富灣特大橋靜載試驗研究
2017-09-18
橋梁結(jié)構(gòu)靜載試驗是對橋梁結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)進行直接測試的一種鑒定手段,是檢驗結(jié)構(gòu)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(shè)計與施工質(zhì)量,確定工程結(jié)構(gòu)的工作性能和可靠性,評價主橋施工質(zhì)量是否達到設(shè)計要求,為竣工驗收提供技術(shù)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(zhǔn)數(shù)據(jù)。
1.試驗荷載設(shè)計與試驗方法
1.1試驗荷載的設(shè)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(shè)計控制截面的試驗內(nèi)力和變形達到設(shè)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(yīng)在防止結(jié)構(gòu)局部內(nèi)力過大破壞的基礎(chǔ)上,結(jié)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(jié)構(gòu)分析軟件做分析。根據(jù)得到的理論計算值,結(jié)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(jié)構(gòu)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(yīng)力和主梁撓度的測試。其中,應(yīng)力(應(yīng)變)采用振弦式應(yīng)變計,由DT615應(yīng)變測試系統(tǒng)測量;撓度變形采用精密水準(zhǔn)儀和全站儀進行觀測。
2.試驗結(jié)果及分析
試驗記錄了各工況實測撓度、應(yīng)變以及應(yīng)變殘余值,結(jié)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(yīng)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(yīng)測試值的比值等參數(shù)判定結(jié)構(gòu)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(jié)果表明,主梁具有較好的整體剛度,結(jié)構(gòu)受力合理,符合設(shè)計要求。
2.2各工況下主梁應(yīng)力(應(yīng)變)分析
各工況下主梁測試斷面應(yīng)力見表1。由表1可以看出,各工況下對應(yīng)的主梁截面的應(yīng)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(yīng)變與荷載關(guān)系P-ε曲線見圖1-3。從圖中可以看出,應(yīng)變的實測值均小于理論值,實測應(yīng)變曲線與理論應(yīng)變曲線的變化規(guī)律基本一致。可見主梁結(jié)構(gòu)具有足夠的強度且處于彈性工作狀態(tài)。
3.結(jié)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(jié)構(gòu)各項力學(xué)控制指標(biāo)均基本符合規(guī)范要求及設(shè)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(jié)構(gòu)受力合理,橋跨結(jié)構(gòu)能夠滿足使用要求。通過橋跨結(jié)構(gòu)的靜載試驗,在整理分析試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上建立了富灣特大橋的竣工后的詳細的結(jié)構(gòu)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(zhǔn)數(shù)據(jù)。
參考文獻
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