青草背長江大橋荷載試驗分析
2017-07-31
隨著公路運輸事業(yè)的飛速發(fā)展，公路建設(shè)進入一個前所未有的大發(fā)展階段，我國依靠自己的力量，建成了不同結(jié)構(gòu)形式的大跨度懸索橋、斜拉橋、拱橋、連續(xù)剛構(gòu)橋等等，這些橋梁技術(shù)復(fù)雜，科技含量高，施工難度大，表明我國橋梁建設(shè)技術(shù)水平已經(jīng)邁入世界先進行列。對于這些大量新建橋梁，尤其是新型結(jié)構(gòu)特大橋，為了保證高架橋梁成橋后的正常運營，有必要通過橋梁現(xiàn)場荷載試驗對橋梁結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)進行直接測試，以此確定橋梁的實際承載能力。
1 工程概況
涪陵青草背長江大橋位于重慶市南川至涪陵高速公路上，本橋橋型為主跨788m單跨雙鉸簡支鋼箱梁懸索橋，全橋長度為1719m。按雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計時速80km/h，設(shè)計荷載為公路―I級，檢修道荷載：2.5kN/m2。主橋全寬為27.5m。在設(shè)計成橋狀態(tài)下，中跨理論垂度為78.8m，主跨垂跨比為1：10，主纜中心距28.70m。
為保證橋梁運營的可靠性，需對該橋進行橋梁荷載試驗。通過對橋梁進行荷載試驗，檢驗橋梁結(jié)構(gòu)承載能力及其工作環(huán)境是否符合設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)或滿足使用要求。
2荷載試驗內(nèi)容
測試內(nèi)容包括以下方面：
2.1 靜載試驗
2.1.1試驗加載的工況
工況T1主要測試正載作用下主纜最大彎矩和吊索最大索力的增量；工況T2主要測試控制值為塔頂最大位移、主纜跨中向下位移；工況T3主要測試正載作用下主梁最大縱橋向位移、主梁最大豎向撓度、主纜最大向下?lián)隙群椭骼|最大向上撓度；工況T4主要測試偏載作用下主梁最大彎矩和吊索最大索力增量；工況T5主要測試控制量為主梁最大縱橋向位移、主梁最大豎向撓度、主纜最大向下?lián)隙?、主纜最大向上撓度。
2.1.2工況測試結(jié)果分析
由于篇幅有限，本文對所以工況的結(jié)構(gòu)進行分析得出結(jié)論，工況在測試點的校驗系數(shù)均在《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》要求范圍內(nèi)。在工況荷載作用下，強度和剛度正常，滿足要求。
2.2 動載試驗
2.2.1 試驗內(nèi)容
本次橋梁動載試驗的測試內(nèi)容包括地脈動測試、跑車測試。
?。?） 脈動試驗
在橋面無任何交通荷載以及橋址附近無規(guī)則激振源的情況下，通過高靈敏度動力測試系統(tǒng)測定橋址處風(fēng)荷載、地脈動、水流等隨機荷載激振而引起橋跨結(jié)構(gòu)的微小振動響應(yīng)，測得結(jié)構(gòu)的自振頻率、阻尼比、振型等動力學(xué)特征。
?。?）跑車試驗
試驗時采用4輛重300kN的試驗車并排橫向?qū)ΨQ布置，分別以20km/h、30km/h、40km/h、50km/h的速度通過橋跨結(jié)構(gòu)，由于在行駛過程中對橋面產(chǎn)生沖擊作用，從而使橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動。通過動力測試系統(tǒng)測定橋跨結(jié)構(gòu)主要控制截面測點的動應(yīng)變時間歷程曲線。得到橋梁主要控制截面測點在不同車速下的最大動應(yīng)變及沖擊效應(yīng)。
2.2.2 動載試驗數(shù)據(jù)分析
本次脈動試驗測試結(jié)果包括主橋基頻、振型以及阻尼比，測試結(jié)果如表2.2-1所示：
通過脈動試驗結(jié)果分析，橋梁實測豎彎基頻為0.192Hz，大于理論計算頻率，其與計算頻率比值為1.25，阻尼比為2.716%。主橋動力特性正常。
各跑車工況下，測試截面實測動應(yīng)變值正常，測試截面實測應(yīng)變增大系數(shù)正常。各跑車工況下，主橋動力響應(yīng)正常。
3結(jié)語
荷載試驗結(jié)果表明：試驗橋梁的受力性能和正常使用狀態(tài)極限承載力滿足設(shè)計荷載等級公路-I級要求，結(jié)構(gòu)工作狀況良好，符合通車條件。
參考文獻
[1] JTJ02385，公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范[S] .
[2] JTJ02185，公路橋梁設(shè)計通用規(guī)范[S].
[3]諶潤水，胡劍芳，鄧經(jīng)國.公路橋梁荷載試驗[M].北京： 人民交通出版社，2003.
[4]交通部公路科學(xué)研究所，交通部公路局技術(shù)處.大跨徑混凝土橋梁的試驗方法[M].北京：人民交通出版社，1982.
[5]王建華.橋涵工程試驗檢測技術(shù)[M].北京： 人民交通出版社，2004.
作者簡介
1 謝應(yīng)爽，重慶市交委工程質(zhì)量安全監(jiān)督局，高級工程師，1974.04
2 沈小俊，重慶市交委工程質(zhì)量安全監(jiān)督局，教授級高工，1971.11
3 高飛，重慶市交委工程質(zhì)量安全監(jiān)督局，高級工程師，1979.09
