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摘要:采用MIDAS/Civil有限元软件建立某斜腿钢构桥空间有限元计算模型,计算其工况下的挠度、应变、第一振型等相关参数;并与其在静载、动载试验下的相关参数进行了对比,表明其桥梁整体状况良好,可以正常运营使用。
关键词;斜腿钢构,可靠性,静载,动载
0 引言
结构可靠性定义为:结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的能力;目前亚健康桥粱结构的承载能力不足,有必要进行细致的研究。
1 工程实例
江门市某桥结构形式为斜腿刚构,该桥总长度为54m,跨径组合为15.5m+23m+15.5m。该桥上部结构形式为预应力混凝土双斜杆刚构桥,跨中主梁部分采用15m的预应力混凝土T梁。桥梁的下部结构采用混凝土承台,基础采用混凝土灌注桩。设计荷载等级为:汽-15、挂-80、人群荷载3.5kN/m2。桥梁立面、平面布置如图1~2所示。
2 理论计算分析
采用MIDAS/Civil有限元软件建立该桥空间有限元计算模型,如图2所示。
3 静载试验
本次加载需3台重约350kN的重车,通过工况1~3使1#~2#轴跨跨中截面正弯矩达到加载效率;通过工况4使1#支点处的截面负弯矩达到加载效率;通过工况5~6使0#~1#跨跨中截面正弯矩达到加载效率。
3.1 挠度测点曲线
在试验检测跨支点、四分点、跨中位置等处共设置13个挠度变形测点。测点采用长2厘米特制螺栓固定在桥面铺装层上,竖向变形测量采用二等水准测量,水准测量测试精度为0.1mm,采用NA2/GPM3型精密水准仪,后视点设置在测试桥跨外。依据上表的数值对比可知,在试验荷载作用下,计算挠度值与实测挠度值两者的比值满足校验系。
3.2 应变测点曲线
应变测试断面选在0#~1#轴跨跨中处A-A、1#轴支座处B-B、1#~2#轴跨跨中C-C截面每个截面布置7个应变测点,共计21个。依据上表的数值对比可知,在试验荷载作用下,计算挠度值与实测挠度值两者的比值满足校验系(其中1.1值均小于1,校验系数满足《评定规程》中关于混凝土桥梁校验系数的要求。
4 动载试验
动载试验主要内容是测试桥梁结构的自振特性、受迫振动特性、以及加速度时程响应。本次动载试验对象为全桥跨,动载测点具体布置在检测跨跨中处。
各桥跨的振动特性理论计算结果见如下:一阶的自振频率10.42 Hz,振型为对称竖弯,见图9;实测的一阶自振频率为11.51Hz,阻尼比为1.6015~1.9836%。
实测频率大于理论计算值,表明该桥的实际刚度较大,振动响应较小,行车性能正常。
5 结论
(1)在试验荷载作用下,计算挠度值与实测挠度值两者的比值满足校验系数。安全储备较大。
(2)在试验荷载作用下,计算挠度值与实测挠度值两者的比值满足校验系数。安全储备较大。
(3)实测频率大于理论计算值,表明该桥的实际刚度较大,振动响应较小,行车性能正常。
参考文献
[[1]]JTJ023-85公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S.