福建莆田樟林大桥荷载试验研究

《福建莆田樟林大桥荷载试验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、总第8期福建莆田樟林大桥荷载试验研究5福建莆田樟林大桥荷载试验研究江淦(中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司，湖北武汉430034)摘要：福建莆田樟林大桥是一座蝶形中承式系杆拱100．40桥。主要介绍桥梁静动力试验成果，结合有限元分析，将试验结果与计算结果及规范值进行比较，评价桥梁的建造质量和承载能力。关键词：中承式系杆拱桥；静动力试验；有限元分析；承载能力(a)立面1概述福建莆田樟林大桥是一座跨径为(40+100+40)m的蝶形中承式系杆拱桥，主桥主跨为钢箱一混凝土桥面板组合梁结构，边跨为预应力混凝土箱梁，两部分主梁通过牛腿连接。主桥拱肋为钢

2、箱梁，设内外2种吊杆，内吊杆采用钢丝索，外吊杆采用钢管。主桥V撑由对称斜腿构成，斜腿采用棱柱形钢筋混凝土实体结构。结构总体布置见图1。桥梁静载试验主要是通过测量桥梁结构在静力荷载作用下各控制截面的应力及变形，从而确定桥梁结构实际工作状态与设计期望值是否相符。动载(b)横断面单位：I1试验是利用车辆或环境等荷载激起桥梁结构的振图1莆田樟林大桥结构总体布置动，然后测定固有频率、振型、阻尼比、行车响应、冲击系数等参数，从而评价桥梁的整体动力刚度和行束主梁竖向位移。中跨主梁采用钢箱梁和混凝土桥车性能。面板组合梁形式，边跨主梁采用混凝土梁单元，V撑斜腿和拱座

3、采用}昆凝土梁单元模拟，拱肋采用钢结构梁单元模拟，吊杆和系杆采用桁架单元模拟。结2有限元分析构有限元模型见图2。2．1有限元模型2．2静力分析运用桥梁专用软件MIDASCivil2006建立该计算出结构在活载作用下的弯矩、轴力、位移包桥空间有限元模型，进行桥梁结构空间有限元静、动力计算分析。结构自重、二期恒载均采用实际值。设计荷载采用城～A级荷载，按四车道计算，横向折减系数0．67。模型中主跨V撑斜腿下部承台固结，V撑斜腿和主梁固结，主跨组合梁和边跨混凝土梁共节点，释放该节点处的梁端转角和纵向位移，两个边墩处约图2结构有限元模型总体布置收稿日期：2

4、O12O21O作者简介：江淦(1985-)，男，助理工程师，2007年毕业于西南交通大学土木工程专业，工学学士。6桥梁检测与加固2012年第1期络图，得到桥梁在活载作用下的内力分布状况，由此对同一截面，为获得沿截面高度的应力分布情况，在确定出结构的受力控制截面。其上、中、下缘布置测点。位移测点布置在主梁和拱该桥主梁弯矩包络图见图3，拱肋弯矩包络图肋的关键控制点上，主要测试主梁竖向挠度和拱肋见图4[¨。竖向挠度。应力和位移测试断面及测点布置见图6。3．2加载工况主桥静载试验分8个加载工况，通过计算，各试最大负弯矩：-8147kRm验加载工况及加载效率

5、汇总见表1。、∥一3．3试验测试结果最大正弯矩：13133kN表2～6为部分试验结果。由主桥静载试验测试结果及相应的计算分析单位：kN．m(表2～6)可以看出，主梁与拱肋主要测试断面的实■H—辫■黼口单l1753l02468l1一2一4一7一9一l一l一1一1一2一2一2一位．L20987704567094714l测46应80力35与计算应力比较吻合，实测结构应力校验系图31O主9梁99弯0矩09包9络99图8l56989O02O07003069l2ll5dI998990087769U786284O48266797424579124．51432l0

6、1234ll4O730数85小31于86l，表明结构强度满足设计要求。拱肋和主eeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeⅡ++++++++++++++++十+++++++00OO0O0OO0000OOO00O0O0O0O00OO00000O00O0OOOO00O00443333033334l222233梁3最33大33挠度与计算值比较吻合，挠度校验系数小于1，表明结构体系刚度满足设计要求。实测吊杆力增／量与计算值吻合较好。／拱脚最大负弯矩：2551kN4动载试验图4拱肋弯矩包络图樟林大桥动载试验内容主要包括2个部分：第l部分为脉动试验，测量桥

7、梁结构在环境激励条件2．3动力分析下自由振动特性；第2部分为强迫振动试验，测量桥对结构进行动力特性分析，获取结构的固有频梁结构在试验荷载作用下的动力响应。率和振型等动力参数]。该桥前2阶振型见图5。4．1测点布置动载试验时在主梁布置8个竖向测点、6个横向测点、1个顺桥向测点，在拱肋上布置2个竖向测点、2个横向测点。动载试验测点布置见图7。4．2脉动试验(a)第1阶振型樟林大桥自振特性测试结果见表7。一一。班，_≥．由表7实测结果和理论计算值可知，大桥自振频率实测值大于计算值，具有较好的吻合性，该桥的丫丫Y动力刚度满足设计要求。实测阻尼比也在正常范围

8、(b)第2阶振型之内。图5莆田樟林大桥自振特性4．3强迫振动试验强迫振动试验时，在跑车工况下，主梁竖向最大振幅为0．53m