上承式箱型混凝土拱橋荷載試驗分析

《上承式箱型混凝土拱橋荷載試驗分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、萬方數(shù)據(jù)總第243期交通科技SerialNo．2432010年第6期TransportationScience＆TechnologyNo．6Dec．2010130I10．3963／j．issrl．1671—7570．2010．06．005上承式箱型混凝土拱橋荷載試驗分析葉張顏(恩施市路橋公司恩施445000)摘要通過對恩施市連珠大橋進(jìn)行靜載、脈動和現(xiàn)場荷載試驗．測得結(jié)構(gòu)的各種力學(xué)指標(biāo)和性能指標(biāo)．并與理論計算值及相應(yīng)的規(guī)范規(guī)程要求進(jìn)行了對比，從而對橋梁的整體性能和結(jié)構(gòu)的安全性做出了評價。試驗結(jié)果表明，該橋的主體結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計要求，達(dá)到了設(shè)計要

2、求的承載能力。關(guān)鍵詞上承式箱型拱橋荷載試驗承載能力鋼筋混凝土箱型拱橋具有截面挖空率大、用料省、受力合理、抗彎和抗扭剛度大、施工時穩(wěn)定性好等特點，是大跨徑鋼筋混凝土拱橋的一種比較經(jīng)濟、合理的型式u]。恩施市連珠大橋橫跨清江，橋梁跨徑組合為2×13m+901TI+181TI。主橋為上承式普通箱形混凝土拱橋，凈跨90m，凈矢高13．846121，凈矢跨比1／／6．5，拱軸系數(shù)m—1．756，主拱圈為等截面懸鏈線單箱三室箱形拱。采用平衡重轉(zhuǎn)體施工。設(shè)計荷載：城市一A級，人群荷載4kN／m2。1試驗內(nèi)容為了對本橋設(shè)計與施工質(zhì)量、結(jié)構(gòu)的可靠性做出準(zhǔn)確

3、的評價，為竣工驗收提供技術(shù)依據(jù)，并對橋跨結(jié)構(gòu)的實際工作狀態(tài)有更直接了解，判斷實際承載能力，評價其在設(shè)計使用荷載下的工作性能，依據(jù)相應(yīng)的規(guī)范對本橋進(jìn)行了荷載試驗[2]。主要測定結(jié)構(gòu)的典型部位在靜載作用下的應(yīng)變、撓度、拱腳位移及自振狀態(tài)的相關(guān)參數(shù)，通過分析，與理論值進(jìn)行比較，得出相關(guān)結(jié)論[3]。本橋測試內(nèi)容主要包括：①兩岸拱腳位移；②控制截面的應(yīng)變、撓度；③裂縫的監(jiān)測；④橋梁的自振頻率。2荷載方案的確定2．1控制截面的確定根據(jù)上承式拱橋的受力特點，考慮正彎矩最大，負(fù)彎矩最大，軸力最大及試驗過程中裂縫的發(fā)展?fàn)顩r，確定的控制截面見圖1。收稿日期：

4、2010—07—20口圖1主梁控制截面布置圖2．2測點的布置(1)拱腳位移測點的布置。在兩岸拱腳處分別設(shè)置一個垂直向測點和一個水平向測點。(2)靜載撓度測點的布置。在A、B控制截面上、下游各布置1個撓度測點，測點布置見圖2。(3)靜載應(yīng)變測點的布置。A、C、D控制截面的應(yīng)變測點的布置見圖2～4。』墮土璺[％]：][2。]圖2A、B斷面撓度測點布置圖上游l2345圖3A斷面彎曲應(yīng)變測點布置圖逖l2345垃678910圖4C、D斷面應(yīng)力測點布置圖2．3試驗荷載的加載原則各工況下試驗所需加載車輛的數(shù)量將根據(jù)設(shè)萬方數(shù)據(jù)2010年第6期葉張顏：上承

5、式箱型混凝土拱橋荷載試驗分析計標(biāo)準(zhǔn)活荷載產(chǎn)生的最不利效應(yīng)值按等效原則換算，控制效率系數(shù)在[o．8，1．053之間。3理論計算本次試驗用MIDAS／ci訪l建模，根據(jù)加載原則，確定試驗所需車輛為6輛32t單后軸載重車，前軸距后軸4．5m，前軸重6t，后軸重26t。4靜載試驗結(jié)果為了得到精確可靠的數(shù)據(jù)，試驗前對所有儀器進(jìn)行了檢定。試驗前進(jìn)行了預(yù)演和溫漂試驗，及時更正了不良測點。每個工況的最大溫差不超過1℃。試驗完成后，根據(jù)導(dǎo)線電阻和應(yīng)變片電阻，對每個應(yīng)變值逐一校正。4．1拱腳位移在試驗過程中，兩岸拱腳未發(fā)生位移。4．2撓度結(jié)果以控制截面A在中

6、載作用下的實測撓度與理論計算值比較結(jié)果為例，其結(jié)果見表1。表1中載作用下A截面各測點撓度由表1可以看出，在中載作用下，截面A的各測點撓度校驗系數(shù)都小于1，通過試驗與理論計算分析，B、D截面在各工況下，各測點的撓度實測與理論的比值也都小于1，且殘余撓度較小，殘余撓度與總撓度的比值小于規(guī)范容許值20％。試驗中撓度最大值為3．60mm，小于規(guī)范允許撓度值。說明橋梁的荷載一變形性能正常，結(jié)構(gòu)整體剛度滿足設(shè)計要求。4．3應(yīng)變結(jié)果以控制截面A在中載作用下的實測應(yīng)變與理論計算值比較結(jié)果為例，其結(jié)果見表2。表2中載作用下A截面各測點應(yīng)變由表2可以看出，在

7、中載作用下，截面A的各測點應(yīng)變校驗系數(shù)都小于1，通過試驗與理論計算比較得出，C、D截面在各工況下，各測點的應(yīng)變校驗系數(shù)也都小于l，且殘余應(yīng)變較小，殘余應(yīng)變與總應(yīng)變的比值小于規(guī)范容許值20％。說明橋梁的荷載一應(yīng)變正常，結(jié)構(gòu)整體承載能力滿足設(shè)計要求。4．4裂縫監(jiān)測試驗過程中，箱梁未產(chǎn)生裂縫。5脈動試驗脈動試驗使用高靈敏度的傳感器和放大器，測量外界各種因素所引起的橋梁微小且不規(guī)則的振動，然后進(jìn)行頻譜分析，最終得到橋梁結(jié)構(gòu)的動力特性(自振頻率、振型和阻尼比)。5．1測點布置脈動試驗設(shè)3個豎向振動測點(不含激勵拾振器)，布置拾振器，分別布置在L／4

8、、跨中、3L／4截面處。5．2結(jié)果分析實測豎向一階基頻為3．460Hz，大于理論計算值2．501Hz，實測豎向二階基頻為5．519Hz，大于理論計算值3．630Hz，說明橋梁的剛度滿足要求。其