青草背長(zhǎng)江大橋荷載試驗(yàn)分析
2017-07-31
隨著公路運(yùn)輸事業(yè)的飛速發(fā)展，公路建設(shè)進(jìn)入一個(gè)前所未有的大發(fā)展階段，我國(guó)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(guó)橋梁建設(shè)技術(shù)水平已經(jīng)邁入世界先進(jìn)行列。對(duì)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(yùn)營(yíng)，有必要通過(guò)橋梁現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)進(jìn)行直接測(cè)試，以此確定橋梁的實(shí)際承載能力。
1 工程概況
涪陵青草背長(zhǎng)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(jiǎn)支鋼箱梁懸索橋，全橋長(zhǎng)度為1719m。按雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)時(shí)速80km/h，設(shè)計(jì)荷載為公路―I級(jí)，檢修道荷載：2.5kN/m2。主橋全寬為27.5m。在設(shè)計(jì)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(yùn)營(yíng)的可靠性，需對(duì)該橋進(jìn)行橋梁荷載試驗(yàn)。通過(guò)對(duì)橋梁進(jìn)行荷載試驗(yàn)，檢驗(yàn)橋梁結(jié)構(gòu)承載能力及其工作環(huán)境是否符合設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)或滿足使用要求。
2荷載試驗(yàn)內(nèi)容
測(cè)試內(nèi)容包括以下方面：
2.1 靜載試驗(yàn)
2.1.1試驗(yàn)加載的工況
工況T1主要測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)試結(jié)果分析
由于篇幅有限，本文對(duì)所以工況的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析得出結(jié)論，工況在測(cè)試點(diǎn)的校驗(yàn)系數(shù)均在《大跨徑混凝土橋梁的試驗(yàn)方法》要求范圍內(nèi)。在工況荷載作用下，強(qiáng)度和剛度正常，滿足要求。
2.2 動(dòng)載試驗(yàn)
2.2.1 試驗(yàn)內(nèi)容
本次橋梁動(dòng)載試驗(yàn)的測(cè)試內(nèi)容包括地脈動(dòng)測(cè)試、跑車測(cè)試。
?。?） 脈動(dòng)試驗(yàn)
在橋面無(wú)任何交通荷載以及橋址附近無(wú)規(guī)則激振源的情況下，通過(guò)高靈敏度動(dòng)力測(cè)試系統(tǒng)測(cè)定橋址處風(fēng)荷載、地脈動(dòng)、水流等隨機(jī)荷載激振而引起橋跨結(jié)構(gòu)的微小振動(dòng)響應(yīng)，測(cè)得結(jié)構(gòu)的自振頻率、阻尼比、振型等動(dòng)力學(xué)特征。
?。?）跑車試驗(yàn)
試驗(yàn)時(shí)采用4輛重300kN的試驗(yàn)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(guò)橋跨結(jié)構(gòu)，由于在行駛過(guò)程中對(duì)橋面產(chǎn)生沖擊作用，從而使橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)。通過(guò)動(dòng)力測(cè)試系統(tǒng)測(cè)定橋跨結(jié)構(gòu)主要控制截面測(cè)點(diǎn)的動(dòng)應(yīng)變時(shí)間歷程曲線。得到橋梁主要控制截面測(cè)點(diǎn)在不同車速下的最大動(dòng)應(yīng)變及沖擊效應(yīng)。
2.2.2 動(dòng)載試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
本次脈動(dòng)試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果包括主橋基頻、振型以及阻尼比，測(cè)試結(jié)果如表2.2-1所示：
通過(guò)脈動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果分析，橋梁實(shí)測(cè)豎彎基頻為0.192Hz，大于理論計(jì)算頻率，其與計(jì)算頻率比值為1.25，阻尼比為2.716%。主橋動(dòng)力特性正常。
各跑車工況下，測(cè)試截面實(shí)測(cè)動(dòng)應(yīng)變值正常，測(cè)試截面實(shí)測(cè)應(yīng)變?cè)龃笙禂?shù)正常。各跑車工況下，主橋動(dòng)力響應(yīng)正常。
3結(jié)語(yǔ)
荷載試驗(yàn)結(jié)果表明：試驗(yàn)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(jì)荷載等級(jí)公路-I級(jí)要求，結(jié)構(gòu)工作狀況良好，符合通車條件。
參考文獻(xiàn)
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[5]王建華.橋涵工程試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)[M].北京： 人民交通出版社，2004.
作者簡(jiǎn)介
1 謝應(yīng)爽，重慶市交委工程質(zhì)量安全監(jiān)督局，高級(jí)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(jí)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(jí)工程師，1979.09
