某連續剛構橋靜動荷載試驗分析

梁西建 孫秋彥 王智勇

1河南省交通規劃勘察設計院有限責任公司（450052）2河南省交院工程檢測加固有限公司（450052）3河南建筑職業技術學院（450000）4河南省建筑工程學校（450000）

某連續剛構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河南省交通規劃勘察設計院有限責任公司（450052）2河南省交院工程檢測加固有限公司（450052）3河南建筑職業技術學院（450000）4河南省建筑工程學校（450000）

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

連續剛構；承載能力；動力性能；撓度；應變；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變，以撓度和應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。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

某連續鋼構橋橋跨組成為:80 m+154 m+80 m，橫斷面布置為0.5 m防撞護欄+18 m+0.5 m防撞護欄。

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，基于此目的和相關規定[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 試驗結果

3.1 撓度測試結果

試驗過程中對該橋控制截面的撓度進行了數據測試和采集。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，撓度校驗系數在0.71～0.83之間，均小于1，說明該橋撓度能夠滿足設計荷載的正常使用要求。

圖3 各工況應變實測值與理論值對比

3.2 殘余撓度測試結果

試驗過程中對該橋控制截面的撓度進行了數據測試和采集。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，基本能恢復到初始狀態，處于彈性工作狀態。

3.3 應變測試結果

試驗過程中對該橋控制截面的應變值進行了數據測試和采集。圖4給出了各工況的實測應變度和理論應變比較圖，該橋實測應變均未超出理論應變，應變的校驗系數在0.60～0.85之間，說明該橋應變能夠滿足設計荷載的正常使用要求。

圖4 各工況應變實測值與理論值對比

3.4 殘余應變測試結果

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

3.5 自振頻率測試結果

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計荷載的正常使用要求。

3.6 自振頻率測試結果

半功率帶寬法是最常見的利用頻譜進行阻尼計算的方法，它根據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%,在常規橋梁的正常范圍內。

3.7 振型測試結果

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。根據智能信號采集處理分析儀現場采集數據，實測振型擬合結果如圖6所示。由圖可以看出，該橋1階豎向振型實測結果與理論計算接近。

圖5 理論振型圖

圖6 實測振型圖

4 結語

1）連續剛構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等控制截面的應變、撓度，通過實測應變、撓度與理論應變、撓度對比來評價橋梁的承載能力。

2）連續剛構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，通過實測結果與理論結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程[S].人民交通出版社,2011.