预应力混凝土连续箱梁桥成桥静荷载试验分析
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区域治理智能电力与应用30m预应力小箱梁单梁静载试验及数据分析张栋江西天一建设工程检测中心,江西 上饶 334000摘要:对桥梁进行单梁静载试验确定单片梁的施工质量是否达标,是确保成桥后桥梁能满足安全使用的有效手段。
本文结合某快速路30m小箱梁静载试验,测试其在设计荷载作用下最不利断面的应变以及挠度,并与理论应变以及挠度值进行比较和分析,验证该30m预应力混凝土小箱梁的施工质量,并为类似的工程提供参考依据。
关键词:预应力小箱梁;单梁静载试验;应变;挠度近年来随着城市经济的快速发展,桥梁建设也如雨后春笋般,其中预制拼装桥梁由于易实现机械化、工厂化施工、方便批量生产而被大量运用于现代桥梁建设中,小箱梁具有刚度大、耐久性好、结构适应变宽能力强等优点,因此,大量运用于跨径在20~35m之间的桥梁,由于施工质量参差不齐,存在各种病害,直接影响桥梁的承载能力,鉴于以上原因,有必要在成桥之前进行单梁荷载试验,确保片梁施工质量过关,把控全桥安全使用。
一、概述该桥为预应力混凝土简支小箱梁,桥梁总长90m,跨径组合为3×30m,桥梁总宽56m,上部结构每跨均由16片预应力混凝土小箱梁组成,相邻梁间中心距为3.647m,梁高均为1.6m,设计荷载为城-A 级,混凝土设计强度等级为C50。
二、理论控制值的确定预制梁成型后一期荷载已经全部加载完毕,因此理论控制值为“二期恒载+活载”产生的内力值,依据设计图纸计算出小箱梁的截面特性后,采用“桥梁博士V3.6”中的刚性横梁法计算出单片梁的最大横分,依据《城市桥梁设计规范》(CJJ 11-2011)求出该桥受力最不利片梁在二期恒载+活载的作用下跨中最大弯矩M=4313kN·m。
三、试验内容及方法通过桥梁静载试验测定控制截面的应力(变)和挠度,并与理论计算值比较,以检验结构控制截面应力(变)与挠度值是否与设计要求相符。
1测点布置测试断面主要位于梁体跨中处,对跨中梁底黏贴混凝土应变片,测量跨中应变,在腹板处等间距黏贴混凝土应变片,测量梁体中性轴高度。
预应力混凝土连续箱梁静载试验分析摘要采用有限元分析软件MIDAS/Civil建立了额木尔河桥预应力混凝土连续箱梁实体单元模型;采用该有限元模型对额木尔河桥在试验荷载作用下的挠度、相对残余变形和应变进行了分析。
关键词有限元挠度相对残余变形应变1.工程简介额木尔河桥位于黑龙江省大兴安岭地区的漠河县,跨越额木尔河,连接红旗林场与绿林林场。
该桥桥跨布置为28m+35m+28m,箱梁横断面为单箱双室。
桥面宽度为净9+2×0.5m;设计荷载等级为公路Ⅱ级;混凝土设计标号为C50。
2.有限元模型建立采用有限元分析软件MIDAS/Civil建立额木尔河桥预应力钢筋混凝土连续箱梁有限元模型。
额木尔河桥预应力混凝土连续箱梁有限元分析模型总节点数为77755,实体单元数为59496,梁单元数为728。
3.静载试验研究3.1 测点布置(1)挠度测点布置根据本次荷载试验内容,本次荷载试验挠度测点布置见图2。
(2)应变测点布置本次荷载试验在该桥第2孔跨中截面沿梁高布置应变测点,具体情况见图3。
3.2 试验结果3.2.1挠度测试结果分析挠度试验结果和计算结果见表1。
表1 挠度测试结果(mm)由表1可以看出,在试验荷载作用下,各主要测点挠度校验系数为0.70~0.84,在预应力混凝土梁挠度校验系数η的常见值0.70~1.0范围内,满足规范要求,说明该桥竖向刚度较大。
第2孔跨中挠度测点实测荷载—挠度曲线如图4所示。
由上图可以看出,在各级试验荷载下,该桥第2孔跨中实测荷载—挠度曲线基本呈现线性变化,说明结构处于弹性工作状态。
3.2.2应变测试结果分析应变测试结果及理论计算结果见表2。
表2 第2孔跨中截面应变测试结果(με)由上表可知,第2孔跨中截面应变校验系数为0.69~0.86,规范规定预应力混凝土桥应变校验系数范围为0.60~0.90,主要测点应变校验系数基本满足规范要求,说明结构强度能够满足使用要求。
第2孔跨中截面实测荷载—应变曲线见图5。
预应力砼连续箱梁桥荷载试验为了验证预应力混凝土连续箱梁桥的受力性能以及结构的安全可靠性,需要进行荷载试验。
荷载试验是通过施加不同荷载条件下的荷载作用于桥梁结构,观测和记录其变形和应力情况,从而验证其设计理论和计算方法的正确性和可靠性。
预应力混凝土连续箱梁桥是一种常用于中小跨径桥梁的结构形式,其受力性能和结构安全性对桥梁整体的安全稳定性起着至关重要的作用。
荷载试验是验证预应力混凝土连续箱梁桥受力性能和结构安全可靠性的重要手段之一。
一般而言,荷载试验应分为静载试验和动载试验两种类型。
静载试验是在没有车辆作用下,通过施加静载荷对桥梁进行试验,以验证桥梁的受力性能和变形情况;动载试验则是在有车辆作用下,通过模拟车辆荷载对桥梁进行试验,以验证桥梁在实际使用过程中的受力性能和结构安全可靠性。
在进行荷载试验前,需要做好试验准备工作。
首先是对桥梁结构和试验设备进行检查和保养,确保其在试验过程中能够正常工作;其次是进行试验方案的制定和试验参数的确定,包括试验荷载的大小、作用方式和作用时间等;最后是对试验过程中的数据采集、记录和分析方法的确定,以保证试验数据的可靠性和准确性。
荷载试验的过程中,需要进行试验前的静态观测,包括测量和记录桥梁的初始位移和应力情况,作为试验前的基准数据;然后是施加静态荷载进行静载试验,根据试验参数的要求施加不同大小的荷载,观测和记录桥梁的变形和应力情况,以评估其受力性能和安全可靠性;最后是进行动态荷载试验,模拟车辆荷载作用下桥梁的受力情况,观测和记录其振动情况,分析其结构的稳定性和安全可靠性。
荷载试验是验证预应力混凝土连续箱梁桥受力性能和结构安全可靠性的重要手段,通过科学合理的试验方案和方法,可以全面评估桥梁的受力性能和结构安全可靠性,为其在实际使用中提供重要的参考依据,同时也为桥梁设计和施工工艺的改进提供了重要的数据支持。
荷载试验方案目录一、荷载试验概述 01。
1 桥梁概况 01。
2 主要技术指标 01.3 试验目的 01。
4 试验依据 (1)1.5 试验荷载 (1)1。
6 加载原则 (2)1.7 荷载试验结果分析的原则 (3)1.8 试验加载程序 (4)1.9 各工况试验车辆载位布置原则和方法 (5)二、桥梁静载试验 (6)2。
1控制截面和试验工况 (6)2.1.1控制截面 (6)2.1。
2试验工况 (6)2.1。
3载位布置 (7)2.2桥梁外观检查与裂纹观测 (9)2。
3 挠度测量 (9)2。
4 应变测量 (9)2.5 温度观测 (10)三、桥梁动载试验 (11)3。
1无障碍行车试验 (11)3.2有障碍行车试验 (11)3。
3制动试验 (11)3。
4动载试验分析工具 (12)四、试验检测人员 (13)五、试验仪器 (14)一、荷载试验概述1.1 桥梁概况本桥设计为上下分幅,主梁为(30+50+30)m变高度预应力混凝土连续箱梁,采用C50混凝土,单箱双室直腹板结构。
中支点梁高3m,跨中梁高1。
7m,梁高按圆曲线变化.1.2 主要技术指标➢道路等级:一级公路(兼具城市主干道);➢设计荷载:公路-I级;➢设计速度:60km/h;➢桥面宽度:双向八车道+双侧人行道+双侧非机动车道,总宽44.5m;➢设计洪水频率:1/100;➢地震动参数:地震动峰值加速度0。
05g,反应谱特征周期0。
35s;➢通航等级:Ⅶ级;➢最小纵坡:0.3%;➢竖曲线最小半径:5000m;1.3 试验目的在工程交、竣工前应该进行桥梁的动静载试验,其主要目的是:1)检验桥跨结构的实际承载能力、结构变形及抗裂性标准是否满足有关技术规范要求,并结合理论计算分析结果,科学评定桥梁结构目前的技术状态是否满足设计要求,能否交付正常使用;2)通过荷载试验,寻求桥梁整体结构的变形规律,了解结构的实际受力状况和工作状况,为今后桥梁运营、养护及管理提供科学依据;3)建立该类桥梁有关的技术档案,为今后兴建同类桥梁完善设计、优化结构、改进工艺积累实测资料。