大跨高墩曲线连续刚构桥荷载试验.pdf

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1、第5期(总第148期)2010年10月中圄彳放l张No．5(SerioINo．148)CHINAMUNICIPALENCINEERINGOct．2010大跨高墩曲线连续刚构桥荷载试验代筠杰，周康静，李力，黄政，张海龙(华中科技大学土木工程与力学学院，湖北武汉430074)摘要：与常规直线桥梁荷载试验不同．曲线连续刚构桥梁荷载试验有其独特的特点。结合某高速公路上一座大跨高墩曲线连续刚构桥的工程实例．介绍了荷载试验内容、试验方法和静、动载的理论计算，分析对比试验结果，并对该桥的结构性进行了评价，得出满足《大跨径混凝土桥梁试验方法》规定的结论。对同类曲线连续刚

2、构桥梁荷载试验具有参考价值。关键词：曲线连续刚构桥；荷载试验；高墩：线形测量；自振频率中图分类号：0448．230．12文献标识码：A文章编号：1004-4655(2010)05_0018-031工程概况后河大桥是湖北省某高速公路上一座重要桥梁。它位于分离式路幅段。左右幅各宽12．20m。左右幅主桥均为85m+150m+85m预应力曲线连续刚构桥。由于墩身较高．主桥桥墩采用钢筋混凝土双肢空心薄壁结构。设计行车速度为80km／h。设计荷载为汽车一超20级，验算荷载为挂车一120。桥形布置图见图1．固1桥形布置图(cml2试验内容1)静载试验。主桥控制截面在

3、试验荷载(中载)下的挠度、应变；主桥控制截面在试验荷载(偏载)下的挠度、应变、偏转；各工况试验荷载下的裂缝观测。2)动载试验。桥梁自振频率、振型与阻尼比；汽车荷载冲击系数．收稿日期：2009—12—18第一作者简介：代筠杰(1985一)，华中科技大学土木工程与力学学院博士研究生。183试验方法3．1外观检查试验前、后分别对各控制截面处进行外观检查，主要检查裂缝的出现和扩展情况。观察主梁在试验荷载作用下是否有裂缝产生。若有则记录裂缝产生部位、长度、宽度、间距、方向和形状，以及卸载后的闭合情况。3．2应力与应变测试根据各控制截面的控制内力．依影响线按各工况依

4、次加载。在箱梁各控制截面顶板、底板、腹板以及桥墩上截面布置应变测点．测量各测试截面各测点的应变大小。并计算其相应的应力及主拉应力。各截面应变测试数据由静态数据智能采集系统采集．同时采集施工监控中埋设的传感器数据【¨。全桥主梁应变测试截面为A、B、C、D、E、F6个截面(见图2)；各截面应变测点布置见图3(“o”为应变测点。“匕”为应变花测点，“V”为挠度测点)。图2主桥应力、挠度测试断面布置图本次桥梁检测主梁控制截面应力测试在各控制截面的测点位置上布置长标距混凝土应变片进行，在混凝土箱梁底板上缘和顶板下缘粘贴应变片．在混凝土箱梁两侧壁粘贴应变花。通过DH

5、一3816静态应变采集中圄千放王农代筠杰，周康静，李力，等：大跨高墩曲线连续刚构桥荷载试验2010年第5期a)B—B、E—E、F-F断面测点布置I笪Qjb)A—A、C-c．D—D断面测点布置图3断面测点布置(cm)系统测试各工况加载时各截面测点的应变变化。主桥主粱每个应变测试截面布置应变测点4个．温度补偿点1个．3．3挠度测量后河大桥是S形曲线高墩桥梁．线形正确与否特别重要。在桥梁施工过程中，曾对桥墩设置过预偏度．以尽量逼近理论设计线形。所以．在此次荷载试验中．对主梁的线性进行全面的了解，首先用全站仪按施下断面打出了两幅桥的中线．然后用精密水准仪测出了它

6、的标高．并与当前的理论值进行对比．也与试验后的测量数据相比较。作为研究梁体在试验过程中变化的依据。荷载试验过程中，主梁挠度测量采用高精度水准仪进行观测，并采用连通管进行测量。4静载试验结果及分析后河大桥是空间曲线连续刚构桥．采用空间有限元分析软件建立全桥有限元模型进行分析计算∞k4．1线形测量根据设计和施工阶段．全桥共分67个测量断面。在恒载作用下．成桥试验前后两次对测点进行测量。对数据进行分析．拟合主桥标高．并与设计标高进行比较。经过2次测量．排除测量误差．比较得出成桥试验前后桥面标高一致。说明测量无误。且成桥试验后桥面线形完全恢复．说明桥梁处于弹性工

7、作状态。4。2挠度测量测量各工况荷载作用下．控制截面竖向挠度测量值．并与理论计算值进行比较。从实测数据(从略)可以看到，两幅桥挠度实测值均小于理论值．校验系数绝大多数在0．8。1．0范围之中。均满足YC4--411982《大跨径混凝土桥梁试验方法》(以下简称《试验方法》)第3．19条的规定。本次试验中．为了切实掌握桥梁的线形变化。在采用高精度水准仪测量的同时。还在桥面上布置了水准管。水准管的读数和表中所列数据是一致的．这就真实地表达了在试验过程中结构的真实变形。4．3应力测量1)应变片测量。在各个工况下分别进行采集数据．然后与理论数据对比分析。2)传感器

8、测量。试验过程中同时采集了应力传感器(钢弦传感器和光纤传感器)的读数，并与理论值