青草背长江大桥荷载试验分析
2017-07-31
随着公路运输事业的飞速发展，公路建设进入一个前所未有的大发展阶段，我国依靠自己的力量，建成了不同结构形式的大跨度悬索桥、斜拉桥、拱桥、连续刚构桥等等，这些桥梁技术复杂，科技含量高，施工难度大，表明我国桥梁建设技术水平已经迈入世界先进行列。对于这些大量新建桥梁，尤其是新型结构特大桥，为了保证高架桥梁成桥后的正常运营，有必要通过桥梁现场荷载试验对桥梁结构工作状态进行直接测试，以此确定桥梁的实际承载能力。
1 工程概况
涪陵青草背长江大桥位于重庆市南川至涪陵高速公路上，本桥桥型为主跨788m单跨双铰简支钢箱梁悬索桥，全桥长度为1719m。按双向四车道高速公路标准建设，设计时速80km/h，设计荷载为公路―I级，检修道荷载：2.5kN/m2。主桥全宽为27.5m。在设计成桥状态下，中跨理论垂度为78.8m，主跨垂跨比为1：10，主缆中心距28.70m。
为保证桥梁运营的可靠性，需对该桥进行桥梁荷载试验。通过对桥梁进行荷载试验，检验桥梁结构承载能力及其工作环境是否符合设计荷载标准或满足使用要求。
2荷载试验内容
测试内容包括以下方面：
2.1 静载试验
2.1.1试验加载的工况
工况T1主要测试正载作用下主缆最大弯矩和吊索最大索力的增量；工况T2主要测试控制值为塔顶最大位移、主缆跨中向下位移；工况T3主要测试正载作用下主梁最大纵桥向位移、主梁最大竖向挠度、主缆最大向下挠度和主缆最大向上挠度；工况T4主要测试偏载作用下主梁最大弯矩和吊索最大索力增量；工况T5主要测试控制量为主梁最大纵桥向位移、主梁最大竖向挠度、主缆最大向下挠度、主缆最大向上挠度。
2.1.2工况测试结果分析
由于篇幅有限，本文对所以工况的结构进行分析得出结论，工况在测试点的校验系数均在《大跨径混凝土桥梁的试验方法》要求范围内。在工况荷载作用下，强度和刚度正常，满足要求。
2.2 动载试验
2.2.1 试验内容
本次桥梁动载试验的测试内容包括地脉动测试、跑车测试。
（1） 脉动试验
在桥面无任何交通荷载以及桥址附近无规则激振源的情况下，通过高灵敏度动力测试系统测定桥址处风荷载、地脉动、水流等随机荷载激振而引起桥跨结构的微小振动响应，测得结构的自振频率、阻尼比、振型等动力学特征。
（2）跑车试验
试验时采用4辆重300kN的试验车并排横向对称布置，分别以20km/h、30km/h、40km/h、50km/h的速度通过桥跨结构，由于在行驶过程中对桥面产生冲击作用，从而使桥梁结构产生振动。通过动力测试系统测定桥跨结构主要控制截面测点的动应变时间历程曲线。得到桥梁主要控制截面测点在不同车速下的最大动应变及冲击效应。
2.2.2 动载试验数据分析
本次脉动试验测试结果包括主桥基频、振型以及阻尼比，测试结果如表2.2-1所示：
通过脉动试验结果分析，桥梁实测竖弯基频为0.192Hz，大于理论计算频率，其与计算频率比值为1.25，阻尼比为2.716%。主桥动力特性正常。
各跑车工况下，测试截面实测动应变值正常，测试截面实测应变增大系数正常。各跑车工况下，主桥动力响应正常。
3结语
荷载试验结果表明：试验桥梁的受力性能和正常使用状态极限承载力满足设计荷载等级公路-I级要求，结构工作状况良好，符合通车条件。
参考文献
[1] JTJ02385，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S] .
[2] JTJ02185，公路桥梁设计通用规范[S].
[3]谌润水，胡剑芳，邓经国.公路桥梁荷载试验[M].北京： 人民交通出版社，2003.
[4]交通部公路科学研究所，交通部公路局技术处.大跨径混凝土桥梁的试验方法[M].北京：人民交通出版社，1982.
[5]王建华.桥涵工程试验检测技术[M].北京： 人民交通出版社，2004.
作者简介
1 谢应爽，重庆市交委工程质量安全监督局，高级工程师，1974.04
2 沈小俊，重庆市交委工程质量安全监督局，教授级高工，1971.11
3 高飞，重庆市交委工程质量安全监督局，高级工程师，1979.09
