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1、吴忠黄河大桥主桥荷载试验及分析【内容提要】介绍了吴忠黄河大桥荷载试验的内容、检测方法，通过对试验成果进行理论和计算分析，对桥梁结构的各项性能指标做出了综合评价。【关键词】连续梁桥荷载试验结构分析综合评价1.工程概况吴忠黄河大桥是丹东一北京一拉萨国道主干线（宁夏境内）石嘴山一中宁高速公路上的一座大型桥梁，桥梁全长1255.4m,主桥为预应力混凝土连续梁，引桥为30m跨径先简支后连续预应力混凝土箱梁，孔跨布置为14X30+54+4X90+54+12X30mo主桥上部构造为分离式单箱双室截面连续梁，箱梁顶板宽17m,底板宽11m；桥面2%横坡设于箱梁顶部。跨
2、中梁高2.5m,根部梁高5.3m,顶板厚26cm,底板厚由跨中26cm增至根部60cm,腹板厚36cm,根部梁段由36cm增至60cm,梁体设纵、横、竖三向预应力（顶板设纵、横两向，且纵向钢束在顶板内设平弯，在腹板处设竖向微弯;腹板内设竖向，底板只设纵向），纵横向预应力束为①15.24钢皎线，Ry=1860MPa,张拉控制应力为0.75Ry,竖向预应力筋为高强精轧螺纹钢筋，沿全桥纵向在腹板内布置，间距60cm,钢筋设计强度为750MPa。张拉力为675KNo主桥下部构造：基础均为钻孔灌注摩擦桩，主桥为空心薄壁墩身（过渡墩为矩形实体墩），中间17#墩与主
3、梁固接，其余主桥墩设大吨位盆式支座。引桥墩为柱式，桥台为肋板式。主要设计标准设计荷载：计算荷载汽车■超20级；验算荷载挂车-120o桥面为双向分离式6车道，单幅桥面宽度：0.5m（护栏）+4.5m（慢车道）+0.63m（护栏）+10.87m（行车道）+0.5m（护栏）。主要材料：大桥上部结构采用C50高性能混凝土，弹性模量Eh=3.5X104Mpao大桥于1999年10月开工，2002年10月根据有关规范文件和业主的要求，对主桥进行了静、动载试验检测，目的在于检验桥梁结构的设计和施工质量，掌握新建桥梁结构的工作状态及动力性能（包括频率、振幅、阻尼特性）
4、，结合理论计算分析，对桥梁的承载能力和工作状况做出综合评价。同时积累技术资料，为工程验收，质量评定和长期健康监测提供原始数据，为桥梁的正确使用和维修、管理提供依据。2.试验内容2.1静载测试内容及测点布置Ibb2.1.1测试内容测试内容见表L对称荷载为3车道加载,偏载为2车道加载，检测截面1~9的弯曲应力以及各孔跨中的挠度,截面位置见图lo表1加载方式及测试内容2.1.2测点布置利用施工阶段应力监测所采用的光纤应变传感器，检测1~6截面的应力，传感器在这6个截面内的布设位置见图2,计72个。另外，在截面6、8、9内侧，1、2、4、7内侧及底板外侧设电阻
5、式应变片，共123个,见图3。2.2动载测试内容及测点布置注:①荷载效率系数nm=M试/M设，或nf寸试/f设；%1纵向影响线加载位置为：单车沿桥轴线纵向移动（银川-吴忠），其两后轴中心线分别位于各孔的L/4,L/2,3L/4处；③横向影响线在16#-17#跨中沿垂直与桥轴线方向移动加载。障碍。刹车试验采用一辆30t载重车以40km/h速度过桥时紧急制动于16#-17#跨中。4.测试方法和试验设备应力测试采用电阻式应变片和光纤传感器作为传感元件，二种仪表分别为静态数据采集系统（DH3815）和光纤应变测试仪（UMN-8）；挠度测试采用精密水准仪（NI0
6、04蔡司土mm/km）和位移计；梁轴线测试采用纬仪；桥梁自振特性测试采用桥上跳车和刹车余振的方法分析桥梁的自振频率及阻尼比；振动测试采用891-IV型拾振器作为传感器，用INV303/306系统进行数据采集处理；动应力采用动态应变仪和光纤应变测试系统进行测试；动挠度采用位移计和激光测挠仪（BJQN-IV）进行测试。5.试验成果及分析5.1理论计算与分析因为该桥梁结构为箱形截面，截面受力性状较复杂。结构受力具有空间特性。为了全面准确地反映测试截面上各测点的纵、横向应力及测点的挠度，本次结构理论计算分析采用了空间有限元分析方法。结构理论计算采用大型结构分析
7、程序SAP2000为计算工具，把主桥六跨468m连续梁离散成许多板单元和部分块单元（支座处横隔板）组成的空间结构体系，建立空间有限元计算模型，进行各工况荷载作用下的应力、变形计算及分析。具体理论计算数据详见表3、表4。5.2静载试验在试验中，分别记录了电阻应变片和光纤应变传感器的应力测试结果、挠度测试结果、初始线形图、压道后结构线形图、压道后的初始变形图、试验前后的残余变形，并对静载各工况下实测桥梁挠度值和桥轴线位移值进行了统计，分别绘制了各工况下的挠度曲线和桥轴线位移图。还绘制了截面横向影响线和全桥纵向影响线。限于篇幅，这里不一一列出。下面就整理后的
8、汇总的应力测试结果和挠度测试结果进行比较分析。5.2.1应力测试各截面应力理论计算值和实测值见
