钢筋混凝土箱型拱桥荷载试验研究.pdf

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1、钢筋混凝土箱型拱桥荷载试验研究甍严(重庆交通大学土木学院，重庆400074)摘要：新建桥在交工时需通过荷载试验评定桥梁承载能力，以此作为工程竣工验收依据之一。通过以重庆黔江某钢筋混凝土箱型板拱桥为背景，运用有限元分析软件MIDAS／Civil2012建立精确模型，分析比较桥梁在不同荷载工况下的截面内力、位移、自振频率理论值与静、动载试验实测值，说明该桥整体特性指标良好，为同类型的桥梁设计、试验、运营管理提供借鉴。关键词：拱桥；静动载试验；有限元计算中图分类号：U446．1文献标志码：A文章编号：1672—4011(2016)04—0174—02DOI：10．3969／i．

2、issn．1672—4011．2016．04．0861工程概况与实验目的正舟大桥扩建桥位于重庆黔江区舟白——正阳道路上，其主跨为100m等截面钢筋混凝土箱型拱桥，全长147．48m，设计荷载采用城市B级，人群2．5kN／m2。该桥上部结构纵断面形式设计为10m混凝土板拱+6．0m混凝土板拱+100m等截面钢筋混凝土箱型拱(单箱7室、宽10．6m)+10m混凝土板拱；横断面形式设计为O．5m隔离带(一部分)+0．5m防撞护栏+8．5m单向两车道+2．75m人行道+0．25m栏杆；下部结构采用重力式混凝土拱座及桥台。为检验正舟大桥扩建桥的施工质量与力学性能，以指导竣工验收，有

3、必要对其进行荷载试验。2荷载试验参数2．1截面选取与测点布置在试验中，选取有代表性的100、10m两跨作为荷载试验的主、次跨。其中，选择主拱圈的舟白侧拱脚截面c—C、舟白侧L／4截面B—B以及跨中截面A—A作为主要控制截面，以及舟白侧引孔的拱脚截面E—E、跨中截面D—D为控制截面，按最不利布载进行试验(该桥立面布置如图1所示)。正图1立面布置t蛩／cm对于应变测点的布置，主跨分别布置在对应截面每一箱室的上缘和下缘(拱顶只布置在下缘)，上缘、下缘均布置7个；次跨布置在下缘与侧面，跨中均布布置5个应变测点，拱脚下缘布置5个，两侧面各1个。位移测点主跨布置在拱顶和L／4的上游和

4、下游侧，用水准仪观测，次跨在跨中均布3个位移测点，用百分表观测。2．2荷载工况的类型根据拱桥的受力特点，其荷载工况类型如表1所示。表1荷载工况类型2．3有限元模拟对该桥采用桥梁结构专用分析软件MIDAS／Civil2012进行有限元模拟，其模型如图2所示，主拱圈截面高1．6m，中性轴高0．8m，设计荷载等级为城B级、人群荷载2．5kN／m2，边界条件按实际情况模拟。在加载时，对于主拱圈采用2车、4车车尾相对的形式，次拱圈采用2车横向布置，分别靠近分隔带、人行道偏心加载。试验用车辆共计4辆，前中轴距3．8m，中后轴距1．4m。2．4数据比对分析将实测值与理论计算值比较，静荷

5、载试验利用静载试作者简介：曹严(1990一)，男，四川内江人，在读硕士研究生，主要研究方向：桥梁工程。·174·验效率11q(0．8≤qq=Sstate／[(1+u)s≤1．05)作为控制值，Sstate为加载试验项目对应的控制截面内力或变位的最大计算效应值、S为控制荷载作用下控制截面最不利计算内力值、U为冲击系数，其结果如表2所示。图2桥梁计算模型第42卷第4期沪I。』遣材V01．42，No．4—2016塑月SichuanBui旆MaterialsAugust，2016表2工况静载试验效率三堡型婆堕星墼型垫亘塑盐盐蔓堡[!塑：竺2塑茎堇墼篁二!坚：竺!整墼堇堕煎塾墼皇工

6、况一、二主拱圈拱脚截面负弯矩加载C—C一6620．0—6576．50．99工况三、四主拱圈I．,／4截面正弯矩加载B—B4303．94320．01．00工况五、六主拱圈跨中截面正弯矩加载A—A4400．94203，70．96工况七、八主拱圈拱脚截面正弯矩加载C—C6064．86384．11．05工况九、十引孔拱脚截面负弯矩加载E—E一187．0—149．50．80工况十一、十二引孔跨中截面正弯矩加载D—D647．6546．30，84工况十三、十四引孔拱脚截面正弯矩加载E—E307．1297．40．97对于挠度、应变，采用挠度、应变校验系数小于1的余应变均小于20％，满足规

7、范要求，其结果如表3。4所标准进行控制，通过计算模拟与实测分析，主拱圈与次拱示。圈挠度、应变校验系数均小于1，卸载后相对残余挠度、残表3挠度校验系数一。下缘应变计算值下缘应变实测值应变校验上缘应变计算值上缘应变实测值应变校验一～变化区间／p,e变化区间／¨8系数变化区间／斗8系数]二况——(C1～C7)一67一一75—33～一400．44～0．6061—6730一380．46—0．58]二况二(Cl—C7)一60～一82—35一一430．5l一0．6254—7430一4lO．49—0．59工况三(B1～B7)40一4416—2