某連續(xù)剛構(gòu)橋靜動荷載試驗分析

梁西建 孫秋彥 王智勇

1河南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院有限責(zé)任公司（450052）2河南省交院工程檢測加固有限公司（450052）3河南建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院（450000）4河南省建筑工程學(xué)校（450000）

某連續(xù)剛構(gòu)橋靜動荷載試驗分析

梁西建1，2孫秋彥3，4王智勇1，2

1河南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院有限責(zé)任公司（450052）2河南省交院工程檢測加固有限公司（450052）3河南建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院（450000）4河南省建筑工程學(xué)校（450000）

靜載試驗主要測試連續(xù)剛構(gòu)橋控制截面的應(yīng)變和撓度，動載試驗主要測試橋梁自振頻率、阻尼比和振型，通過這些參數(shù)可以評定橋梁的承載能力和動力性能。

連續(xù)剛構(gòu)；承載能力；動力性能；撓度；應(yīng)變；自振頻率；振型

工程實踐中，靜動荷載試驗是評價橋梁的承載能力和動力性能的重要手段[1]。橋梁的靜載試驗是測試橋梁控制截面的撓度和應(yīng)變，以撓度和應(yīng)變實測值與理論計算值的比值作為評價橋梁工作性能的依據(jù)。橋梁的動載試驗主要測試橋梁的自振頻率、阻尼比、振型等動力特性。

1 工程概況

某連續(xù)鋼構(gòu)橋橋跨組成為:80 m+154 m+80 m，橫斷面布置為0.5 m防撞護(hù)欄+18 m+0.5 m防撞護(hù)欄。

2 靜、動載試驗方案

2.1 靜載試驗方案

靜載試驗的目的是評價該橋的承載能力，基于此目的和相關(guān)規(guī)定[2]，測試截面布置如圖1所示。

圖1 測試截面布置圖

2.2 動載試驗方案

動載試驗測點布置如圖2所示。

圖2 測點布置示意圖

3 試驗結(jié)果

3.1 撓度測試結(jié)果

試驗過程中對該橋控制截面的撓度進(jìn)行了數(shù)據(jù)測試和采集。圖3給出了各工況的實測撓度和理論撓度比較圖，由圖可以看出實測撓度值均小于理論撓度值，撓度校驗系數(shù)在0.71～0.83之間，均小于1，說明該橋撓度能夠滿足設(shè)計荷載的正常使用要求。

圖3 各工況應(yīng)變實測值與理論值對比

3.2 殘余撓度測試結(jié)果

試驗過程中對該橋控制截面的撓度進(jìn)行了數(shù)據(jù)測試和采集。各測點相對殘余撓度在1.1%～10.4%之間，均小于20%，說明該橋試驗跨受力后，基本能恢復(fù)到初始狀態(tài)，處于彈性工作狀態(tài)。

3.3 應(yīng)變測試結(jié)果

試驗過程中對該橋控制截面的應(yīng)變值進(jìn)行了數(shù)據(jù)測試和采集。圖4給出了各工況的實測應(yīng)變度和理論應(yīng)變比較圖，該橋?qū)崪y應(yīng)變均未超出理論應(yīng)變，應(yīng)變的校驗系數(shù)在0.60～0.85之間，說明該橋應(yīng)變能夠滿足設(shè)計荷載的正常使用要求。

圖4 各工況應(yīng)變實測值與理論值對比

3.4 殘余應(yīng)變測試結(jié)果

該橋控制截面的相對殘余應(yīng)變在5.5%～14.2%之間，均小于20%，說明該橋梁試驗跨受力后，基本能恢復(fù)到初始狀態(tài)，處于彈性工作狀態(tài)。

3.5 自振頻率測試結(jié)果

自振頻率實測值為0.93 Hz，理論計算值為0.81 Hz，實測值為理論計算值的1.15倍，表明該橋豎向動剛度滿足設(shè)計荷載的正常使用要求。

3.6 自振頻率測試結(jié)果

半功率帶寬法是最常見的利用頻譜進(jìn)行阻尼計算的方法，它根據(jù)頻譜中某個譜峰的半功率帶寬計算阻尼比。本橋采用半功率帶寬法計算阻尼比，橋梁的阻尼比為1.21%,在常規(guī)橋梁的正常范圍內(nèi)。

3.7 振型測試結(jié)果

利用有限元模型建立該橋主橋有限元模型，計算出第1階豎向理論振型，如圖5所示。根據(jù)智能信號采集處理分析儀現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)，實測振型擬合結(jié)果如圖6所示。由圖可以看出，該橋1階豎向振型實測結(jié)果與理論計算接近。

圖5 理論振型圖

圖6 實測振型圖

4 結(jié)語

1）連續(xù)剛構(gòu)橋的靜載試驗主要測試中跨跨中、中跨1/4L、橋墩處、邊跨0.4L等控制截面的應(yīng)變、撓度，通過實測應(yīng)變、撓度與理論應(yīng)變、撓度對比來評價橋梁的承載能力。

2）連續(xù)剛構(gòu)橋的動載試驗主要測試控制截面的自振頻率、阻尼比及振型，通過實測結(jié)果與理論結(jié)果對比來評價橋梁的動力性能。

[1]王智勇,曾勇,李磊,姜自奇.某分離式立交橋靜載試驗及評估[J].中外公路,2014,34(4):124～127.

[2]JTG/TJ 21-2011,公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程[S].人民交通出版社,2011.