哈尔滨阳明滩大桥全桥模型静载试验研究

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1、66世界桥梁2014，42(2)哈尔滨阳明滩大桥全桥模型静载试验研究涂林威。。赵少杰。(1．中铁大桥局集团桥科院有限公司，湖北武汉430034；2．桥梁结构安全与健康湖北省重点实验室，湖北武汉430034；3．湖南省交通规划勘察设计院，湖南长沙410008)摘要：哈尔滨阳明滩大桥为(46+108+248+108+46)m五跨双塔钢一混凝土组合梁自锚式悬索桥，为了解该桥整体静力特性，按照1：5O缩尺比例设计、制作该桥全桥模型，对模型进行各种组合作用下的模拟加载和有限元计算，将试验结果与计算结果进行对比。研究结果表明：静力荷载作用下，模型实测主缆线形、主梁挠度、塔顶纵向

2、位移、吊索索力及应力均与计算值吻合较好，且均满足规范要求，说明该桥具有足够的刚度和安全储备。关键词：自锚式悬索桥；组合梁；静力性能；变形；应力；模型试验；有限元法中图分类号：U448．25；U446．1文献标志码：A文章编号：1671—7767(2014)02—0066—041工程概述虑试验内容、制作精度及试验场地的基础上，根哈尔滨阳明滩大桥为五跨双塔钢～混凝土组合据相似理论，按照1：50的缩尺比例设计和制造了梁自锚式悬索桥，跨径组合为(46+108+248+108+全桥试验模型，模型长11m、宽0．8m、高1．8m。46)m，全长556m，主缆垂跨比为1／5，矢高

3、48m。哈尔滨阳明滩大桥全桥试验模型如图2所示。桥塔为H形钢筋混凝土结构，主跨及边跨主梁为钢一混凝土组合梁，锚跨主梁采用分离式混凝土双箱梁，每幅箱梁为单箱双室截面。哈尔滨阳明滩大桥总体布置示意如图1所示。松北(dD群力(南)556248图2哈尔滨阳明滩大桥全桥试验模型单位：m2．1．1主梁实桥主梁为钢一混凝土组合梁，试验模型的钢图1哈尔滨阳明滩大桥总体布置示意箱梁采用不锈钢制作，混凝土主梁及桥面板采用铝目前已有的研究主要针对独塔钢混结合梁自锚合金制作。几何缩尺后，当模型主梁板厚的尺寸太式悬索桥1和双塔双索面混凝土自锚式悬索桥的小，无法制作时，将主梁加劲肋的面积分别等

4、效到相整体静力特性进行开展。而针对组合粱自锚式悬索应板件上，并保证模型主梁与实桥主梁在有效截面桥全桥模型试验的研究较少。因此，为了解哈尔滨的轴向、竖弯及扭转刚度满足相似条件，同时在模型阳明滩大桥的整体静力特性，按照相似理论设计和制作了阳明滩大桥全桥试验模型，进行全桥模型静主梁上采用放置铁块的方式进行恒载补偿。主缆与载试验，对其整体静力特性进行研究。主梁尾部局部锚固部位采用螺纹杆方式连接，以抵消主缆巨大的上拔力，并将锚固部位进行加厚处理。2模型试验2．1．2桥塔及基础2．1模型设计实桥塔柱为钢筋混凝土结构，为了满足缩尺后为了得到较精确的、理想的试验数据，在综合考桥塔模

5、型的美观和模拟要求，模型塔柱结构采用铝收稿日期：20131120作者简介：涂林威(1981一)，男，工程师，2004年毕业于武汉理工大学土木工程专业，工学学士，2007年毕业于武汉理工大学道路与铁道工程专业，工学硕士(E—mail：tulinwei@163．com)。哈尔滨阳明滩大桥全桥模型静载试验研究涂林威，赵少杰67合金制作，并尽量确保各个方向的刚度(抗弯、抗扭(5)工况5：将对主跨1／4跨最大弯矩加载和对及轴向)和截面抗弯模量满足相似要求。模型塔底桥塔横梁顶最大负弯矩加载合并为T况5进行。工通过地角螺栓与地锚梁连接，桥墩及临时墩采用混况5的加载布置按照桥塔横梁

6、顶最大负弯矩]二况进凝土制作。行加载，即除恒载外，在全桥主跨的右半跨、右边跨2．1．3主缆和索鞍的右边半跨以及左边锚跨布置0．82N／mm均布荷根据相似条件，模型每根主缆由1根公称直径载，在主跨右侧1／4位置布置576N集中荷载。为8mm的平行钢丝索(包含200根细钢丝)制作而2．3测试方案成。主缆精确下料后锚固于模型主梁的锚箱，并将在主梁、主缆、桥塔、锚墩及过渡墩的控制断面配重的铁砂袋均匀悬挂于主缆上，试验前对吊索与位置布置位移测试系统，测量横向、竖向及纵向等挠主缆的连接扣件进行抗滑试验，以防止吊索与主缆度和位移。主梁、桥塔、锚墩和过渡墩一共布置16在连接扣件处产

7、生相对滑移。索鞍采用与实际结构个应变测试断面，应变测试采用电阻应变片。吊索相似的钢质加劲肋板构造，并与桥塔栓接。索力测试采用光栅应变片进行测试，主缆轴力及临2．1．4吊索时墩支反力采用压力环进行测试。经缩尺后，实桥标准吊索(OVM—GJ1515)和非标准吊索(OVM—GJ15-19)对应缩尺直径分别为3有限元计算1．46mm和1．65mm，考虑到实际加工制作的可能根据模型设计图，并参照《城市桥梁设计荷载标性，模型吊索采用单股，直径分别为1．5mm和2．0准》(CJJ77—98)，结合相似理论，采用桥梁专用有限mm。吊索上端索夹采用钢丝绳夹具，下端利用布元程序MI