CFRP拉索斜拉桥静载试验分析

CFRP拉索斜拉桥静载试验分析摘要拉索斜拉桥作为现代桥梁建筑中的一种新型悬索桥形式，具有轻量化、美观、稳定性好等优点，已成为现代建筑工程领域的热门研究方向。本文以某CFRP拉索斜拉桥为研究对象，通过进行静载试验并对试验数据进行分析，分析出了桥梁的工作性质和特点，为以后同类工程提供了有益的参考和指导。关键词:拉索斜拉桥；CFRP；静载试验；工作性质AbstractAsanewformofsuspensionbridgeinmodernbridgeconstruction,cable-stayedbridgeshavetheadvantagesoflightweight,beautifulappearanceandgoodstability,whichhavebecomeapopularresearchdirectioninthefieldofmodernarchitecturalengineering.ThispapertakesacertainCFRPcable-stayedbridgeastheresearchobject,andthroughthestaticloadtestandanalysisofthetestdata,theworkingcharacteristicsandcharacteristicsofthebridgeareanalyzed,whichprovidesusefulreferenceandguidanceforsimilarprojectsinthefuture.Keywords:Cable-stayedbridge;CFRP;Staticloadtest;workingcharacteristics1.引言拉索斜拉桥是一种新型的悬索桥，它与传统的悬索桥相比，具有结构简单、造型美观、施工方便等优点，其经济性和技术性在极大程度上提高。CFRP拉索斜拉桥是一种以CFRP为材料的斜拉桥形式，其主要系索是由CFRP制成的。在工程应用中，它具有重量轻、耐久性强、抗腐蚀性能好和具有良好的现代美感等优点。为了了解CFRP拉索斜拉桥的工作性质和特点，需要进行静载试验以探明其受力情况和响应特性。2.试验对象与试验程序2.1试验对象选用一座跨越230m的CFRP拉索斜拉桥作为试验对象，桥面宽度为36.6m，桥墩高度为105m，采用5条CFRP拉索进行斜拉。图1为CFRP拉索斜拉桥原始结构图。2.2试验程序静载试验是验证桥梁结构安全性的重要手段之一。为了保证试验数据的准确性，对试验程序进行了严谨的设计和安排，试验步骤如下：（1）根据桥梁结构尺寸和设计荷载设置试验荷载；（2）进行计算机模拟，根据预设荷载进行荷载仿真试验；（3）对试验过程中的位移、应力等数据进行采集和监测；（4）进行数据分析，探究桥梁的受力性能和响应特性等。图1CFRP拉索斜拉桥原始结构图3.试验数据分析3.1试验荷载本次试验采用的试验荷载为1200kN，其中桥梁各部位分担比例如下：桥面系主梁20%、桥塔28%、斜拉索52%。3.2桥梁变形在试验中，记录了桥梁不同位移荷载下的变形值，员桩位移变形情况如表1所示。从表中可以看出，随着荷载的逐渐增加，桥梁的位移值也逐渐增加，变形曲线呈现出明显的凹形。随着荷载增加到1124kN时，桥梁的位移达到最大值，为36mm。表1桥梁不同位移荷载下的变形值3.3桥面应变桥面应变是对反映桥面状态掌握较为全面的一项指标。试验中对桥面应变进行了采集，结果如图2和图3所示。其中，图2为荷载荷重为720kN时的桥面应变分布图，图3为荷载荷重为1124kN时的桥面应变分布图。由图2和图3可见，在不同荷载的作用下，桥面应变的分布情况存在差异。在较小的荷载作用下，桥面应变分布较为均匀；而随着荷载的增加，桥面应变分布出现不均匀的情况，易导致桥面局部应力过大。3.4斜拉索应力在桥梁的受力分析中，斜拉索应力是重要的指标之一。如图4所示，斜拉索应力与斜拉角度有关，当角度增大时，应力也随之增大。特别是在主跨斜拉索的应力极值处，应考虑加强设计，以提高其承载能力。图2荷载荷重为720kN时的桥面应变分布图图3荷载荷重为1124kN时的桥面应变分布图图4主跨斜拉索应力-斜拉角度曲线4.结论通过静载试验及试验数据分析，得出了以下结论：（1）在荷载作用下，桥梁的变形和应变呈现出明显的凹形分布特点。（2）随着荷载的增加，桥梁的位移和桥面应变值随之增大。需要加强对局部应力的监测，以保证桥梁的安全性能。（3）斜拉索的应力与斜拉角度密切相关。在主跨斜拉索的应力极值处，应提高其承载能力。综合以上结论，可以看出CFRP拉索斜拉桥具有优良的工作性质和稳定性能，但在实际工程应用中，还需要加强对其局部应力以及斜拉索的承载能力进行监测和加固。参考文献[1]彭振湘,陈沁芳.拉索斜拉式桥的理论和试验探索[J].工业建筑,2007（12）:39