某连续箱梁静载试验与分析

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年2月第6期   作者:黄书标
[导读] 本文以某连续箱梁为例,建立有限元计算模型,
        黄书标
        广州广检建设工程检测中心有限公司  518000
        摘要:本文以某连续箱梁为例,建立有限元计算模型,基于理论分析结果对该桥进行了现场静载试验,根据试验结果,对该桥承载能力进行评估分析。

        关键词:连续梁桥;荷载试验;有限元分析;承载能力

        近年来,随着我国公路交通事业的迅猛发展,政府加大了各个地区的交通建设力度,从中促进了交通行业的迅速发展。桥梁工程作为交通行业中重要组成部分,在现代交通行业发展中发挥着关键性的作用。在桥梁工程建设过程中,为了保证工程建设质量与安全,需要做好检测工作。本文通过笔者的实际工作总结,就桥梁工程检测中质量控制的有效措施进行探讨。


1  工程概况
        某桥梁位于广东省的东南部,为检验桥梁结构是否符合设计要求,以确定能否交付正常使用,进行验收性荷载试验,为工程竣工验收提供依据。
        该桥梁结构为现浇连续箱梁,跨径为3×30m,采用1.7m等高斜腹板连续箱梁,单箱双室,箱梁顶宽12m。
2  理论分析计算
        该桥理论计算采用MIDAS Civil大型桥梁有限元分析软件,建立有限元计算模型进行分析。
        分析模型的尺寸按照设计文件输入,混凝土采用C50混凝土,弹性模量E=3.45e4MPa,泊松比μ=0.2。有限元模型如下图所示。

         图 1  有限元分析模型
3  试验内容
        依据设计方提供的图纸等资料,由Midas/Civil建模计算出试验桥跨在设计荷载作用下的最薄弱部位,即控制截面的位置。具体测试项目:①控制截面应变;②控制截面挠度;③观测加载前后裂缝发展及裂缝宽度。试验跨及控制截面示意图见图2。

         图 2  控制截面示意图(cm)
4  试验荷载工况
        根据设计荷载等级,利用弯矩等效的原则,计算出单车总重约为380kN的三轴载重汽车队加载。试验中荷载工况如下:①边跨中最大正弯矩工况,试验荷载效率为1.05;②支点最大负弯矩工况,试验荷载效率为0.97;③中跨中最大正弯矩工况,试验荷载效率为1.05。试验荷载效率满足《城市桥梁检测与评定技术规范》的要求,各试验荷载工况见下图。

5  测点设置
        (1)应力(应变)测点:根据试验目的和现场环境情况,采用标距为150mm的振弦式应变计进行测量,使用BGK408型静态应变数据采集分析仪进行采集。各截面应变测点布置如图6所示。
        (2)挠度测点:根据试验目的和现场环境情况,采用百分表进行量测结构在各级荷载作用下各测点的挠度变化情况。挠度测点布置如图7所示。


6  试验结果分析
(1)应变. 表1列出最大正弯矩工况下最大实测应变及相应的理论应变值。从表1可知,在试验荷载工况下,应变校验系数≤1.00,相对残余挠度小于0.2,满足有关要求。



(2)挠度. 表2列出最大正弯矩工况下最大实测挠度及相应的理论挠度值。从表2可知,在试验荷载工况下,纵梁实测的挠度小于理论值,挠度校验系数≤1.00,相对残余挠度小于0.2。


A截面2#测点实测挠度与试验弯矩关系图

        C截面5#测点实测挠度与试验弯矩关系图
(3)裂缝.试验前后对全桥梁体进行裂缝检查,梁体混凝土表面未发现裂缝。
5  结论
        经对该桥静载试验全过程的观察及对静载试验结果的分析,表明该桥承载能力满足设计荷载标准(城-A级,人群荷载:3.5kN/m2)的要求。
参考文献:
[1]JCJJ/T233-2015,城市桥梁检测与评定技术规范,[S]
[2]CJJ 11-2011,城市桥梁设计规范,[S]
[3]JTG D60-2015,公路桥涵设计通用规范,[S]
[4]胡大林.桥涵工程试验检测技术[M].北京:人民交通出版社,2000,2(第一版)
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