雙碑大橋靜載試驗分析

蔡雄庭

摘 要：本文介紹了雙碑大橋靜力荷載試驗的主要內容和方法，并結合有限元計算結果，對該橋梁結構的位移、應力、索力進行分析研究。試驗結果表明，加載過程中橋梁結構始終處于彈性工作狀態，結構的強度、剛度、承載能力均滿足設計及規范要求。

關鍵詞：斜拉橋;荷載試驗;強度;剛度

1 橋梁概況

雙碑大橋主橋為（75+145+330+95）m高低塔單索面混凝土斜拉橋。主梁采用C50混凝土，橫斷面采用單箱三室斜腹板截面。斜拉索采用平行鋼絞線拉索。設計荷載：公路Ⅰ級，橋面布置：雙向六車道。

雙碑大橋橋型如圖1所示。成橋荷載試驗通過對該橋進行多工況的靜力加載，測試個加載工況作用下橋梁結構的內力及變形。本文通過并對比現場試驗時采集數據，對結構的承載力進行分析研究。

圖1 主橋立面及應力測試斷面圖（單位：m）

2 靜載試驗及結果分析

2.1 有限元模型建立

本文選取主橋上部結構為研究對象，利用空間有限元軟件Midas Civil建立有限元模型，模型邊界條件根據實際情況選定。按試驗荷載效應與設計荷載效應等效的原則，實際荷載效率取值在0.95～1.05之間。

2.2 靜載試驗截面選擇

在靜載試驗前對橋梁空間構模，計算各橋在活載和恒載、活載共同作用下的彎矩、應力及位移的包絡圖，根據包絡圖確定橋梁最不利控制截面，同時考慮選取受力復雜的截面和部位，將這些截面（或部位）作為測試控制截面（圖1所示）。

2.3 靜載試驗結果

2.3.1? 主梁豎向撓度

主梁撓度測試主要分析撓度的絕對值、撓度校驗系數、殘余撓度值。撓度校驗系數是實測值與理論計算值之比，它反映了結構的剛度情況。從撓度測試結果分析可以看出，各測點撓度校驗系數在0.81～0.84之間，各撓度測點實測撓度小于計算撓度，滿足規范要求[1];主要撓度測點殘余撓度較小，符合規范要求，在偏載作用下，主梁實測撓度偏載系數為1.05。

2.3.2? 塔頂縱向偏位

由塔頂縱向水平偏位結果可知，實測塔頂偏位均小于理論計算值，并與計算值吻合較好，校驗系數分別為0.83和0.81，試驗中測得的殘余變形較小，表明試驗荷載作用下橋塔處于彈性工作狀態，其剛度滿足設計要求[2]。

2.3.3? 主梁及主塔應力

表3列出了在部分試驗工況下主梁應力測試的部分結果。

由表3可知，6-6截面最大正彎矩對稱加載時主梁各測點應變校驗系數在0.54～0.89之間。對主塔應力測試結果分析可知，校驗系數為0.66，滿足規范要求。在各測試工況作用下，主梁、主塔在試驗荷載下處于彈性受力狀態，符合規范要求。

2.3.4? 斜拉索索力增量

通過對最大索力變化量加載工況進行試驗，分析加載前后斜拉索索力值變化最大的三對斜拉索，并和理論計算值進行對比，判斷斜拉索索力的變化是否正常。

在試驗荷載作用下斜拉索上下游索力增量均勻，實測索力增量均小于理論計算值，斜拉索受力滿足要求。

3 結語

本文通過對雙碑大橋的靜載試驗測試結果進行分析，用測試數據論證了雙碑大橋主橋結構變形、應力、索力等實測結果總體上與計算值吻合較好，證明了橋梁結構工作狀況處于彈性范圍，橋梁實際強度、剛度和承載能力滿足設計及規范要求。

參考文獻

[1]公路橋梁承載能力檢測評定規程：JTG/T J21—2011[S].北京：人民交通出版社，2011.

[2]王文洋，張波，曾德禮等 廟嘴長江大橋三江橋靜動載試驗分析[J].交通科技，2017（5）：19-21+25.

[3]葉敏，鄒力，胡明等.鄂東長江公路大橋主橋靜動載試驗[J].世界橋梁，2012，40（3）：68-71.