結(jié)合工程實(shí)例論述橋梁靜載試驗(yàn)測(cè)試

1、結(jié)合工程實(shí)例論述橋梁靜載試驗(yàn)測(cè)試一、工程概況該橋梁工程為一新建29mx4.5m的碼頭鋼桁架橋，為了確 保較大跨度的鋼桁架橋的安全運(yùn)營(yíng)，要求對(duì)該滾裝碼頭工程的 橋梁進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)查勘，決定對(duì)滾裝碼頭工程的鋼桁架橋進(jìn)行荷 載試驗(yàn)，檢驗(yàn)橋梁受力性能和承載力是否達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求， 檢驗(yàn)鋼桁架橋的施工質(zhì)量,驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性。二、檢測(cè)內(nèi)容與方法2. 1檢測(cè)方案對(duì)鋼桁架橋作壓載試驗(yàn)，測(cè)量其在人群荷載、汽車(chē)荷載下的 撓度及部分桿件的應(yīng)變。本試驗(yàn)為非破壞性檢驗(yàn)只檢測(cè)在標(biāo)準(zhǔn) 荷載下的變形和位移。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，汽車(chē)荷載為一輛30 t汽車(chē), 因橋梁跨度為29 m,考慮安全因素，汽車(chē)荷載按靜載模擬；人 群荷載為4 kN

2、/m2,分四級(jí)加載每級(jí)荷載為1 kN /m2,采納 堆砂袋的方法模擬人群荷載，每個(gè)沙袋0. 275 kN。2. 2撓度與應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置測(cè)試每棉橋的主桁跨中、1 /4跨、支座處的撓度，每棉 橋共設(shè)10個(gè)位移計(jì)(圖2)。注：括號(hào)外表示軸線測(cè)點(diǎn)布置，括號(hào)內(nèi)表示B軸線測(cè)點(diǎn)布置 圖2鋼桁架橋軸線主桁位移與應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置測(cè)試主桁下弦桿、上弦桿、腹桿的應(yīng)變，每棉橋布置24 個(gè)應(yīng)變片(圖 2)。截面 1-1, 1-2, I- 3, 1-4, II-1, II-2 的應(yīng) 變片布置見(jiàn)圖3。圖3應(yīng)變片布置2. 3有限元建模計(jì)算荷載試驗(yàn)主要包括試驗(yàn)準(zhǔn)備、理論計(jì)算、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、結(jié)果分 析評(píng)定等一系列工作。其中，對(duì)試驗(yàn)橋梁在設(shè)

3、計(jì)荷載和擬加試驗(yàn) 荷載作用下的理論分析計(jì)算工作，為評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)工作性能和安全 儲(chǔ)備提供重要指標(biāo)，是荷載試驗(yàn)中的核心工作。本試驗(yàn)中采納NSYS有限元分析軟件進(jìn)行了有限元建模和 計(jì)算分析，模型鋼桁架采納空間梁?jiǎn)卧?，橋面板采納板單元，有 限元模型見(jiàn)圖4。利用該模型分別計(jì)算了各加載工況下各操縱截 面的位移和應(yīng)變值，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。圖4鋼桁架橋的有限元模型注：表中撓度已扣除支座沉降。表1鋼桁架橋人群荷載下的撓度3檢測(cè)結(jié)果與分析鋼桁架橋人群荷載下的撓度見(jiàn)表1,汽車(chē)荷載下的撓度見(jiàn)表 2;人群荷載下主要桿件的應(yīng)變量測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖5圖7,汽車(chē)荷載 下主要桿件的應(yīng)變測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表3。表2鋼桁架橋汽車(chē)荷載下的撓度表3鋼桁架橋

4、汽車(chē)荷載下桿件應(yīng)變值由表1、表2可以看出，實(shí)測(cè)值與理論計(jì)算值非常接近，校 核系數(shù)均接近于1。只有少數(shù)校核系數(shù)大于1,且在人群荷載或 者汽車(chē)荷載作用下的最大撓度為2770 mm,遠(yuǎn)小于規(guī)定的撓度 同意值L/700=41. 4mm,靜載試驗(yàn)的撓度結(jié)果表明鋼桁架橋 施工質(zhì)量?jī)?yōu)良。圖5應(yīng)變結(jié)果表明，主桁下弦桿截面各點(diǎn)的應(yīng)變趨勢(shì)一致, 且截面各點(diǎn)的應(yīng)變差別不大,表明下弦桿基本處于單軸拉伸狀 態(tài)，這與桁架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)是一致的。另外，鋼桁架橋的、B軸 線主桁下弦桿應(yīng)變圖基本一致，表明鋼桁架橋下弦結(jié)構(gòu)受力均 勻?qū)ΨQ，結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量較高，達(dá)到了設(shè)計(jì)意圖。圖6應(yīng)變結(jié)果表明，主桁上弦桿截面各點(diǎn)的應(yīng)變趨勢(shì)一致, 但截

5、面各點(diǎn)的應(yīng)變差較大，表明上弦桿基本處于壓彎狀態(tài)。另外, 鋼桁架橋的、B軸線主桁上弦桿應(yīng)變圖差別也較大，尤其是B軸 線主桁上弦桿17號(hào)點(diǎn)的應(yīng)變。這表明鋼桁架橋上弦結(jié)構(gòu)受力不 均勻。但在設(shè)計(jì)荷載作用下，應(yīng)變均在彈性范圍內(nèi)，故其對(duì)結(jié)構(gòu) 的正常使用沒(méi)有影響。圖5鋼桁架橋人群荷載下的下弦桿應(yīng)變圖6鋼桁架橋人群荷載下的上弦桿應(yīng)變圖7鋼桁架橋人群荷載下的斜腹桿應(yīng)變圖8鋼桁架橋人群荷載下的端斜桿應(yīng)變由圖5圖8可以看出鋼桁架橋在人群荷載下，軸線主桁 下弦桿最大拉應(yīng)變?yōu)?48卬，上弦桿最大壓應(yīng)變?yōu)?154卬，斜 腹桿的最大拉應(yīng)變?yōu)?4四 端斜桿的最大壓應(yīng)變?yōu)?139卬；B 軸線主桁下弦桿最大拉應(yīng)變?yōu)?4卬巳上弦桿最大壓應(yīng)變?yōu)?lllpSo由表3可以看出，在汽車(chē)荷載下，軸線主桁下弦桿平均拉 應(yīng)變?yōu)?4卬，上弦桿平均壓應(yīng)變?yōu)?58卬，斜腹桿平均拉應(yīng)變 為40四 端斜桿平均壓應(yīng)變?yōu)?37的B軸線主桁下弦桿平均拉 應(yīng)變?yōu)?5p&上弦桿平均壓應(yīng)變?yōu)?64p8o應(yīng)變結(jié)果表明，在設(shè) 計(jì)要求的標(biāo)準(zhǔn)荷載下，各桿件的應(yīng)變均在彈性應(yīng)變范圍內(nèi)。四、結(jié)論鋼桁架橋在人群荷載或者汽車(chē)荷載作用下的最大撓度為2. 770 mm,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于規(guī)定的撓度同意值L/700=41. 4mm,且靜 載試驗(yàn)的撓度結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果非常接近，表明鋼桁