咸宁核电厂富水大桥荷载试验方案优化研究

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1、咸宁核电厂富水大桥荷载试验方案优化研【摘要】富水大桥作为咸宁核电厂大件运输道路上新建重载桥梁，除满足设计时速5km/h重载1000吨运输要求外，还需满足二级公路汽-20,挂-100设计时速80km/h作用下动载要求。本文以富水大桥荷载试验安全、顺利进行为背景，以常规检测方案为基础，针对特种荷载进行理论计算分析，并对检测参数、等效加载、安全措施等内容进行了优化研究，为后续内陆核电厂大件运输道路重载桥梁检测提供了借鉴意义。【关键词】大件运输；重载桥梁；荷载试验；桥梁检测;等效加载1、工程概况咸宁核电厂位于咸宁市通山县大阪镇境内，富水大桥为咸宁核电厂大件运输道路中新建桥梁，大桥全

2、长360m,桥宽12.5m,设计时速80km/h（二级公路汽-20,挂100布载）；大桥共分三联，每跨采用6X20m连续箱梁连接而成［1］。大件控制运输荷载为索埃勒4纵列24轴线液压悬挂，全轮转向，三点支撑的自行式平板挂车，挂车总宽6.3米，总长36.0米，车板高度1190±300毫米，挂车自重158.4吨，装载货物后总重量为930吨，每轴线重38.73吨，时速5公里/小时［3］。车辆纵向载荷分布图如下：图1-1车辆纵向载荷分布图车辆横向载荷分布图如下：图1-2车辆横向载荷分布图图1-3富水大桥桥梁全貌2、新建桥梁荷载试验检测目的及内容2.1新建桥梁荷载试验目的桥梁主体施工

3、完成后，为了解该桥的实际状态及检验结构受力性能，保证桥梁运营的安全可靠性，需要对该桥进行工程质量试验检测，实现如下目的：1、通过现场加载试验以及对试验观测数据和试验现象的综合分析，检验本桥设计与施工质量，确定工程的可靠性,为竣工验收提供技术依据［2］［7］⑻［10］；2、直接了解桥跨结构的实际工作状态，判断实际承载能力，评价其在设计使用荷载下的工作性能［4］；3、验证设计理论、计算方法和设计中的各种假定的正确性和合理性，为今后同类桥梁设计施工提供经验和积累科学资料［5］；4、通过动载试验测定桥跨结构的固有振动特性以及其在长期荷载阶段的动力性能，评估实际结构的动载性能［9］；

4、5、通过荷载试验，建立桥梁健康模型，记录桥梁健康参数⑹。2.2常规桥梁检测项目介绍根据目前国内《公路桥梁承载能力检测评定规程》（报批稿）等规范及通常做法，一般二级公路桥梁荷载试验检测内容包括［9］：1、确定桥梁外观检查2、桥梁混凝土强度等基础指标检测3、桥梁结构混凝土碳化深度检测4、桥面线形5、静载试验桥梁静载试验一般采用汽车荷载在指定位置对桥梁进行加载，测试其在试验荷载作用下的应变（应力）、挠度等,并对桥梁状况进行检查，从而了解桥梁结构在静载试验荷载作用下的工作状态和受力性能，判断桥梁结构实际承载能力，评价其在设计使用荷载下的工作性能［4］。6、动载试验动载试验是指采用动

5、力荷载，如行驶的汽车荷载或者其他动力荷载作用于桥梁结构上，以测定结构的动力特性，如振动变形，从而判断出桥梁结构在动力荷载下受冲击和振动影响，从而确定其工作状态；通过动载试验得到桥梁在不同车速下产生的冲击力系数，进一步判断桥梁的工作性能和安全性能［6］。3、富水大桥荷载试验方案优化检测单位根据以往经验，拟采用特种荷载运输车辆加载设计工况重量后模拟运输，检测方法与手段与常规二级公路桥梁同，该方案可操作性不强，费用高，安全风险大。3.1富水大桥荷载试验原始方案存在问题及现状分析针对检测单位提交的检测方案，考虑该桥梁的特殊性，结合现场实际情况，分析如下：1、富水大桥为重载桥梁，设计

6、荷载布置方式见图1-1至图1-2,设计速度5km/h；同时，富水大桥承担二级公路常规桥梁的功能，设计速度80km/h,二级公路设计荷载采取汽-20,挂-100控制，因此，荷载试验中选取哪种荷载作为静、动载试验的控制界面的控制荷载，需给出合理理由；2、因咸宁核电厂大件道路尚未完全改造完成，大件运输所需的自行式平板挂车无法抵达现场，且因目前国内该类型车辆数量非常有限，车辆租赁费时长，费用高，无法满足现场工期要求。3、荷载试验所需荷载重，实施过程中安全风险大，原方案中未考虑安全防范措施。因此，对原方案进行优化，寻求一种既安全、经济、便于操作且又能达到检测目的的新方案，成为现场亟需

7、解决的问题。3.2富水大桥荷载方案优化过程3.2.1试验跨及试验断面的选取原则1、试验跨的选取必须具有代表性。根据设计院提供的理论计算的控制截面弯矩包络图可知，富水大桥为三联连续梁，跨与跨之间结构模式基本相同，每跨内结构的连接方式、受力特点对称，因此，可以选取三联中任何一联作为试验跨;2、试验跨选取需考虑桥墩高度及桥梁基础情况。富水大桥第一联第5、6跨的桥墩最高，且该处为水库中心地段,桥梁桩基础最深；综合考虑以上两种情况，选取富水大桥第1联5、6跨作为试验跨和试验截面。同时，确定需要检测的项目为：(1)边跨跨中附近