结合工程实例论述桥梁静载试验测试

1、结合工程实例论述桥梁静载试验测试一、工程概况该桥梁工程为一新建29mx4.5m的码头钢桁架桥，为了确 保较大跨度的钢桁架桥的安全运营，要求对该滚装码头工程的 桥梁进行了现场查勘，决定对滚装码头工程的钢桁架桥进行荷 载试验，检验桥梁受力性能和承载力是否达到设计及规范要求， 检验钢桁架桥的施工质量,验证设计的合理性。二、检测内容与方法2. 1检测方案对钢桁架桥作压载试验，测量其在人群荷载、汽车荷载下的 挠度及部分杆件的应变。本试验为非破坏性检验只检测在标准 荷载下的变形和位移。根据设计要求，汽车荷载为一辆30 t汽车, 因桥梁跨度为29 m,考虑安全因素，汽车荷载按静载模拟；人 群荷载为4 kN

2、/m2,分四级加载每级荷载为1 kN /m2,采纳 堆砂袋的方法模拟人群荷载，每个沙袋0. 275 kN。2. 2挠度与应变测点布置测试每棉桥的主桁跨中、1 /4跨、支座处的挠度，每棉 桥共设10个位移计(图2)。注：括号外表示轴线测点布置，括号内表示B轴线测点布置 图2钢桁架桥轴线主桁位移与应变测点布置测试主桁下弦杆、上弦杆、腹杆的应变，每棉桥布置24 个应变片(图 2)。截面 1-1, 1-2, I- 3, 1-4, II-1, II-2 的应 变片布置见图3。图3应变片布置2. 3有限元建模计算荷载试验主要包括试验准备、理论计算、现场试验、结果分 析评定等一系列工作。其中，对试验桥梁在设

3、计荷载和拟加试验 荷载作用下的理论分析计算工作，为评价结构工作性能和安全 储备提供重要指标，是荷载试验中的核心工作。本试验中采纳NSYS有限元分析软件进行了有限元建模和 计算分析，模型钢桁架采纳空间梁单元，桥面板采纳板单元，有 限元模型见图4。利用该模型分别计算了各加载工况下各操纵截 面的位移和应变值，计算结果见表1。图4钢桁架桥的有限元模型注：表中挠度已扣除支座沉降。表1钢桁架桥人群荷载下的挠度3检测结果与分析钢桁架桥人群荷载下的挠度见表1,汽车荷载下的挠度见表 2;人群荷载下主要杆件的应变量测结果见图5图7,汽车荷载 下主要杆件的应变测量结果见表3。表2钢桁架桥汽车荷载下的挠度表3钢桁架桥

4、汽车荷载下杆件应变值由表1、表2可以看出，实测值与理论计算值非常接近，校 核系数均接近于1。只有少数校核系数大于1,且在人群荷载或 者汽车荷载作用下的最大挠度为2770 mm,远小于规定的挠度 同意值L/700=41. 4mm,静载试验的挠度结果表明钢桁架桥 施工质量优良。图5应变结果表明，主桁下弦杆截面各点的应变趋势一致, 且截面各点的应变差别不大,表明下弦杆基本处于单轴拉伸状 态，这与桁架结构的受力特点是一致的。另外，钢桁架桥的、B轴 线主桁下弦杆应变图基本一致，表明钢桁架桥下弦结构受力均 匀对称，结构施工质量较高，达到了设计意图。图6应变结果表明，主桁上弦杆截面各点的应变趋势一致, 但截

5、面各点的应变差较大，表明上弦杆基本处于压弯状态。另外, 钢桁架桥的、B轴线主桁上弦杆应变图差别也较大，尤其是B轴 线主桁上弦杆17号点的应变。这表明钢桁架桥上弦结构受力不 均匀。但在设计荷载作用下，应变均在弹性范围内，故其对结构 的正常使用没有影响。图5钢桁架桥人群荷载下的下弦杆应变图6钢桁架桥人群荷载下的上弦杆应变图7钢桁架桥人群荷载下的斜腹杆应变图8钢桁架桥人群荷载下的端斜杆应变由图5图8可以看出钢桁架桥在人群荷载下，轴线主桁 下弦杆最大拉应变为148卬，上弦杆最大压应变为-154卬，斜 腹杆的最大拉应变为24四 端斜杆的最大压应变为-139卬；B 轴线主桁下弦杆最大拉应变为14卬巳上弦杆最大压应变为-lllpSo由表3可以看出，在汽车荷载下，轴线主桁下弦杆平均拉 应变为14卬，上弦杆平均压应变为-58卬，斜腹杆平均拉应变 为40四 端斜杆平均压应变为-37的B轴线主桁下弦杆平均拉 应变为15p&上弦杆平均压应变为-64p8o应变结果表明，在设 计要求的标准荷载下，各杆件的应变均在弹性应变范围内。四、结论钢桁架桥在人群荷载或者汽车荷载作用下的最大挠度为2. 770 mm,远远小于规定的挠度同意值L/700=41. 4mm,且静 载试验的挠度结果与理论计算结果非常接近，表明钢桁