东风大桥桥梁荷载试验分析.pdf

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1、交通建设t阿目黄哺2012年9月东风大桥桥梁荷载试验分析郑景龙(广州市交通工程质量监督站)摘要：为了了解东风大桥建成后实际承载能力是否满足设计要求，保证桥梁正常安全使用，针对东风大桥上部构造进行了静动载试验。本文通过结构理论计算分析，阐述了试验实施过程及所取得效果。关键词：桥梁：现场荷载试验：静载；动载1工程概述本工程位于广州市花都汽车城炭步镇，为车城主干道东风大道的跨江工程(东风大道南延线跨越巴江河)。工程南岸落地点与规划道路平交，向北依次跨越规划支路、南岸防洪堤、巴江河、北岸防洪堤、沿江大道，北岸落点与江北二路平交。工程总长1012．269m。其中本试验段东风大桥主

2、桥上部结构采用现浇预应力混凝土变截面连续箱梁，全长830m，跨径组合为(3×25“×25+3×25+18)+(73+130+73)+(3×30+4×30+(27+30+27)+4x25+3x25)。主桥桥宽20．5m，横断面布置如下：2．25(人行道+栏杆)+16．O(行车道)+2．25(人行道+栏杆)。该桥的设计荷载为城一A级，双向四车道，2010年完工。2检测内容本次选取东风大桥主桥73+130+73m连续箱梁桥进行荷载试验，内容包括静载试验及动载试验。静载试验的项目为：(1)中跨跨中最大正弯矩截面(A截面)的应变和中跨跨中挠度；(2)边跨0．4L处最大正弯矩截面(

3、C截面)的应变和边跨跨中挠度，本次选取第12跨边跨进行静载试验：(3)支点附近最大负弯矩截面(B截面)的应变，本次选取左幅桥12#墩支点附近截面进行静载试验。试验控制截面见图1所示。12●囊13煺14蝴图l试验控制截面示意图动载试验的项目为：(1)在桥面上，整车重为350kN的汽车分别以20kln，II、30km，Il、40km／lI的行驶速度匀速地进行跑车使桥梁产生受迫振动，量测桥梁的振动频率。(2)在试验桥跨的最大挠度位置，汽车后轮从约15cm高的垫木上自由下落对桥梁进行的激励振动，量测桥梁的振动频率。(3)在桥梁无车辆通行时，桥梁受环境自然激励，量测桥梁的固有振动

4、频率。3静载试验3．1静载试验检测内容在试验荷载作用下对桥梁控制截面进行如下测试：(1)工况一：连续梁130m跨跨中最大正弯矩截面(A截面)的应变和跨中挠度；(2)工况二：连续梁墩顶附近最大负弯矩截面(B截面)的应变；(3)工况三：连续梁73m跨O．4L处最大正弯矩截面(c截面)的应变和跨中挠度。3．2结构分析计算以及试验加载3．2．1桥梁结构分析计算与加载方案按照《桥涵设计通用规≯酚，对于主桥连续梁设计活荷载作用下的内力与变形进行计算。本次试验计算采用Mid∞2010，civil软件进行建模分析。·146·图2桥梁计算模型在设计活荷载作用下计算连续梁桥中跨跨中最大正弯

5、矩为42059．8kN·m，离12#墩1．5m处负弯矩为一92431．7kN·m，边跨跨中最大弯矩为38460．1kN·m。本次静载试验的试验荷载值根据最大弯矩等效方法确定，静力荷载效率T1的计算公式为：q=S√(S×8)式中：s。。——试验荷载作用下，检测部位变形或内力的计算值；S——设计标准荷载作用下，检测部位变形或内力的计算值；8——设计取用的冲击系数。荷载效率取值范围为0．8～1．05。考虑现场组织标准车队困难，采用弯矩等效原则，试验选用14台整重约400kN的车为加载车辆进行加载。在试验荷载作用下，箱梁各控制截面的试验弯矩和试验荷载效率如表l所示。表l试验弯矩

6、(kN·m)和效率系数工况控制截面设计弯矩(kN·m)试验荷载试验弯矩(kN·III)试验荷载效率中跨跨中处42059．8lO台车44162．81．05离12#墩1．5m处一92431．714台车一86075．3O．93边跨0．4L处38460．18台车40307．21．053．2．2静载试验的测点布置(1)挠度测点布置本次试验沿试验主桥的试验桥跨的跨中、L几、3【“、支点位置布置挠度测点，共计26个测点，具体测点布置见图3所示：^1^2A3“A5M^7"∞A10A11^12A13B2B3科I5∞盯明l●B10B11B12E图3挠度测点布置试验加载过程中的各工况挠度观测

7、点如表2所示。表2试验加载工况及检测测点表试验加载工况挠度测试点应变测试截面Al、A3、Bl、B3、A5一A9，工况一：中跨跨中最大正弯矩(鼍级)A截面B5～B9、All、Bll、A13、B13工况二：支点负弯矩(五级)B截面工况三：边跨跨中最大正弯矩(二级)Al—A5，Bl—B5c截面(2)应力(应变)测点布置本次试验应力检测截面选择3个截面(如图l所示)，各个截面分别设置7个应变测点，具体应变测点位置见图4。图6所示。图4A截面应变测点布置图(单位：m)3．3静载试验结果及分析3．3．1挠度数据整理与分析在试验荷载作用下各工况实测挠度