綦江大橋的靜載試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

陳 敏

(江西省交通投資集團(tuán)吉安管理中心，江西 吉安 343700)

0 引 言

綦江大橋坐落于G93成渝環(huán)線高速公路合江段至江津先鋒互通段，設(shè)計(jì)速度為80 km/h，橋?qū)捈皺M向布置為0.5 m防撞護(hù)欄+10.75行車道+0.5 m防撞護(hù)欄=11.75 m。全線橋涵設(shè)計(jì)汽車荷載等級(jí)采用公路-I級(jí)。為提高后期運(yùn)營、維護(hù)的理論依據(jù)，開展理論計(jì)算，獲取理論的撓度和應(yīng)力值，再針對(duì)現(xiàn)場實(shí)際情況，對(duì)該橋開展荷載試驗(yàn)得到關(guān)鍵截面在靜載作用下的響應(yīng)值，通過與理論值進(jìn)行對(duì)比，從而判斷該橋是否滿足設(shè)計(jì)要求相關(guān)性能。

1 橋梁概況

綦江大橋?yàn)?82+150+82)m預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋，基本信息如表1所示。

表1 橋梁測試跨參數(shù)表

2 靜載試驗(yàn)理論計(jì)算

2.1 理論計(jì)算

選取主橋主跨及邊跨進(jìn)行橋梁荷載試驗(yàn)。采用有限元軟件midas Civil單梁模型進(jìn)行計(jì)算。

2.2 測試斷面與加載試驗(yàn)項(xiàng)目

考慮結(jié)構(gòu)對(duì)稱布置，因此選擇其中一處的邊跨和主跨為測試跨，即第一跨和第二跨。共選擇4個(gè)控制截面作為測試截面。截面位置具體布置在邊跨最大拉應(yīng)力截面(J1測試截面，x=19 m)，距1#墩支點(diǎn)中心線4 m(主跨側(cè))截面(J2測試截面，x=86 m)，主跨L/4截面(J3測試截面，x=119.5 m)，以及主跨跨中截面(J4測試截面，x=157 m)。該類橋共檢測2跨，4個(gè)斷面。

主要測試主跨及邊跨的測試截面在最不利活載作用下產(chǎn)生內(nèi)支點(diǎn)附近的最大負(fù)彎矩、最大正彎矩效應(yīng)(邊跨為最大拉應(yīng)力效應(yīng))效應(yīng)。加載試驗(yàn)項(xiàng)目主要有以下幾項(xiàng)。

(1)邊跨最大拉應(yīng)力截面(J1截面)在最不利活載作用下，響應(yīng)得到最大正拉應(yīng)力效應(yīng)和最大撓度的正載和偏心加載試驗(yàn)；

(2)主跨墩頂截面(J2截面)在最不利活載作用下響應(yīng)得到最大負(fù)彎矩效應(yīng)的正載和偏心加載試驗(yàn)；

(3)主跨正負(fù)彎矩截面(J3截面)在最不利活載作用下響應(yīng)得到最大正負(fù)彎矩效應(yīng)和最大撓度的正載和偏心加載試驗(yàn)；

(4)主跨跨中(J4截面)最不利活載作用下響應(yīng)得到最大正彎矩效應(yīng)和最大撓度的正載和偏心加載試驗(yàn)。

2.3 荷載試驗(yàn)效率

通過理論計(jì)算，其計(jì)算結(jié)果見表2。

表2 荷載效率表

3 靜載試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

3.1 測點(diǎn)布置

通過精密水準(zhǔn)儀對(duì)主橋全橋近似等分布置撓度測點(diǎn)進(jìn)行測量，見圖1。

圖1 撓度測點(diǎn)布置示意圖(單位：cm)

在箱梁內(nèi)部的底、頂、腹板均按圖2和圖3要求進(jìn)行布置撓度測點(diǎn)。

圖2 J1、J4測試斷面應(yīng)變測點(diǎn)布置示意圖(單位：cm)

圖3 J2、J3測試斷面應(yīng)變測點(diǎn)布置示意圖(單位：cm)

3.2 各工況試驗(yàn)計(jì)算值

(1)試驗(yàn)荷載下控制測點(diǎn)試驗(yàn)計(jì)算值成橋狀態(tài)，通過理論計(jì)算，可得各工況在活載作用下的撓度和應(yīng)變理論值如表3及表4。

表3 各工況控制截面測點(diǎn)應(yīng)變試驗(yàn)計(jì)算值

表4 各工況控制撓度測點(diǎn)試驗(yàn)計(jì)算值

(2)各工況車輛布置圖

以設(shè)計(jì)資料為依據(jù)，以現(xiàn)場實(shí)際為修正，經(jīng)計(jì)算分析，各加載工況的荷載布置設(shè)計(jì)如表5所示。

表5 加載工況荷載布置

4 結(jié) 論

通過有限元軟件midas Civil對(duì)綦江大橋不同荷載工況下的情況進(jìn)行模擬簡算，得到了理論應(yīng)力、撓度值。再針對(duì)結(jié)構(gòu)驗(yàn)算情況及綦江大橋現(xiàn)狀，開展靜載試驗(yàn)設(shè)計(jì)，布置加載工況荷載，為后期現(xiàn)場的試驗(yàn)實(shí)施奠定理論基礎(chǔ)，也同時(shí)為后期綦江大橋的運(yùn)營和維護(hù)提供理論數(shù)據(jù)，可為類似工程提供參考。