[doc] 熊家冲大桥动静载试验测试与分析

[doc] 熊家冲大桥动静载试验测试与分析 熊家冲大桥动静载试验测试与分析 第30卷第4期 2009年8月 华北水利水电学院 文章编号:1002—5634(2009)04—0026—04 熊家冲大桥动静载试验测试与分析 杨钧,朱登军,郑睿,冯星 (1.广州市天工防水补强有限公司,广东广州510080;2.河南省人民医院,河南郑州450003; 3.河南省冶金规划 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 研究院有限 责任 安全质量包保责任状安全管理目标责任状8安全事故责任追究制幼儿园安全责任状占有损害赔偿请求权 公司,河南郑州450051;4.湖南省交通科学研究院,湖南长沙410015) 摘要:为检验熊家冲特大型桥梁的承载能力及使用功能是否符合设计 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ,对该大型桥梁进行了动静载试 验测试与结果分析,给出了要测试的试验项目,测点布置及观测 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ,试验荷载,试验方法,试验结果.检测结 论 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明,该桥的强度,刚度和动力性能均满足设计要求,在试验荷载作用下处于弹性_亡作状态. 关键词:动静载试验;应力观测;挠度观测;裂缝观测 中图分类号:U446文献标识码:A 近几十年来,我国桥梁建设突飞猛进,城市立交 桥,复杂高架桥以及江河上的大型桥梁等大量涌现. 为了对新建桥梁进行竣工验收和对早期修建桥梁的 运营进行承载力的评定,检验桥梁结构受力特性及 其工作状态是否符合设计标准和使用要求,以保证 桥梁今后的安全运营,一般需要对桥梁开展静载试 验和动载试验”.笔者通过动静载试验,对熊家冲 桥梁的安全性作出评估,并结合有限元方法分析该 桥的静载受力性能以及动力特性等,并与试验测试 值进行比较. 1工程概况 熊家冲大桥上部构造为8m×25m的预应力混 凝土T梁,先简支后桥面连续;0号台,8号桥台设置 GQF—Z80型伸缩缝,4号桥墩设置GQF—MZL160 型伸缩缝,全桥共两联.下部构造采用双柱式桥墩配 桩基础,u型桥台配扩大基础.桥型整体布置如图1 所示,桥面净宽2.00m×11.75m;设计荷载为汽车 一 超2O级,挂车120;设计洪水频率百年一遇;区域 内地震烈度:震动峰值加速度0.05g,特征周期 0.35S. 为了检验该桥的承载能力及使用功能是否符合 设计标准,现对其进行桥梁静动载试验:?了解桥梁 结构在试验荷载作用下的实际工作状态,判断桥梁 结构的安全承载能力,评价桥梁的营运质量;?检验 桥梁结构的设计和施工质量;?发现在常规检查中 难以发现的隐蔽病害;?了解在理论上难以计算部 位的受力状态. 2静载试验及结果分析 2.1加载断面的选择及观测方法 根据工程要求,选取桥右幅2个断面作为加载 断面,全桥2个工况,如图1所示:工况I,右幅3一 4墩跨中最大正弯矩,I—I截面加载;工况?,右 幅3墩支点最大负弯矩,?一?截面加载. ?????@@???@@ 图1桥型布置简图及加载断面图 根据大桥结构和工程运行特点,进行了以下的 检测试验项目. 2.1.1应力观测 应力观测截面为I—I和?一?2个截面,试 验外贴结构表面应变计测试应力.所有元件均采用 振动频率检测仪测试.观测截面应力测点布置如图 收稿日期:2009—05—05 作者简介:杨钧(1969一),男,河南潢川人,工程师,主要从事岩土工程 设计方面的研究 第3O卷第4期杨钧等:熊家冲大桥动静载试验测试与分析27 2所示 I1支点JM-212应力测试计 图2断面应力测点布置图 2.1.2挠度观测 挠度观测为跨中,四分点和支座截面.在每个测 试断面上安置一把精密水准尺,用精密水准仪观测. 2.1.3裂缝观测 重点检测加载截面在试验荷载作用下裂缝的产 生和发展.裂缝长度用小钢尺量测,裂缝宽度用刻度 放大镜观测.’ 2.1.4相对残余变形(残余应变)观测 在各个工况下,加载到最大量级且变形稳定时, 测读相应控制测点变形值;卸载后变形稳定时,再读 控制测点变形值,并计算残余变形. 2.2计算模型,试验荷载及试验方法 分析模型采用有限元软件进行空间分析,分析 实体为Beam188单元,单元尺寸纵桥向为1rl1.计算 模型如图3所示. 图3计算模型整体图 按设计标准荷载计算加载汽车数量,各工况计 算结果见表1,其中跨中截面加载工况如图4所示. 表1各工况加载计算结果 采用的试验方法为:?在试验前,将加载汽车按 计算的试验荷载重量装载,过磅称重;?试验荷载分 4级逐级加载.在正式加载前,各量测仪表调零或初 读数;然后分级加载,每一级荷载加载完毕,结构变 形稳定后,各量测仪表读数;读完数后,再加下一级 荷载,当全部荷载加载完成并读数后,按一次全部卸 载,30min后,各量测仪表测读结构的残余变形.加 载稳定时间取决于结构变位达到稳定所需的时间. 同一级荷载内,结构最大变位测点在最后5rain内 的变位增量小于前一个5min变位增量的15%,或 小于量测仪表的最小分辨值时,则认为结构变位达 到相对稳定.在进行主要控制截面最大内力加载程 序时,加载稳定时间不小于15min. 图4跨中截面加载工况 2.3静载试验结果分析, 主要对工况I下3一4墩跨中的挠度与应力的 计算值与实测值进行分析.表2给出了3一4跨实 测挠度与计算挠度的对比,从表中可以看出两者有 一 定误差,计算值一般较实测值大,这是因为理论计 算模型一般比较简单,建立模型时候没有考虑钢筋 的影响;另外实际的混凝土弹性模量一般比理论上 采用的值大. 表2工况下3一4.跨实测挠度与计算挠度mm 注:粱向F变形时为正值,向上变形时为负值. 表3给出了3一4墩跨中截面下缘应力的实测 值和计算值,图5给出了3一4墩跨中截面下缘应 力一跨中弯矩曲线图.从表3中可以看出应力的实 测值与计算值的比值在68%,75%之间.跨中截面 下缘实测应力与跨中弯矩呈直线关系,且3一4墩 跨中截面在同一弯矩作用下其下缘应力的实测应力 要大于计算值.在各工况加载试验过程中,最大试验 荷载作用下加载截面及墩柱未出现任何裂缝. 总结静载试验下工况I和工况?的计算和实测 28华北水利水电学院2009年8月 表33--4跨跨中截面下缘实测应力与计算应力 注:表中应力均为混凝土试验相对拉应力,未计预压应力 4.0 35 3.O 2.5 2.0 15 1O 05 0.0 跨中弯矩M/(10kN?m】 图53一4跨跨中截面下缘应力一跨中弯矩曲线图 分析结果可得出如下结论:?选取拱顶和拱脚共2 个截面进行了静载试验,试验荷载效率系数均在 0.80,1.05之间,满足规范要求一;?测量的弹 性变形值Se与试验荷载作用的理论值Sstat的比值 均为0.68,残余变形Sp和总变形Stot的比值均小于 0.2,最大变形值se均小于规范允许值[?]= L/600.说明在试验荷载作用下测得的各指标均满足 规范要求;?应力实测值与计算值的比值在 68%,75%之间,且在最大试验荷载作用下加载截 面及墩柱未出现裂缝. 图6以40km/h的速度过桥波形圈 3动载试验及成果分析 3.1测试项目 测试项目包括:?测定桥梁结构在动力荷载作 用下的受迫振动特性,如动力系数,频率等;?测定 桥梁结构的自振特性,如结构的自振频率和阻尼特 性等 3.2试验方法 1.检测桥梁受迫振动特性的试验荷载.采用单 辆重车以30,40,50km/h的不同车速通过桥梁,要 求每次试验时车辆在桥上的行驶速度保持不变;或 在桥梁动力效应最大的检测位置进行刹车试验. 2.测定桥梁自振特性试验.在预定激振位置,汽 车后轮越过一根高15cm的有坡面的横木,车轮落 下后立即停车;或者车辆通过桥梁后测量桥梁的 余振. 3.3试验结果分析 图6和图7为汽车分别以30km/h的速度在桥 上通过所测得的波形及频谱分析图,图8和图9为 汽车在桥上的跳车波形和频谱分析图.根据测试结 果可以看出:?受迫振动频率在6.191,7.052Hz 范围;?自振频率:一阶自振频率为7.052Hz.对比 理论值指标均在正常范围内,说明该桥的动力性能 满足要求.. 图7以40km/h的速度过桥频谱 分析圈(f=6.28rlz) 图8汽车跳车所测得的波形图图9汽车跳车测得的频谱分析图 (,=7.052Hz) 第3O卷第4期杨钧等:熊家冲大桥动静载试验测试与分析29 4结语 根据该桥动静载试验测试与分析结果,可以得 出如下结论:该桥强度,刚度和动力性能均满足设计 要求,在试验荷载(达到设计值)作用下处于弹性工 作状态,主要指标挠度和应力实测值小于计算值,结 构弹性恢复性能较好.因此,该桥的承载能力满足设 计荷载的营运要求. 参考文献 [1]华强,贺国京,邹中权.大跨度桥梁荷载试验[J].山西 建筑,2007,33(5):269—270. 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DynamicandStaticLoadingTestandItsAnalysisforXiongjiachongBridge YANGJun,ZHUDeng.jun,ZHENGRui,FENG,Xing (1.GuangzhouCityTiangongWaterproof&ReinforcingCo.,Ltd,Guangzhou510080,China;2.HenanProvincialPeople’s Hospital,Zhengzhou450003,China;3.TheMetallurgicalPlanningandDesignResearchInstituteofHenan Co.Ltd.,Zhengzhou450051,China;4.HunanCommunicationsResearchInstitute ,Changsha410015,China) Abstract:InordertOtestwhetherthebearingcapacityandthefunctionsofXion~iachongbigbridgewereconsistentwiththedesign standardsornot,dynamicandstaticloadingstestforthebridgewereconducted. Thetestprojects,measuringpointlayoutandobserva— tionmethods,testloadings,testmethods,testresultswerepresented,thetestre sultsshowthatstrengthandstiffnessbehaviorofthe bridgecanmeettherequirementsofdesignafterrepairation,thestructureliesinaflexibleworkingstageundertestload. Keywords:staticanddynamicloadingtest;stressobservation;deflectionobservation;cracksobservation