桥梁荷载试验论文汇.doc

某桥梁静载试验实例分析 摘 要：桥梁静载试验是测量桥梁结构在静力试验荷载作用下的变形和应变变化，它是了解桥梁结构实际工作性能如结构刚度、强度等最直接有效的办法。通过对某桥梁进行静载试验，可检验该桥梁受力性能和承载能力是否达到设计及规范要求。 关键词：桥梁检测；静载试验；承载能力 中图分类号: U 445 文献标识码: A 0 引言 随着我国交通事业的不断发展，采用新结构、新材料、新工艺的桥梁结构日益增多，这些桥梁在设计、施工中必然会遇到一些新问题，其设计计算理论或设计参数需要通过桥梁试验予以验证或确定，在大量试验检测数据积累的基础上，就可以逐步建立或完善这类桥梁的设计理论与计算方法。桥梁静载试验是测量桥梁在各种静力荷载工况下的各个控制截面的应力应变及结构的变形，从而确定结构的实际工作性能与设计期望值是否相符，它是检验结构强度、刚度以及其他性能最直接、最有效的方法，且直观可信，得到技术人员的普遍认可。 1 工程概况 某桥长157.5米，设计跨径为5×30米，该桥桥面净宽为20米，斜交角为20度，设计荷载为公路- = 1 \* ROMAN I级，设计洪水频率为1/100。上部结构采用预应力混凝土小箱梁，先简支后连续的结构体系。桥墩均采用帽梁接四柱，下接钻孔灌注桩基础，墩柱径1.4米，桩径1.5米。为了减轻安装重量和增加横向整体性，在各箱之间设横向湿接缝。 2 静载试验方案 2.1 测试项目 1、主梁控制截面在试验荷载下的应变（应力）：应力是衡量桥梁结构强度的一个重要指标，在混凝土表面安装表面应变计，配自动采集系统、笔记本电脑进行数据采集分析； 2、主梁控制载面在试验荷载下的最大挠度：挠度是衡量整体桥梁结构实际刚度的重要指标之一，本次试验现场采用智能位移计进行测量； 3、主梁裂缝观测：试验加载前，对主梁是否出现裂缝进行详细的调查，如有则在试验过程中通过裂缝测宽仪监测裂缝的变化情况，同时观测是否有新的裂缝产生，并在试验后详细检查原有裂缝的长度、深度是否有发展。 2.2 加载控制截面 通过有限元软件对该桥进行结构静力分析，根据主梁在活载作用下的弯矩、挠度包络图，可确定各加载控制截面。结合桥梁结构特点及现场条件本次静载试验选取第一跨及第二跨为试验跨，相应的控制截面位置描述及控制效应内容见表1： 表1 加载控制截面位置及控制效应 加载控制截面截面位置控制效应A-A截面第一跨跨中附近截面最大正弯矩效应B-B截面第一跨内支点截面最大负弯矩效应C-C截面第二跨跨中截面最大正弯矩效应 2.3 加载车辆设置 结合计算以及考虑现场的加载设备，本次静力试验荷载采用四辆载重都为350kN的三轴汽车充当。加载标准车相关参数分别见表2： 表2 加载车辆技术参数表 车辆编号总轴荷载 （kN）各轴轴荷载（kN）轴距（m）轮距c （m）前轴重中轴后轴前-中轴 轴距a中-后轴 轴距b1~4350701401404.001.351.802.4 加载工况设置及试验效率 与加载控制效应相对应，该桥分为3种加载工况，各工况横桥向均采用两列车加载。每种工况下所需测试的截面和内容的具体情况如下表3所示： 表3 加载工况设置详表 加载工况加载项目测试截面测试内容工况1按截面A-A（第一跨L/2附近）最大正弯矩效应纵桥向二排车、横桥向两列车中载布载A-A应变、挠度工况2按截面B-B（第一跨内支点处）最大负弯矩效应纵桥向两排车、横桥向两列车中载布载B-B应变工况3按截面C-C（第二跨L/2处）最大正弯矩效应纵桥向二排车、横桥向两列车中载布载C-C应变、挠度采用桥梁专用软件迈达斯运用梁格法建立全桥有限元模型进行分析，绘出各加载控制截面的弯矩影响线图，然后根据影响线可确定各工况中汽车荷载的位置，为了保证试验的有效性，应使试验各加载工况的静载试验效率η满足规范要求。该桥各工况的试验效率如下表4所示： 表4 试验效率 加载工况控制截面设计弯矩(kN·m)试验弯矩(kN·m)试验效率工况1A-A899.22904.811.01工况2B-B-1469.16-1427.200.97工况3C-C898.67895.571.00注：表中的设计弯矩已计入冲击荷载作用。 由上表知，所有工况静载试验效率η均在规范规定的0.95~1.05范围内。 2.5 测点布置 该桥静载试验应变测试截面有A-A、B-B、C-C三个截面，截面应变采用弓形应变计进行测试；挠度测试截面有A-A、C-C两个截面，通过设置在梁底的智能位移计对挠度进行监测。各截面应变、挠度测点具体布置如下图1、2所示： 图1 小江桥各测试截面应变计布置图 图2 测试截面