南环线上跨思雅路中桥荷载试验研究

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1、南环线上跨思雅路中桥荷载试验研究【摘要】桥梁在运营过程中随着时间的推移会出现损坏，检查其继续运营的安全是非常必要的，文章以南环线上跨思雅路中桥为例，介绍了一种基于数值计算和现场静、动荷载试验的桥梁验收性方法，以了解桥梁结构实际受力状况及工作性能，评价其是否满足设计荷载等级要求，并为以后的营运、养护管理提供依据。【关键字】桥梁静力荷载动力荷载1.概述近年来桥梁在运营过程中出现破坏的现象越来越多，桥梁在局部破坏的情况下继续运营的安全性是普遍关注的问题，因此，对桥梁进行验收性荷载试验，是具有非常重要的意义。本文针对贵阳南环线上跨思雅路中桥，介绍了一种基于数值计算和现场静、动荷载试

2、验的桥梁验收性方法，对桥梁结构的内力和变形进行观测，了解桥梁结构当前的实际受力状况及其工作性能，并评价当前桥梁的实际承载能力是否满足设计荷载等级要求，为以后的营运、养护管理提供依据，具有重要的实践性意义。南环线上跨思雅路中桥（如图1所示）位于花溪大学城思雅路南段道路工程，为2X30m预应力筒支箱梁。箱梁高1.6m,顶板及鹿板厚18cm，腹板厚18cm。设计荷载：公路-I级；主梁混凝土标号：C50。1南环线上跨思雅路中桥桥梁结构进行验收性荷载试验主要内容有：①桥梁静力荷载试验（包括数值计算）；②桥梁动力荷载试验。2桥梁静力荷载试验1.1结构验算及内力计算数值计算采用有限元分析

3、软件MIDAS,参照设计图纸，结合南环线上跨思雅路中桥的结构特点，分别将左右幅的第一跨、第二跨划分为32个单元33个节点。有限元计算模型如下图所示。2南环线上跨思雅路中桥有限元计算模型分析计算时处理情况如下：1、计算荷载以公路-I级为基准；2、采用一次总算的方法进行模拟；3、桥面铺装及护栏等不参与结构计算，仅考虑其恒载对结构的影响。通过模拟分析，参考役同类型桥梁使用过程中及本桥在检查中发现的问题，选定本次荷载试验的试验控制截面。计算得出各控制截面在设计荷载作用下的最大挠度和最大内力值，并绘制出影响线，为荷载试验中各工况的车辆布置做好准备。数值计算结果，控制截面的信息以及设计

4、荷载作用下的内力、应力值见下列图表。2.2主要试验内容本次试验为基本荷载试验，荷载采用设计荷载，用载重汽车组加载，按等效内力加载法进行分级加载和卸载。在全过程中做控制截面应变测试、挠度观测和裂缝观察。2.3试验截面及测点布置2.3.1应变试验截面及测点布置本次荷载试验应力测试截面左右幅各设置了ZK1、YK1、ZK2、YK2共4个截面作为应力测试截面。共设置了16个应变测点，在测点上粘贴电阻应变片。电阻应变片的测试方向与测试截面的主要受力方向一致。2.3.2挠度试验截面及测点布置通过分析，将跨的4等分点处截面确定为挠度控制截面。全桥左、右幅共设12个挠度控制截面，各截面在左、

5、右侧均设置挠度测点。将测量尺放在相应位置桥面上，使用两台高精密电子水准仪进行竖向位移观测。2.4试验工况及加载方案2.4.1试验工况本次静力荷载试验的测试工况如下。工况一：左幅第1跨跨中截面正弯正载工况二：左幅第1跨跨中截面正弯偏载工况三：左幅第2跨跨中截面正弯正载工况四：右幅第1跨跨中截面正弯正载工况五：右幅第2跨跨中截面正弯正载工况六：右幅第2跨跨中截面正弯偏载。2.4.2加载方案本次荷载试验采用汽车等效荷载加载，各控制截面的试验最大荷载内力的静力荷载试验效率一般应满足以下条件：静载试验效率：应满足：式中：一静载试验荷载作用下控制截面内力计算值；一计入冲击系数的控制荷载

6、作用下控制截面最不利内力值；其中为按规范采用的冲击系数。试验共使用载重汽车4辆，车辆具体资料见下表。采用单排双列的加载方式加载，应力测试加载分两级加至控制荷载，二车加载（车①+②），四车加载（车①+②+③+④）。2.5测试系统本次荷载试验中，应力测量仪器采用电阻应变片进行测试，挠度测试采用高精密电子水准仪进行测试。2.6试验结果南环线上跨思雅路中桥各试验工况下测试截面的试验荷载效率为0.97,满足规范对基本荷载试验规定的要求，相关荷载试验结果可以作为评价桥梁承载力的依据。1、结构强度在各试验截面加载工况下，该桥的应力测试值与荷载存在较好的线性关系。试验桥跨在卸载后各测试截面

7、恢复情况较好，相对残余应变满足相关规范所规定的要求，表明该桥的结构工作在弹性变形范围内1）各测试截面的整体应力变化规律与理论计算基本相2）工况一，ZK1截面底面应力校验系数在0.33〜0.38之间；工况二，ZK1截面底面应力校验系数在0.39〜0.50之间；工况三，ZK2截面底面应力校验系数在0.39〜0.52之间；工况四，YK1截面底面应力校验系数在0.45〜0.51间；工况五，YK2截面底面应力校验系数在0.41〜0.46之间；工况六，YK2截面底面应力校验系数在0.35〜0.48间。说明该桥的结构强度满足设计