梁格法在连续箱梁桥荷载试验中应用

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1、梁格法在连续箱梁桥荷载试验中应用　　摘要：桥梁荷载试验是鉴定桥梁承载能力、评估桥梁现状的重要手段。用合理的计算方法进行结构分析尤为重要。本文用梁格法建立模型，对某单箱双室预应力钢筋混凝土连续梁桥的静载试验结果进行分析，并对其主梁结构工作状态进行评价。关键词:荷载试验；梁格法；连续梁桥Abstract:Thebridgeloadtestisanimportantmethodforidentificationofbridge,bridgebearingabilityevaluationstatus.Theanalysisofthisstructurebyreaso

2、nablecalculationmethodisparticularlyimportant.Thispaperestablishesamodelusinggrillagemethod,onasingleboxdoubleroomprestressedreinforcedconcretecontinuousbeambridgestaticloadtestresultsareanalyzed,andtoevaluateitsgirderstructureworkingstate.Keywords:loadtest;beam;continuousbeambridge

3、中图分类号：TU99文献标识码：文章编号:7引言：单箱多室箱梁因整体性能好、梁高较小、外形美观，且能方便地适应线路的变化从而在公路互通立交桥、城市立交桥中广泛采用，同时其承载能力成为其备受关注的焦点，所以对单箱多室梁桥的结构分析尤为重要。而桥梁荷载试验是鉴定现役桥梁承载能力、评估桥梁现状的重要手段，而梁格法的特点是用等效梁格来代替桥梁上部结构分析梁格的受力状态，建立模型简便，结果提取方便，另一方面结果可以与箱梁荷载试验所关心的梁腹板、梁肋以及梁底的内力情况相对应，所以在箱梁结构分析及荷载试验中得到了大量应用。一、工程概况本文研究对象为天津某公路桥，上部结构为预

4、应力混凝土箱梁，单箱双室，全长121m，该桥跨径布置为38m+45m+38m，桥面全宽10m，行车道净宽9m，设计荷载为公路-Ⅰ级，桥梁的横截面示意图见图1-1。图1-1桥梁横截面示意图二、有限元模型的建立1.梁格法理论7梁格法是一种空间计算的近似方法，实质是用等效梁格来代替桥梁上部结构，分析梁格的受力状态可得到实桥受力状态。理想的刚度等效原则是：当原型实际结构和对应的等效梁格承受相同的荷载时，两者的挠曲将是恒等的，并且每一梁格内的弯矩、剪力和扭矩等于该梁格所代表的实际结构部分的内力。一般来说，虚拟的横向联系梁的数量、刚度及与主梁的连接方式都会影响结果。因而在

5、运用梁格法时，关键问题是如何划分梁格单元，各单元截面特性的计算、加载，以及对分析结果的正确运用。2.模型建立运用梁格法建立该桥的模型，箱梁分为三个梁格，用工字型虚拟横梁连接，横梁的间距要考虑主梁的连续性，还要考虑车辆的加载位置，模型示意图见图2-1。图2-1梁格法模型示意图三、静荷载试验数据的分析针对连续箱梁的特性，对加载试验理论值与设计值和实测值，进行对比分析，以准确判定结构的承载能和计算理论的可靠性。1.静载加载效率为充分评价桥梁主结构的建筑质量和受力变形状态是否满足设计要求，加载效率应在一个合理的范围内，即满足试验荷载效率的要求。试验荷载效率系数为式中：

6、——静载试验荷载作用下控制断面内力计算值；——控制荷载作用下控制截面最不利内力计算值；——按规范规定的冲击系数。本桥采用350kN加载车进行加载，加载车主要尺寸见图3-1。图3-1加载车尺寸载重示意图7按照《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60—2004)规定的公路-Ⅰ级的荷载标准，计算该桥在设计荷载下的内力指标，同时依据加载原则，对结构施加车辆荷载等效的静力荷载，分别得到结构内力设计值和试验计算值如表3-1所示。表3-1静荷载试验效率静载情况控制项目内力设计值/kN·m试验计算值/kN·m荷载效率η加载方式工况1边跨跨中最大正弯矩9762.98007.710

7、.82对称见图3-2工况2边跨跨中最大正弯矩9743.08007.830.82偏载见图3-2a．工况1桥面汽车对称布载示意图b.工况2桥面汽车偏载示意图图3-2桥面汽车布置示意图从表1中数据可以看到，各个工况的加载效率均满足《大跨径混凝土桥梁的试验方法》要求的0.8≤η≤1.05的规定72.应力分析边跨跨中最大正弯矩控制截面在工况1、2的情况下各测点应力实测值如表3-2所示，应力校验系数如表3-3所示，测点布置图见图3-3。图3-3应力测点布置示意图表3-2应力实测值表3-3应力校验系数分析本次荷载试验各工况控制截面各测点相对残余应变均小于10%，说明结构弹性

8、性能较好，满足要求；应变实测值均小于理