性结果卜测区1_--测区2露测区3翻图84—3号T梁实测荷载一应变曲线由图8可以看出，在各级试验荷载下，4—3号T图104—6号T梁计算一阶振型梁实测荷载

7、一应变曲线基本呈现线性变化，表明结5结论构基本处于弹性工作状态。(1)在试验荷载作用下，第4孔跨中挠度试验值4动载试验与计算值的比值在校验系数11的常见值0．70～1．04．1测点布置的范围内，满足规范要求，说明该桥竖向刚度较大。本次试验主要测定结构的自振频率，在4—6号(3)在试验荷载作用下，4—3号梁跨中截面应T梁中心纵向布置一排测点。试验使用的仪器为变校验系数为0．72—0．85，在预应力混凝土应变校DH5920动态信号测试分析仪，891—1V拾振器。测验系数常用值0．60—0．90之间，说明结构强度能够点布置如图9所示。满足使用要求。(3)该