某山区桥梁荷载试验计算分析与研究

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1、某山区桥梁荷载试验计算分析与研究武汉市政工程设计研究院有限责任公司武汉430023摘要：某山区大桥为3跨连续刚构桥，设计荷载等级为公路-1级。木文通过计算分析确定该桥的荷载试验方案并进行了试验。试验证明：该桥结构刚度、承载能力均满足公路-I级设计荷载标准要求。关键词：荷载试验；荷载试验效率；挠度；应变某山区大桥位于杭瑞高速遵义至毕节段，该桥位于某山区镇北约3.5km处，桥梁上部结构为74m+135m+74m预应力混凝土连续刚构桥，全长300.16m,起点桩号K1751+770.84,终点桩号K1752+071。全桥平面除0号台及其到第一边跨16.8m的范围位于缓

2、和曲线段外，其余部分均位于直线段；全桥位于纵坡为1.9%的直线上。设计荷载：公路-I级。设计时速:80km/h。行车道宽度：2×净一11m。木次荷载试验主要有试验方案拟定、现场试验、试验报告编辑3个步骤。1试验方案木次计算采用结构分析专用软件MIDASCIVIL2010对该桥进行结构分析,建立全桥模型，共划分133个节点，132个单元，主梁采用梁单元进行模拟。其计算模型见图1。试验中根据试验项目的不同要求，试验车辆横桥向布置分为中载布置及偏载布置。图1梁单元模拟计算模型通过计算，正常使用状态下汽车荷载作用下的最不利截面见图2,并将木次荷载试验分为5个

3、工况。工况IH1截面在最不利汽车荷载作用下的最大正弯矩中（偏）载效应；工况II：J2截面在最不利汽车荷载作用下的最大负弯矩中（偏）载效应；工况lll：J3截面在最不利汽车荷载作用下的最大正弯矩中（偏）载效应；工况IV:j4截面在最不利汽车荷载作用下的最大负弯矩中（偏）载效应;工况V:j5截面在最不利汽车荷载作用下的最大正弯矩中（偏）载效应。图2静载试验应变测点截面布置图（单位：m）经计算，荷载试验方案确定由两车道公路-I级荷载控制，由此计算得到荷载效率见表1，详细载位布置见图3〜图4（偏载载位未示），试验加载时各工况均采用三级加载。表1试验工况荷载效应工况截面公

4、路一I级汽车荷载效应/（kN..m-1）试验荷载效应/(kN.m-1)试验荷载效率I、VJ1-J1J5-J514626.6514663.781.00-57594.19-61326.041.06IIIJ3-J315523.0816321.731.05IVJ4-J4-57594.19-61326.041.06图3工况I、V荷载（中载）布置示意图（单位：m）图4工况II、III、VI荷载（中载）布置示意图（单位：m2测试内容与测试方法（1）应力（应变）测试。箱梁应力控制截面混凝土表面应力（应变），采用在混凝土表面粘贴智能振弦式数码应变计，匹配SZZX-ZH1三智读数仪

5、进行数据采集。（2）挠度测试。箱梁控制断面的挠度采用高精密水准仪进行测量。3试验结构分析（1）挠度、应变数据分析。该桥在各加载工况下，从实测数据来看，各截面的挠度校验系数均满足《公路桥梁承载能力检测评定规程》（」TG/TJ21-2011）中小于1的要求，艽中右幅桥工况III（中载）挠度数据及右幅工况III挠度曲线见表2、图5所示（其他工况挠度数据未示）。表2右幅工况III挠度数据（中载）测点编号-级加载实测值（mm）二级加载实测值（mm）三级加载实测值（mm）理论计算值(mm)校验系数残余绝对值(mm)残余相对值1#0.000.000.000.002#1.342

6、.032.780.700.289.2%3#2.343.454.675.260.438.4%4#1.021.682.763.4211.0%5#0.000.000.00-5.05-6.67-7.93-14.21-5.0%7#-7.16-11.83-15.51-25.890.018#-9.56-15.19-19.60-31.029#-9.23-13.13-15.96-24.9610#-6.05-7.83-9.14-10.780.853.2%00.000.000.000.0#TT1.962.692.153.120.690.272.113.284.254.810.880.

7、360.442.703.433.830.900.246.5%00.000.000.000.0#ST图5右幅工况III(中载)挠度曲线从实测结果来看，各加载工况主梁截面应变校验系数均满足《公路桥梁承载能力检测评定规程》(jTGAj21-2011)中小于1的要求。(2)动载数据分析。动荷载试验是为了测定桥梁结构的自振特性或在动力荷载作用下的受迫振动特性，通过动载试验评定该桥的行车性能以及行车安全和舒适度，本次主要测试内容有：桥梁的动力性能：基频；汽车荷载作用下的无障碍行车试验、动应变和冲击系数；汽车荷载作用下的刹车试验、动应变和冲击系数。用MIDAS结构分析软件对该

8、桥进行特征值分析计算，得