大跨度预应力混凝土连续刚构桥动静载试验研究.pdf
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1、江西建材质量控制与检测502023年7 月大跨度预应力混凝土连续刚构桥动静载试验研究韩 威吴江市建设工程质量检测中心有限公司,江苏 苏州 215200摘 要:因考虑构件模拟的相似度和合理性,常规桥梁结构计算很难真实得出实际的承载能力,桥梁荷载试验可以直观评估桥梁的结构安全性和承载能力。文中结合主跨230 m预应力混凝土连续刚构桥的实际动、静载试验方案,确定各工况合理加载效率,详细分析现场实际试验结果及各工况校验系数,综合评价荷载试验对大跨度预应力混凝土连续刚构桥承载能力评定的效果。关键词:大跨度;预应力混凝土;刚构桥;荷载试验;动、静载中图分类号:U445.4文献标识码:A文章编号:1006-
2、2890(2023)07-0050-03Experimental Study on Dynamic and Static Load of Long Span Prestressed Concrete Continuous Rigid Frame BridgeHan WeiWujiang Construction Engineering Quality Testing Center Co.Ltd.,Suzhou,Jiangsu 215200Abstract:Due to the consideration of similarity and rationality in component si
3、mulation,it is difficult to accurately calculate the actual bearing capacity in conventional bridge structure calculations.Bridge load tests can intuitively evaluate the structural safety and bearing capacity of bridges.This article uses the actual dynamic and static load test plans of a 230 meter m
4、ain span prestressed concrete continuous rigid frame bridge to determine the reasonable loading efficiency for each working condition.It analyzes in detail the on-site actual test results and the calibration coefficients for each working condition,and comprehensively analyzes the effect of load test
5、s on the evaluation of the bearing capacity of large-span prestressed concrete continuous rigid frame bridges.Key words:Large span;Prestressed concrete;Rigid frame bridge;Load test;Dynamic and static loads0 引言既有桥梁运营多年后,由于日照温差、人为破坏等因素,普遍存在混凝土老化、结构损伤等情况,直接影响了桥梁的结构安全。通常,桥梁的理论计算不能完全模拟真实结构体系,真实承载能力与设计承载能
6、力也不可能完全相符1-2,理论计算对桥梁运营期间承载能力评定存在一定局限性;桥梁动、静载试验可以直接了解桥梁结构的实际承载能力和工作性能,从而分析和判断桥梁的健康状况;新建桥梁完工后,可以通过荷载试验验证桥梁设计与施工质量的可靠性,并将其作为竣工验收重要验证手段。目前,桥梁动静载试验已有大量相关研究,各种体系的桥梁均有相关实际试验及完整的对比成果,本文以高速公路主跨230 m混凝土连续刚构桥成桥动静载试验为背景,评价桥梁的承载能力和整体可靠性,为大跨度桥梁设计及后期运维提供科学依据,同时,评价动静载试验在大跨度混凝土连续刚构桥的应用效果。1 桥梁基本情况算例为一座高速公路三跨预应力混凝土连续刚
7、构桥,跨径布置为120 m+230 m+120 m,上部结构采用单箱单室箱型截面,根部梁高14.5 m,跨中梁高4.6 m,顶板宽度13.85 m,底板宽度7.85 m,从跨中到根部梁高以1.6 次抛物线变化,箱梁腹板在墩顶0 号块范围内厚120 cm,从箱梁根部至跨中梁段腹板厚7565 cm,箱梁底板厚从箱梁根部截面的160 cm厚以1.6 次抛物线变至跨中截面35 cm厚;下部结构桥墩采用双薄壁墩、桩基础;设计荷载为公路 I级,同步考虑两侧人群荷载,采用梁单元进行本桥整体结构模拟,如图1 所示。图1 主桥模型2 试验方案2.1 静载试验本桥静载试验主要考虑工况如下:边跨主梁最大正弯矩工况;
8、主墩墩顶附近梁体截面最大负弯矩工况;中跨跨中截面最大正弯矩工况3。加载分正载及偏载两种情况,同步记录各测试截面混凝土应变及主梁挠度数据,应变测试截面及挠度测点如图2 所示。作者简介:韩威(1987-),男,江苏南通人,硕士,工程师,主要研究方向为桥梁试验、检测。江西建材质量控制与检测512023年7 月表1 主桥静载试验工况及加载效率加载工况试验内力/(kN m)计算内力/(kN m)校验系数加载车辆数量/辆正载工况1MmaxA39401.2639745.230.997工况2MminB-167914.32-177180.960.9511工况3MmaxC37782.0439462.830.961
9、1偏载工况4MmaxA39401.2639745.230.997工况5MmaxC37782.0439462.830.96112.2 动载试验桥梁自振特性是评价桥梁结构受荷动力响应的重要基础。自振特性试验主要检测固有动力特性指标,包括振幅、频率、振型和阻尼比。采用环境随机振动法测定桥跨结构由于桥址处风荷载、地微动等非规律荷载激振而引起的微幅振动响应4,通常能得到较好的结果。无障碍行车试验,主要模拟桥面铺装层完好时,用1 辆加载重车以规律的车速往返通过桥面,测定桥梁在运动车辆荷载作用下的动力响应。有障碍行车试验,主要模拟桥面铺装局部损伤的情况下,以规律车速越过设在试验截面的障碍物,测定桥跨结构在运
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