蘭州市新區橋吊桿索力試驗研究

李江樂 1.河南城建學院，河南 平頂山 467036;2.西安建筑科技大學，陜西 西安 710055

1 工程概況

維七路K5+159 大橋為蘭州新區二號湖范圍內的跨湖橋，橋梁全長為120.82。上部結構采用1－25m 裝配式后張法預應力混凝土簡支箱梁+1－60m 系桿拱+1－25m 簡支箱梁，橋面連續。橋梁下部結構采用板式橋墩、肋板式橋臺，鉆孔灌注樁基礎。橋梁每幅設兩個吊桿索面，每個索面采用11 根吊桿，橋梁吊桿采用LZM7－163 型吊桿，吊桿用鋼絲采用PES(FD)低應力防腐索體。采用直徑為120cm 鋼管混凝土結構作為拱肋，上、下弦管肋間連接鋼管采用16mm 厚的Q345qE 鋼板卷制而成，焊接采用破口焊。肋間連桿與拱肋鋼管在工廠一起加工安裝。

2 吊桿索力測試目的

吊桿索力的大小不僅直接關系到吊桿的受力，同時還會影響主梁、拱肋的受力，故在施工階段及全橋合攏后準確測定吊桿的索力并將其調整到設計允許誤差以內，對保證施工安全及橋梁的設計線型是非常重要的。通過對吊桿索力的測量，可為今后的測試積累科學資料。

3 吊桿索力測試的方法及原理

本橋采用振動頻率法對吊桿索力進行測試。這種方法利用臨時緊固在吊桿上的高靈敏傳感器拾取吊桿在環境激振下的脈動信號，進行頻譜分析，由功率譜圖上的峰值來判斷吊桿各階頻率，然后再根據頻率與索力之間的關系求得索力。測試分析流程見圖3－1。

圖3－1 測試分析流程圖

根據弦振動理論，在一定條件下吊桿拉力與吊桿的振動頻率存在對應關系，采用振動頻率法測量索力時，若索的兩端為鉸結，其公式為:

式中:l——吊桿的計算長度;

fn——第n 階固有頻率;

n——振動階次;

T——吊桿索力;

m——吊桿單位長度質量;

EI——吊桿彎曲剛度。

吊桿抗彎剛度EI 很小，與吊桿索長的平方相比可以忽略不計，則:

亦有:f1∶f2∶f3……fn=1∶2∶3:……n 即:f2－f1=f3－f2=……=fn－fn－1=f1

反映在頻譜圖上，各階頻率是等間距的，其間距值大小即等于基頻f1。在實際測量過程中，可以充分利用這個特性，來判斷是否為纜索自振的頻譜，凡與纜索振動的頻譜特征一致的頻譜圖，才確認為纜索振動的頻譜圖，否則要分析原因，檢查儀器，重新測量，這樣才能確保測試結果的正確性。可知，在明確了吊桿的材料，長度和振動基頻后就可以確定吊桿的理論索力。

4 索力測試結果

4.1 調索前測試結果

調索前主橋恒載索力測試結果如表4－1 所示

表4－1 左福橋恒載索力實測值與設計值對比表

4.2 調索后測試結果

調索后主橋恒載索力測試結果如表4－2 所示，索力對比如圖4－1 所示。

表4－2 調索后左福橋恒載索力實測值與設計值對比表

圖4－1 調索后左幅橋人行道側索力對比圖

5 主要結論

由恒載索力測試結果可以得到如下結論:

(1)調索前，左幅橋索力最大偏差達36.1%，已遠遠超出《公路橋梁承載能力檢測評定規程》(JTG/T J21—2011)+10%的要求。

(2)調索后，實測索力值接近設計索力值，左幅橋索力偏差基本滿足規范要求。

［1］蘭州交達工程檢測有限公司，蘭州新區緯七路K5+159 大橋吊桿索力測試報告.

［2］章關永.橋梁結構試驗(第2 版).北京:人民交通出版社，2010(1).

［3］章日凱，王常青.橋梁荷載試驗.交通標準化，2005(12).