富灣特大橋靜載試驗研究
2017-09-18
橋梁結構靜載試驗是對橋梁結構工作狀態(tài)進行直接測試的一種鑒定手段,是檢驗結構強度和剛度等性能的最直接、最有效的方法。在通車前對成橋?qū)嵤╈o載試驗,其目的在于檢驗橋梁設計與施工質(zhì)量,確定工程結構的工作性能和可靠性,評價主橋施工質(zhì)量是否達到設計要求,為竣工驗收提供技術依據(jù),同時也為橋梁建立了“指紋”檔案,為該橋使用過程的維護與檢測提供基準數(shù)據(jù)。
1.試驗荷載設計與試驗方法
1.1試驗荷載的設計
靜載試驗加載位置與加載工況的確定,主要根據(jù)使橋梁設計控制截面的試驗內(nèi)力和變形達到設計理論控制值的80%～100%來確定,并以內(nèi)力和變形相等效為原則。通常還應在防止結構局部內(nèi)力過大破壞的基礎上,結合實際情況,充分考慮簡化和合并加載工況,盡量減少試驗量和縮短試驗時間。橋梁理論計算采用Midas/civil 2006橋梁結構分析軟件做分析。根據(jù)得到的理論計算值,結合簡化和合并工況的原則,將此次靜載試驗分為三個工況進行,分別為測試主梁主跨跨中正彎矩(工況一)、測試主梁根部負彎矩(工況二)和測試主墩彎矩(工況三)。試驗采用15輛載重汽車進行加載,加載分四級,卸載分一級。
1.2試驗內(nèi)容和方法
靜載試驗主要的測試內(nèi)容為各級荷載作用下的結構工作性能。此次靜載試驗主要包括了對富灣特大橋左幅主梁、主墩應力和主梁撓度的測試。其中,應力(應變)采用振弦式應變計,由DT615應變測試系統(tǒng)測量;撓度變形采用精密水準儀和全站儀進行觀測。
2.試驗結果及分析
試驗記錄了各工況實測撓度、應變以及應變殘余值,結合理論值可計算出這些測試項目增量的校驗系數(shù)。通過這些測量項目荷載效應增量實測值和理論值的比較及校驗系數(shù)、殘余值與最大效應測試值的比值等參數(shù)判定結構的實際工作狀況。本文限于篇幅,只對各工況的重點考察內(nèi)容進行了分析。
2.1主梁撓度分析
主梁最大實測撓度見表1。主梁最大實測撓度,即滿載時加載跨跨中實測撓度,為30.76mm,小于理論計算撓度34.89mm,校驗系數(shù)為0.88,殘余系數(shù)為0.003,均滿足要求。從圖中可知主梁的撓度實測值與理論值比較接近,且撓度的實測值均小于理論值,實測撓度曲線與理論撓度曲線的變化規(guī)律基本一致。撓度測試結果表明,主梁具有較好的整體剛度,結構受力合理,符合設計要求。
2.2各工況下主梁應力(應變)分析
各工況下主梁測試斷面應力見表1。由表1可以看出,各工況下對應的主梁截面的應變實測值均小于理論值,校驗系數(shù)介于0.64～0.90之間,處在規(guī)范要求的合理范圍內(nèi)。三個工況下測試斷面的平均應變與荷載關系P-ε曲線見圖1-3。從圖中可以看出,應變的實測值均小于理論值,實測應變曲線與理論應變曲線的變化規(guī)律基本一致?？梢娭髁航Y構具有足夠的強度且處于彈性工作狀態(tài)。
3.結論
由富灣特大橋的靜載試驗實測數(shù)據(jù)的分析可知,橋梁結構各項力學控制指標均基本符合規(guī)范要求及設計要求,實測試驗曲線變化與理論計算基本一致,可見橋梁主梁剛度和強度性能良好,結構受力合理,橋跨結構能夠滿足使用要求。通過橋跨結構的靜載試驗,在整理分析試驗結果的基礎上建立了富灣特大橋的竣工后的詳細的結構靜力性能檔案資料。這也為以后橋梁在運營階段,特別是老化階段的檢測與評定提供了基準數(shù)據(jù)。
參考文獻
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