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1、广东公路交通2017年第2期摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇总第149期GuangdongHighwayCommunications文章编号:1671-7619(2017)02-0046-05广中江高速公路北街水道双塔预应力砼斜拉桥荷载试验与分析熊摇仁(广东华路交通科技有限公司,广州510420)摘要:荷载试验是对大跨度桥梁承载能力和结构性能进行评价的有效手段。以广中江高速公路的一座双塔预应力混凝土斜拉桥为例,利用Midas/Civil建立该桥空间有限元模型进行计算分析,依据相关规范对该桥进行了荷载试验及相应分析,荷载试验数据结果显示该桥承载能力及动力特性满足设计要求。关键
2、词:荷载试验;有限元;承载能力;挠度;应变中图分类号:U446郾1摇摇摇文献标识码:B0摇引言底板宽21.6m。箱梁中心线处高4.0m。箱梁在斜通过荷载试验准确掌握桥梁结构的承载能力拉索之间的板厚为50cm,其余四个室桥面板厚为及工作状态,已成为桥梁检测行业中一个重要手28cm。边腹板厚度为25cm,中腹板厚度均为40cm,段,通过荷载作用对桥梁结构特定断面的应力、应在靠近索塔处加厚。底板及斜底板厚26cm,在靠近变、位移变化和加速度等数据进行分析,从而对桥索塔无索区适当加厚。箱梁典型截面见图2。[1~3]梁结构运营的承载能力和安全性能进行评估。通过静载试验能得到结构的强度与
3、刚度,动载试验能得到桥梁结构的自振特性以及动力响应,即能得到行驶中车辆荷载或者其他外荷载作用下,图2摇箱梁典型截面(单位:cm)桥梁结构特定断面的动应变、动挠度以及加速度塔梁为支撑体系,索塔总高111.188m,塔顶高[4]等数据。本文以一座双塔中央索面预应力混凝程为117.762m,桥面以上高度为84.615m,主塔构土斜拉桥为例,通过试验对该桥承载能力状况与造见图3。使用条件做出总体评价。1摇工程概况广中江高速公路北街水道桥为双塔中央索面预应力砼斜拉桥,跨径组合60m+150m+380m+150m+60m,半漂浮体系,主梁为三向(纵、横、竖向)预应力砼结构。主桥立面见图1
4、。图3摇主塔构造(高程单位:m,其余单位:cm)图1摇主桥立面(单位:cm)2摇有限元模型主梁为单箱五室预应力砼梁截面,全长本文在理论计算时采用大型有限元软件Mi鄄798郾8m。横隔梁间距为6.0m。箱梁顶板宽40.8m,das/Civil建立桥梁结构模型,模型整体为鱼刺骨作者简介:熊仁(1985郾11-),男,硕士研究生,工程师,从事公路工程桥梁检测、研发工作。E-mail:38475343@qq郾com·46·2017年第2期摇摇熊仁:广中江高速公路北街水道双塔预应力砼斜拉桥荷载试验与分析摇摇总第149期模型。主梁采用空间梁单元模拟,二期恒载采用中载的加载模式。梁单元荷载
5、施加于梁上,斜拉索采用杆单元,斜拉3郾3摇加载工况及效率索与主梁采用刚臂连接,主塔所有构件为空间梁单为减少环境对试验的影响,试验选择在温度元,按实际桩长用梁单元模拟桩基础,刚臂连接承台较稳定的夜间进行。根据等效荷载的加载原则,与桩基础,桩底固结,全桥计算模型如图4所示。结合目前工程上的各种车辆情况,本次试验中工况1、工况2采用32辆重约300kN的车辆进行加载,工况3、工况4采用40辆重约300kN的车辆偏载加载,工况5采用24辆重约为300kN的车辆偏载加载,所有荷载试验效率为0.97~1.01,满足《试验规程》的要求(0.85<浊臆1.05)。在试验前均对桥梁结构进行预加
6、载,每个工况分四级进行图4摇全桥有限元计算模型加载,一级卸载。试验荷载效率见表2~表3,由于3摇静载试验篇幅限制,本文只给出工况1、工况2中载加载车辆布置示意图(图6)。通过在桥面特定位置施加静止荷载,利用检测仪器进行结构挠度、梁截面特定位置应变及裂表2摇主要荷载工况及荷载效率(1)缝等进行测试,利用测试数据结果对桥梁结构状设计内力试验内力荷载序号试验工况态进行相应分析,从而评价桥梁的工作性能及使/(kN·m)/(kN·m)效率[5~6]用性能。#主跨(4跨)跨中最工况156172542230.973郾1摇荷载试验截面布置大正弯矩工况根据试验跨的结构特点和受力特性,选取以下#
7、主塔(B4塔)塔根工况370631697020.99试验截面作为荷载试验工况,见表1及图5所示。最大弯矩工况辅助墩(B5#墩)附表1摇荷载试验截面位置工况5近主梁最大负弯矩-48446-491691.01截面位置工况工况A-A主跨4#跨中最大正弯矩(工况1)A-A主跨4#表3摇主要荷载工况及荷载效率(2)跨中跨中最大竖向位移(工况2)C-C主塔B4#塔塔根最大弯矩(工况3)设计变形试验变形荷载D-D主塔B4#序号试验工况塔塔顶最大纵向位移(工况4)/mm/mm效率辅助墩箱梁根部最大负弯矩#B-B辅助墩B
