桥梁荷载试验分析

３２ 挠度 比较 ．． ２
各个工况下控制点挠度值及校验 系数如表 ７
表 １ 示 ，表 中挠 度 实 测值 已经 扣 除支 点沉 降 影 Ｏ所
响 ，其中以向下变形为正 ，向上变形为负。
３ ． 吊杆索力 比较 ．３ ３
表７ 工况 Ｉ ／Ｌ Ｃ Ｃ １ （ — 截面 ） ２ 中载时测点挠度值
最 不利 截 面 。各 控制 截面具 体位 置如 图 ４所 示 。各
旦 卫 旦
５ｌ
５ ２
５ ３
控制截面测试的项 目见表 １ 。
弯矩
（ｌ５ ５ ～ ３系粱挠度测点及编号 ，５ — ６下行线拱肋挠度测点及编号 ， ４５ ５ — ９上行 线拱肋挠度测点及编号） ７５
誓 目 ：
载 ：城市一 Ａ级 ，人群 ４ ／ｚ ． ｋ ｍ 。主桥总体布置 图 ０Ｎ
１所示 。
图 ２ 结构离散图
２１ 测试 控 制截面 ．
经理论计算分析 ，该桥横向可加 ３ 列车 ，计算
图 １ 主跨立面图
收 稿 日期 ：２ １ － ０ ２ ０１１－６
时采用 城市一 Ａ级车辆加载 ，桥梁为双 向六 车道 ，
３２１ 应 变 比较 ． ．
１ ２∞ ＿
单元 号 ３ ＝Ｂ 位置： 节点 ■
口■■■量
龃
。
ｆ系梁 １ Ｌ截面弯矩影响线 ） ／ ４
乙一 方向
各个 工 况下相 应控 制截 面应变 计算 值及 相应 点 处 的实 测 值 和 校 验 系 数见 表 ３ 表 ６ ，表 中 以拉 应
果 ，大部 分校 验 系数 在 ０７ ０９之 间 。根 据规 范要 ．～ ．
第１ 期
８ ０ ｏ ． ７ ｏ ０ ．
裴桐松 ：桥 梁荷栽试验分析
三５ ６ ０ ０ ｏ
．
．
４ ０ ０．
网
嫩。 囊ｉ ０ ０ 。 ．
１ ０ ０． ０ ． １ ３ ５ ７ ９ ｌ １ １ １ １ １ ３ ５ ７ ９
作者简介 ： 桐松，男，１６ ～ 裴 ９ ５ ，副教授 。主要研究方 向：电工电子 ，力学 。
６ ２
河 北 交 通 职业 技 术 学院 学报
２ １ 年 ０２
根据规范取横 向折减系数为 ０ ５ ． ，钢管混凝土拱肋 ５
在 荷载 作用 下 的内力包 络 图如 图 ３所示 ，根据 活载
作用弯矩包络图，确定 Ａ 、ｃ 、Ｅ五截面为 、Ｂ 、Ｄ
Ａ
Ｌｏ ｄ ｎ ｅ ｔ Ａｎ ｌ ｓｓ ｆ ｒ Ｂｄｄ ｅ ａ ｉ ｇ Ｔ ｓ ａ ｙ ｉ ｏ ｇ
Ｐｅ ｎ ｓ ｎ ｉ Ｔｏ ｇ ｏ ｇ
（ ｅ ａ ｍ ｎ ｏ Ｅ ｅ ｔ ｃ ａ ｄ Ｉｆｒ ｔ ｎ Ｅ ｇｎ ｅ ｎ ，Ｈ ｂ ｉＪ ｏ ｎ ｏ ａ ｏ ａ ａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ａ Ｃ ｌ ｇ ， Ｄ ｐ ｒ ｅ ｔ ｆ ｌ ｒ ｎ ｎｏ ｉ ｎ ｉｅ ｒ ｇ ｅ ｅ ｉ ｔ ｇ Ｖ ｃ ｔ ｎ ｌ ｅ ｈ ｉ ｏ ｅｅ ｔ ｃｉ ｍａ ｏ ｉ ａｏ ｉ ｎ ｃ ｌ ｌ
ｔｅ ｗ ｏｅ ｓｉ ｎ ｓ ｆ ｔｅ ｂ ｄ ｅ ｉ ｃ ｍｐ ａｉｅｙ ｌｒｅ ｔｅ ｂ ｄ ｅ ｓｒｃｕ ｅ ｉ ｉ ｈ ｌｓｉ ｔｔ． ｈ ｈ ｌ ｔ ｆｅ ｓ ｏ ｒ ｇ ｓ ｏ ａ ｔ ｌ ａｇ ， ｈ ｒ ｇ ｔ ｔｒ ｓ ｎ ｔｅ ｅａ ｔ ｓａｅ ｆ ｈ ｉ ｒ ｖ ｉ ｕ ｃ
Ｍｉａ／ｉｌ ｄｓ ｖ 进行结构 静力分 析 。全桥 共划 分为 １ ７ Ｃｉ ２ ４
个单元 ， 节点划分及结构离散示意如图 ２ 所示。
２ （ ．ｍ 分隔带 ） １． ｍ 车行道 ）３ 拱肋 ）１ ０ ＋２ （ ０ ＋ ．ｍ（ ０ ＋ ．ｍ ５
（ 行 道 ）０２ 栏 杆 ） 人 ＋ ．５ｍ（ ，全 宽 ３ ． ｍ。设 计 荷 ６５
２１ ０２年
表 ８ 工况 １ ／Ｌ Ｄ Ｄ截面 冲 载时测点挠度值 Ｉ ４ （— ３
表 ９ 工况 Ｕ ／Ｌ Ｃ Ｃ截面 ） ｌ ２（ — ｌ 偏载时测点挠度值
表 ６ 工况 Ｉ ／Ｌ Ｂ Ｂ截面 ） Ｖ ｌ 【— ４ 偏载时测点应变 比较
表 ｌ 工 况 Ｉ ／Ｌ Ｂ Ｂ截 面 ） 载 时测 点挠 度值 ０ Ｖ ｌ （— ４ 偏
笪 Ｉ
图 １ 动力 分 析模 型 示 意 图 ０
吊杆编号
ａ下行线 吊杆索力试验值与设计值 比较 ）
１ｏ Ｏ ｏ 一
Ｚ
８０ ０ ６０ ０ ４ｏ ｏ
糇
２０ ０
Ｏ
Ｉ ｌ ！ 堡 塑
吊杆 编 号
ｂ 上行线 吊杆索力试验值与设计值 比较图 ）
ａ 一 阶 振 型 （ ．３ ３ ｚ ） ２３ ２０ ２ ０ — ０ １０ Ｊ ０ — ２ ５ ２ １ ） １０ ６ — ６
桥 梁荷 载试 验分析
裴 桐松
（ 河北交通职业技术学 院电气与信息工程系 石家庄 ００３） ５ ０ ５
摘
要
对 某钢 管混 凝 土拱 桥 进行 了静 、动荷 载试 验 。 对试 验 结果 进 行 的 分析 表 明 ，该桥 结 构
由表 ２可 见 ，各 工 况 荷 载 的效 应 均 在 理 论 荷
载效应 的 ８ ％以上 ，符合 《 ５ 大跨径 混凝土桥梁 的 试验方法 》 中的规定 ，说 明本 次试验 满足有效 性
要求。
河 北 交通 职 业 技 术 学院 学报
表 ５ 工况 １ ／Ｌ Ｃ Ｃ截面 ） １ ２ （— Ｉ Ｉ 偏载时测点应 变比较
Ｔ ｅ ｒ ｌ ｂ ｌ ｙ ｏ ｈ ｏ ｅ ｉａ ｎ ｌｓｓ ａ ｄ ｄ ｓｇ ｔ ｏ ｆ ｔ ｅ ｂ ｄ ｅ ａ ｅ ｖ ｒ ｅ ． ｈ ｅｉ ｉ ｔ ｆｔ ｅ ｒ ｔ ｌａ ａｙ ｉ ｎ ｅ ｉ ｎ ｍｅｈ ｄ ｏ ｈ ｒ ｇ ｒ ｅ ｆ ｄ ａ ｉ ｃ ｉ ｉ ｉ Ｋ ｅ ｒ ｓ ｓｅ ｌ ｐ ｐ ｏ ｃ ｅｅ ｂ ｒ ｌ ｋ ａ ｃ ｒ ｇ ； ｓａｉ ｏ ｄ ｎ ｅ ｔ ｄ ｎ ｍｉ ｌ ａ ｉ ｇ ｔｓ ｙ ｗｏ ｄ ： ｔ ｅ ｉ ｅ ｃ ｎ ｒ ｔ ； ａ － ｉ ｒ ｈ ｂ ｄ ｅ ｔ ｔ ｌ ａ ｉ ｇ ｔｓ ； ｙ ａ ｃ ｏ ｄ ｎ ｅ ｔ ｎ ｉ ｃ
表 ４ 工 况 Ｉ ／Ｌ Ｄ Ｄ截面 ） Ｉ ４（— ３ 中载时测点应变值
各 主要 测试 截 面试验 荷 载效 率 系数 ７至少 达到 ７ ０ ０以上 的条件下 ，经过 计算确定 ，本次静载试 ． ８
验用 ６ ３ 载重 车 。 辆 ０ｔ
３１ 静载试 验 工况及 加 载效 率 ．
主要工况加载效率值 见表 ２ 。
ｄ 主拱肋 １ Ｌ截 面位移影响线 ） ， ２
第１ 期
裴桐 松 ：桥 梁荷 栽试验 分析
表 ２ 静 载 试 验加 载 效 率
６ ３
ｅ 系梁 １ Ｌ截面弯矩影 响线 ） ， ２
弯炬
爱 ｌ
～ 隰≥
－
３２ 试验 结果 ．
静 载试验 结果 包括试 验 工况下 各测 点应 变值 和 挠度 值 。
根 据试验 中测 试 吊杆 得 到的动 态时程 曲线激 频
谱分析图，计算 自振频率，通过 自振频率计算得到
吊杆在 工况 Ｉ 验荷载作 用下 的索力 值 ，实测值 与 试 设计 值 的对 比见 图 ９所 示 。
３３４ 结 果分析 ．－
（ ） 变。从试验结果和计算结果可 以看 出， １应 各测试断面实测应变值均小于空间有限元计算结
第９ 卷 第１ 期 ２１ ０ ２年 ３月
河北交通 职业技 术学院学报
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｂ ｉＪａ ｔｎ ｃ ｔ ｎ ｌａ ｄ Ｔ ｃ ｎｃ ｌ ｇ ｏ ｒ ａ ｆ Ｈｅ ｅ ｉｏｏ ｇ Ｖｏ ａｉ ａ ｎ ｅ ｈ ｉａ Ｃｏｌ ｅ ｏ ｌ ｅ
— —
Ｖ０ － Ｎｏ １ ｌ ． ９ Ｍａ ． ０ ２ ｒ ２ １
图 ７ 吊杆索力测试位置图
图 ３ 最不利 活载弯矩包络图
Ｂ
Ｃ Ｉ
２３ 影 响线 的计 算 ．
Ｄ
各控制截面的弯矩、位移影响线见图 ８ 。
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
图 ４ 测 试 控 制 截 面示 意 图
表 １ 各控制截 面测试项 目表
ａ 主拱肋 １２ ） ／Ｌ截面弯矩影响线
１ 工程 概 况
某 工程 引桥为先 简支后连续小箱梁 ，主桥为８ ８ ｍ 下 承式钢 管混凝 土系 梁拱 。主桥桥 面为 ：０２ 栏 ．５ ｍ（ 杆 ）２ 人 行 道 ）３０ｍ（ 肋 ）１．ｍ（ ＋ ． ｍ（ ０ ＋． 拱 ＋ ２ 车行道 ） ０ ＋
２ 理 论 分 析
根据桥梁结构形式，采用桥梁结构专用分析软件
Ｓ ｉａｈ ａｇ ００ ３ ） ｈｊ ｚｕ ５ ０５ ｉ ｎ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｓ ａ ｉ ｎ ｙ ａ ｃ ｌ ａ ｉ ｇ ｔ ｓ ｗａ ｏ ｅ ｆ ｒ ａ ｓｅ ｌ ｐ ｐ ｒ ｈ ｂ ｄ ｅ ｅ ｔｒ ｓ ｌ ｈ ｗ ｓ ｒ ｃ ： ｔ ｔ ａ ｄ ｄ ｎ ｍｉ ｏ ｄ ｎ ｅ ｔ ｓ ｄ ｎ ｏ ｔｅ ｉ ｅ ａ ｃ ｒ ｇ ．Ｔ ｓ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｃ ｉ ｓ
图 ６ 挠度测点布置
一 ’～ 、 ～
匿 Ｉ ：
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二： ， ● ＝ 一 —
一 、 、 。 ～
瞄： 露７ ｊ ’ 韶
Ｍ ｌ１ Ｖａ Ｉ ：
ｔ ０ １２ ３ ４ ５ ６ ７ ８９１ ｌ１ １ １ １ １１ １ ５ ｌ ｌ ６７
２２ 测 点布置 ．
ｂ主拱肋１Ｌ ） ， 截面弯 ４ 矩影响线
乙一 方向
２２１ 应 变测 点 。 ． 应 变测点 布置 于控 制截 面的底 面 ，具 体位 置及
编 号见 图 ５ 示 。 所
日譬■鑫璧 ｎ
瞪 匾 糍
叠ｊ ： 客 篙 盈
鼹 量 器
节点 ＝５ ． ６
图 ９ 索力试验值与设计值对 比
求处 于 良好 弹性 工作 状态 的钢 筋混 凝 土拱桥 的应 变 校 验 系 数应 在０７ １ ．～ ． 间 。 因 此 ，该 桥 整 体 受 力 ０之
Ｕ ＿ ２丑 ａ ３ｅ ５｝． １ ｗ
毒 躲嬲
ｃ 主拱肋 ｌ Ｌ截面位移影响线 ） ／ ４
图 ５ 拱肋应变测点布置
２２２ 挠 度测 点 ．．
挠度测点具体位置及编号见图 ６ 所示。
２２３ 吊杆 索力测 点 ．Ｉ
检测时测试所有 ３ 根 吊杆的索力 ，测点布置 ８
见 图 ７ 。
９ｗ ．
节 点 号 Ｉ ∞ Ｂ １
ｇ 系梁 １ Ｌ截面位移影响线 ） ／ ２
ｋ 系梁 １ Ｌ ） ／ 截面位移影响 ４
图 ８ 各截 面弯矩 、位移影 响线
３ 静 载 试 验
为 了保 证 试 验 的有 效 性 ，根 据 各 测 试 截 面 的 内力 与 位 移 影 响 线 ，按 最 不 利 位 置 加 载 ，在 保 证
的 实际 刚 度 大 于 理 论 计 算 时 的 取 值 ，整 体 刚度 较 大 ，结 构 处 于 弹 性 范 围 内工 作 ，从 而验 证 了 该桥 理 论 分 析 与设 计 方 法 的 可靠 性 。
关键词 钢 管混凝 土 系杆拱 桥 静 载试 验 动栽 试验
中 图分 类号
Ｕ ４ ． 文 献标识 码 ４１ ２
ｔ ａ ｈｅ ｖ ｌ ｅ ｏ ｔｆｎｅ ｓ ｏ ｈｅ ｒｄｇ ｉ ｌ ｒ ｅ ｈ ｎ ｔ ｅ ｖ ｌ ｆ ｔ ｅ ｒ ｔ ａ ｃ ｌｕ ａｉ ｎ， ａ ｄ ｔ ａ ｈ ｔ ｔ ａｕ ｆ ｓｉ ｓ ｆ ｔ ｂ ｆ ｉ ｅ ｓ ａ ｇ ｒ ｔ ａ ｈ ａｕｅ ｏ ｈ ｏ ｅｉ ｌ ａ ｃ ｌ ｔｏ ｃ ｎ ｈ ｔ
变 为正 ，压应 变为 负 。
表 ３ 工况 Ｉ ／Ｌ Ｃ Ｃ截面 ） ｌ （ — ２ 中载时测点应变比较
吣４ ． ｆ 笋 吨 ｜ ｉ ：
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