摘 要:随着我国经济、科学技术、交通事业的快速发展,桥梁检测技术得到了日益广泛的重视。荷载试验是一种桥梁检测技术的重要手段,在评定现有桥梁的实际承载能力、建立和积累桥梁技术资料、推动和发展旧桥评定理论及新桥设计理论等方面有着重要的意义。文章以新甸公路桥为例,论述了预应力混凝土T型连续刚构桥梁的荷载试验,应用MIDAS CIVIL 2015建立桥梁三维有限元模型,结合静载荷试验测试结果对桥梁的实际承载能力作出评定;通过跑车试验及脉动试验,并建立实桥模型进行模态分析,对桥梁的动力性能作出了判断。
关键词:T型连续刚构;荷载试验;有限元模型;承载能力;动力特性
1 工程概况
新甸公路桥全长为344.0m,全宽为8.0m,跨径组合为5×20m+40m+60m+40m+5×20m,桥面由0.5m护栏+7.0m机动车道+0.5m护栏组成,为双向单车道,桥面材料为混凝土,伸缩缝型式为简易型钢;护栏结构为钢管与钢筋混凝土组合结构。上部结构:主桥为T型挂梁的预应力混凝土T形刚构桥,T型悬臂梁为单箱双室的箱形截面,挂梁为横向分成四片的预应力混凝土T梁,梁内设有曲线的预应力钢绞线;引桥为预应力混凝土空心板。T构悬臂梁、全挂梁、半挂梁及预应力砼空心板均采用C50混凝土。下部结构:主桥桥墩身为箱形断面的钢筋混凝土空心墩;引桥桥墩、桥台采用双桩双柱式、双桩单柱或加盖梁结构;墩承台均采用灌注桩基础。主桥墩墩身及引桥盖梁采用C30混凝土,主桥承台、引桥灌注桩采用C25混凝土。
主要技术指标:
设计荷载:汽-20级,挂-100,人群荷载3.5kN/m2。(三级公路桥)
通航净空:Bm≥55.0m,b=37.0m,h=4.0m,Hm=7.0m。
桥面纵坡:主跨跨中设R-1400m,T=51.8m,E=0.9583m的凸形竖曲线,引桥设3.7%的纵坡。
桥面横坡:以桥中心线为起点向两侧设1.5%的横坡。
2 有限元模型建立及分析
根据设计图纸资料,结构计算采用Midas Civil 2015进行有限元建模,有限元模型见图1。
3 静载荷试验
根据桥梁结构特点及移动荷载作用下的内力和挠度包络图,确定本次试验的控制截面:T构悬臂梁支点截面及全挂梁跨中截面作为测试截面。位置描述及试验内容见表1。
3.1 加载工况
根据桥梁主桥结构特点及反映桥梁结构的最不利受力状况,本次加载工况选取如下:工况一:纵桥向按T构悬臂梁支点截面I-I最不利负弯矩布载,横桥向偏载;工况二:纵桥向按全挂梁跨中截面II-II截面最不利正弯矩布载,横桥向偏载。