我国经济建设的高速发展带动了交通物流的飞速发展。桥梁在交通运输环节有重要的作用,桥梁运营的安全性日益受到人们的关注。桥梁荷载试验是一种验证桥梁安全性的科学有效办法,我国现阶段也颁布了一系列的相关规范和标准[1-5],用于指导相关工作。大量工程技术研究人员从事相关研究工作,并取得了丰硕成果,例如在预制装配式T梁桥[6-7]、石拱桥[8]、临时钢栈桥[9]、钢纤维混凝土桥[10]、钢-UHPC桥梁[11]、斜拉桥[12-15]以及拱桥[16-17]等桥型中运用,均取得了良好的效果。本文针对连续刚构桥利用荷载试验评定桥梁的整体性能,为桥梁的验收运营提供翔实的资料,也为同类型桥梁的评定提供有益借鉴。1工程概况漠阳江特大桥主桥跨径布置为88 m+152 m+88 m变截面连续刚构桥,桥梁左右幅分幅布置、单向三车道。主墩采用双壁墩,单幅桥横桥向墩宽和箱梁一致,为8.75 m。主桥箱梁混凝土强度等级为C60。薄壁墩为C40,承台为C30,支座采用盆式支座。汽车荷载为城-A级。引桥采用桥面连续结构预制小箱梁。引桥桥面横向布置为15.25 m(桥宽)=0.5 m(防撞栏)+11.25 m(机动车道)+3.5 m(人行道及非机动车道)。汽车荷载为城-A级。漠阳江特大桥概貌如图1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.12.027.F001图1漠阳江特大桥概貌2计算模型按照设计文件,左幅主桥(13#~16#轴)为变截面连续刚构桥,设计荷载为城市-A级,设计时速60 km/h。主桥主梁采用C60混凝土,薄壁墩采用C40混凝土,支座采用盆式支座。桥梁由本次测试轴跨为88 m+152 m+88 m跨。根据相关设计文件,通过Midas/Civil建立各测试跨桥梁模型。桥梁Midas/Civil计算模型如图2所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.12.027.F002图2桥梁Midas/Civil计算模型桥梁控制加载截面如图3所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.12.027.F003图3桥梁控制加载截面(单位:cm)3静载试验本试验为验收性荷载试验,根据《公路桥梁荷载试验规程》(JTG/T J21-01—2015)[2]的要求,桥梁的静力试验按荷载效率η来确定试验的最大荷载,η取值范围在0.85~1.05之间。静力荷载效率η的计算公式为:η=StSd(1+μ) (1)式中:St——试验荷载作用下,检测部位变形或内力的计算值;Sd——设计标准荷载作用下,检测部位变形或内力的计算值;1+μ——设计取用的动力系数。桥梁荷载试验各控制截面荷载效应(弯矩)如表1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.12.027.T001表1各控制截面荷载效应(弯矩)工况测试内容加载效率备注工况一边跨跨中最大正弯矩(13#轴~14#轴)0.93A-A截面工况二中跨跨中最大正弯矩(14#轴~15#轴)0.91C-C截面工况三墩顶最大负弯矩(15#墩)0.86B-B截面工况四边跨跨中最大正弯矩(15#轴~16#轴)0.93D-D截面本文以中跨跨中最大正弯矩工况(工况二)为例说明漠阳江特大桥的承载能力状况。工况二桥梁主要测点实际变形情况如表2所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.12.027.T002表2工况二桥梁主要测点变形情况轴跨截面位置试验工况/mm理论值/mm校验系数满载残余边跨13#~14#L/4-1.43-0.05-2.010.69L/2-1.81-0.11-2.390.71L3/4-1.20-0.08-1.550.72中跨14#~15#L/82.290.192.910.72L2/85.590.467.120.72L3/89.800.7812.190.74L4/812.850.9816.490.72L5/89.410.7111.920.73L6/85.220.326.900.71L7/81.720.112.180.74边跨15#~16#L/4-1.12-0.08-1.460.71L/2-1.66-0.11-2.250.69L3/4-1.44-0.10-1.890.71工况二B-B截面应变情况如表3所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.12.027.T003表3工况二B-B截面应变情况测点断面编号试验工况/με理论值/με校验系数满载残余1#-151-190.742#345390.763#436500.744#425500.755#435500.766#334390.757#-151-190.71桥梁挠度校验系数介于0.69~0.74之间,均小于1,表明桥梁主梁上部结构处于弹性阶段,整体性能较好。跨中B-B截面应变校验系数介于0.71~0.76之间,均小于1,满足规范要求,且桥梁跨中截面处于弹性阶段,安全冗余量较大,整体性能较好,满足设计荷载等级的使用要求。各级荷载作用下桥梁实测挠度曲线如图4所示,B-B截面应变实测曲线如图5所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.12.027.F004图4各级荷载作用下桥梁实测挠度曲线10.19301/j.cnki.zncs.2023.12.027.F005图5各级荷载作用下B-B截面实测应变曲线4脉动试验Midas/Civil软件模拟得出桥梁竖向第一阶振型频率为1.292 Hz。桥梁竖向第一阶模态及频率如图6所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.12.027.F006图6竖向第一阶模态及频率桥梁不受车辆荷载作用时,桥梁会受到风荷载、水流、大地脉动等随机荷载的激励,桥跨结构会产生微幅振动响应。通过测试桥跨结构的振动响应,经频谱分析得出桥跨结构的自振频率。桥梁脉动频谱如图7所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.12.027.F007图7桥梁脉动试验频谱桥跨结构竖向第一阶频率为1.367 Hz,测试结果略大于理论值,说明桥梁刚度满足设计要求。5结语通过桥梁模态试验与理论分析对比可知,桥梁静力性能良好,主桥构件处于弹性阶段,满足设计荷载的使用要求;桥梁实测基频大于理论值,表明漠阳江特大桥主桥整体刚度优于设计值,大桥整体性能良好。

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