独塔单索面预应力混凝土斜拉桥静载试验.pdf
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1、 桥梁建设2 0 1 2 年第 4 2卷第 2期 ( 总第 2 1 2期) B r i d g e Co n s t r u c t i o n。Vo 1 4 2 ,No 2 ,2 0 1 2( To t a l l y No 2 1 2 ) 5 3 文章 编号 : 1 0 0 3 4 7 2 2 ( 2 0 1 2 ) 0 2 0 0 5 3 0 6 独塔 单索面预应 力混凝土斜拉桥静载试验 关淑 萍 ,李江林 ( 浙江华东工程安全技术有 限公 司,浙江 杭州 3 1 0 0 1 4 ) 摘 要 :为 了评定某独塔单索面预应力混凝土斜拉桥 结构的 受力性 能与工作状 态, 以成桥静 载 试验
2、 结 果为依 据 , 通过 对静 载试 验相 关工 况下控 制 截 面 的斜拉 索 索 力增 量 、 桥 塔塔 顶 偏 位 、 主 梁 挠度和截面应力等重要试验数据的详细分析 , 结合理论计算结果来研 究不 同静 载试验工况下该斜 拉桥的索力变化规律、 塔顶偏位 、 结构强度和刚度等特性 。分析 结果表明, 静 力荷载作用下该桥 索 力 、 塔 顶偏 位 、 应 力和挠 度 均能 满足规 范要 求 , 该桥 承 载 能力满 足设 计要 求 。 关键 词 : 斜拉 桥 ; 独塔 ; 单 索面 ; 静 载试 验 ; 索 力 ; 塔 顶偏 位 ; 挠 度 ; 应 力 中 图分 类号 :U4 4 8
3、2 7 文献 标 志码 :A St a t i c Lo a d Te s t i ng o f a PC Ca b l e S t a y e d Br i d g e wi t h a S i ng l e Py l o n a nd S i n g l e Ca b l e Pl a ne GU AN Sh u pi n g。LI Ji a ng l i n ( Z h e j i a n g Hu a d o n g En g i n e e r i n g S a f e t y Te c h n o l o g y Co ,L t d ,Ha n g z h o u 3 1 0 0
4、 1 4,Ch i n a ) Ab s t r a c t :To a s s e s s t he m e c ha n i c a l b e ha vi or a n d wo r ki ng c on di t i on s o f a pr e s t r e s s e d c on c r e t e ( PC) c a bl e s t a y e d br i d ge s t r uc t ur e wi t h a s i ng l e py l o n a n d s i n gl e c a b l e pl a n e,t h e r e s ul t s o f
5、 t he s t a t i c l o a d t e s t i ng o f t h e c o m p l e t e d br i dg e of t he br i d ge we r e t a ke n a s t he ba s i s,t he v a r i a t i on l a ws o f t h e s t a y c a b l e f or c e s a nd t he c h a r a c t e r i s t i c s o f t he py l o n t o p di s pl a c e me n t , s t r u c t u r
6、a l s t r e n gt h a n d s t r u c t u r a l r i gi d i t y o f t h e br i d ge un de r t h e di f f e r e nt l oa d c a s e s f o r t h e s t a t i c l oa d t e s t i ng we r e s t u di e d t hr ou g h t he de t a i l e d a n a l y s i s o f t he i m p or t a n t t e s t i ng d a t a,i nc l u di n
7、g t ho s e of t he s t a y c a b l e f o r c e i nc r e m e n t o f t h e c o nt r ol l e d s e c t i on,t he p yl o n t op di s pl a c e me nt ,t he de f l e c t i on o f t he m a i n gi r d e r a nd t he s e c t i on a 1 s t r e s s u nd e r t he l o a d c a s e s a n d a l s o wi t h r e f e r e
8、nc e t o t he r e s uhs o f t he t he o r e t i c c a l c u l a t i o n The r e s u l t s o f t he s t u dy d e mo ns t r a t e t h a t und e r t he a c t i on o f t h e s t a t i c l oa d t e s t i n g,t he s t a y c a bl e f or c e s,py l o n t o p d i s p l a c e m e nt ,s t r e s s a nd de fle c
9、 t i o n c a n a l l s a t i s f y t he r e l e v a n t r e qu i r e me nt s i n t h e c o d e s a n d t h e c a r r y i ng c a p a c i t y o f t h e br i d ge c a n me e t t he d e s i gn r e q ui r e m e n t a s we l 1 Ke y wo r ds :c a bl e s t a ye d b r i dg e; s i ng l e py l o n; s i ng l e c
10、 a bl e p l a ne;s t a t i c l oa d t e s t i ng;c a bl e f or c e ;py l o n t o p d i s pl a c e me nt ;de f l e c t i o n;s t r e s s 1桥梁 概况 某独塔单索面预应力混凝土斜拉桥 ( 图 1 ) 采用 塔 、 梁、 墩 固结体系 , 跨径组成为 7 6 m+7 6 m, 总长 1 5 2 m。主梁为单箱五室斜腹板截面预应力混凝土 结构, 梁高 2 5 m, 横隔板间距 6 m。桥塔为独柱式 钢 与混凝 土 组合 结构 , 外 轮廓 采用 椭 圆形截 面 ,
11、塔高 5 1 6 m。斜拉索采用直径 7 mm 的平行钢丝束 , 全 桥共 3 6根 , 钢 丝标 准强 度 1 8 6 0 MP a 。主墩采 用 花 瓶形实体墩, 其余桥墩均采用矩形截面实体墩。采 用桩 接 盖梁轻 型桥 台 、 钻孔 灌注 桩基 础 。 主桥北侧桥面宽 3 5 0 m, 南侧桥 面宽 2 6 5 0 m ( 桥 面无 人 行 道 ) , 双 向4 车 道 。 设 计 荷 载 为 城 市 A 收稿 E l 期 : 2 0 1 1 0 7 0 6 作者简介 :关淑萍 , 工程师 , E ma il : g u a n s p 一 3 6 7 3 1 6 3 c o rn。研究
12、方向 : 桥梁 、 水电站等工程结构的检测评估、 监测等应用。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 桥梁建设 B r i d g e C o n s t r u c l 。 “ 5 4 南 燃 、 伸 缝伸 缝 f , 一 一 : 1 c 一 1 1 l一 一T n ( a )立面 ( b ) 平面 单位: 图 1 桥梁 总体 布置 Fi g 1 Ov e r a l l Ar r a n g e me n t of Br i d g e 级 , 人群荷载取 4 0 k N m 。 通车前对该桥进行 了静载试验 , 以检验施工质 量 、 确定工程 的可靠性 , 并
13、为竣工 验收提供 技术依 据 , 验证桥跨结构设计 的合理性。 2静 载试 验 主要 内容 及 方 法 2 1 控 制截 面 试 验 加载 方 式 的确 定 主要根 据 设计 荷载 在 主梁 = 产生的最不利弯矩效应值计算而得 引。根据该 斜拉桥的受力分析结果 , 选取以下关键控制截面 : A截面( 北边跨跨 中) , 车辆和人群荷载作用下最大 正弯矩截面( 北侧距离桥塔中心线 4 8 m) ; B截 ( 南边跨跨 中) , 车辆荷载作用下最大正弯矩截面( 南 侧距桥塔 中心线 4 8 m) ; c截面( 桥塔边) , 车 群荷载作用下桥墩最大负弯矩 截面( 北侧距桥塔 中心线 4 6 5 m
14、) 。A、 B、 C截面 位 置见 图 1 ( ) 。 2 2 加 载方 案 静载试验按照动态规划法进行加载嘲 , 加载量 根 据 桥 梁 的静 力试 验活 载 内力 与设 计 活载 内力之 不小 于 O 8 5且不大于 1 0 5的原则确定 。经计算 确 定试 验 最 大 需 用 3 0 0 k N 载 重 车 1 4辆 ( 6 0 k N+ 1 2 O k N+1 2 0 k N) , 试验工况和具体内容见表 1 。 表 1 静载试验 工况 T a b 1 L o a d C a s e s f o r S ta ff 竺 三 ! ! ! 塑 学兔兔 w w w .x u e t u t
15、u .c o m 独塔单 索面预应力混凝土斜拉桥静载试验 关淑萍 , 李 江林 5 5 旦 注:S 1 $ 9 、N 1 N 9 为西侧斜拉索:s 1 s 9 , N 1 N 9 为东侧相应 位置斜拉索。 图 2斜拉索编号 Fi g 2 Nu m b e r i ng o f St ay Ca bl e s 挠度( 或沉降) 测点布置( 图 3 ) 在斜拉索两侧桥 面 , 每侧 设 9个测 点 , 主桥 两侧 共计 1 8个挠 度测 点 。 在 主梁 A、 B 、 C截 面 底 板 各 布设 6个 应 变 传 感 器 , 测试 主梁 应 变 , 测 点 布置及 编号 见 图 4 。 2 4试
16、验成 果 和分析 2 4 1斜拉 索索 力 各工 况下 的索力增 量 实 测值 见 表 2 。 由表 2可 见 , 试验 工况 2 、 工况 3时 N2索 的索力 变 化最 大 , S 2 变化次之 , 靠近桥塔的短索受力变化显著 , 受试验荷 载影响最大 , 而长索在试验荷载作用时变化较小。 根据成桥后恒载作用下张拉索力结果计算出荷 载试验时上述 4根索的总的最 大索力 , 结果见表 3 和 图5 , 可 以 看 出 , 测 试 索 静 载 时 的最 大 索 力 均 在 旦 ! 巴 里 望 3 号墩 南 北 4 号墩 5 号墩 单位 :c m 图 3主 桥 挠 度 测点 布 置 Fi g 3
17、 Lay o u t o f M e a s ur e m e nt Poi nt s f o r De f l e c t i o n of M a i n Br i d g e Y 2- 3 号 墩 北 三三=j三, 4 号墩 5 号墩 7 6 0 0 7 6 0 0 单位:c m 图 4主 桥 应 变 测 点 布 置 Fi g 4 La y o ut o f M e a s u r e me n t Po i nt s f o r S t r ai n o f M a i n Br i d g e 表 2各 工 况 下 索 力 增 量 实 测 值 Ta b 2 M e a s u r e
18、 d Va l u e s o f Ca b l e Fo r c e I nc r e m e n t u nde r Di f f e r e n t Lo a d Cas e s 工况 索力增量 k N S 2 N2 S6 N6 3 0 0 0 k N 以下, 长索 s 6 、 N6 主要 以恒载索力为主 , 总 的索 力 最 大 , 而 在 试 验 荷 载 作 用 下 变 化 显 著 的 s 2 、 N2总 的索力 相 对 较小 , 在 0 4倍 抗 拉极 限索 力 以下 , 受疲 劳应 力影 响较 小 。 2 4 2 塔 顶偏 位 实测 塔顶 偏 位 见 表 4 , 主墩 顶 附 近
19、 截 面 最 大 负 弯矩 ( 偏载 ) 工 况 下 最 大 塔 顶 偏 移 为 9 1 4 mm, 弹 性 偏 移 为 7 2 1 mm, 结 构校 验 系数为 0 9 5 。塔 顶偏 位 校 验 系数在 0 6 6 0 9 5 , 桥 塔 整体 刚度较 好 。 2 4 3主梁挠 度 主梁 主要测 点 挠 度 见 表 5 。 由表 5可 以 看 出 , 桥梁整体挠度的实测值与计算值 的规律性较一致 , 其 挠 度 校 验 系数 主 要 介 于0 6 9 0 9 9 , 个 别 测 点 挠 表 3加 载 时 最 大 索 力 与 抗 拉 极 限 索力 对 Ta b 3 Co mp a r i s
20、 o n of Gr e a t e s t Cab l e Fo r c e s a nd Ul t i m a t e Te ns i l e Cab l e Fo r c e s un de r Lo ad i n g 曩 S 1 N l S 2 N Z S 3 3 S 4 N 4 S 5 N 5 S 6 N 6 S 7 N 7 S 8 N 8 S 9 N 9 索号 囫 恒载索力 圜 加载时最大索力 图 5 恒 载和加载时的最大索力结果对比 Fi g 5 Co mp ar i s o n o f Gr e a t e s t Ca bl e Fo r c e s u nd e r De
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