华伦式钢桁架桥荷试验分析

华伦式钢桁架桥荷试验分析

龙永彬

广州建设工程质量安全检测中心有限公司，

中国广州，510440

摘 要 为了准确掌握新建桥梁结构的承载能力，本文对某华伦式钢桁架桥进行了静载试验。试验表明该桥在试验荷载作用下的挠度、应变以及对应的残余值均在正常范围内，承载能力满足设计要求。通过静载试验为该大桥的竣工验收、投入运营提供科学的依据。

关键词  华伦式钢桁架桥 荷载试验 挠度 应变

为了准确掌握新建桥梁结构的承载能力，本文针对某华伦式钢桁架桥，进行了静载试验。通过静载试验为该桥的竣工验收、投入运营提供科学的依据。

1工程概况

某大桥南北走向，桥头两侧均与被交路平交，该路段范围内路线平面为直线，起点桩号为K0+000，终点桩号为K0+115.857，其中桥梁全长为98.6m，主跨开启跨跨径为53.6m，桥梁全宽24.0m，两侧引桥均为22.5m，双向4车道。开启孔采用钢桁架桥。钢材采用Q345C钢。开启孔采用下承式钢桁架，主桁采用华伦式桁架，横向设置3片主桁，主桁中心距8.5m，桁架设8个节间，节间长度62.5m，桁高7.5m，主桁中间布置2个车道。车道荷载为：城-A级。

图1  桥梁立面概貌图

2结构计算分析及控制截面选取

根据设计图纸，采用Midas/Civil软件建立该桥的有限元模型，具体如图2所示。

图2 桥梁计算模型

根据有限元计算结果，本次荷载试验选取了A-A、B-B两个最大内力加载控制截面以及C-C、D-D两个重点测试截面，具体位置如图3所示。各控制截面加载效率见表1。

图3加载截面示意图（单位：cm）

表1 各截面加载效率

3 测点布置与加载程序

3.1测点布置

1、挠度测点布置

挠度测点沿纵向分别布置在桥梁测试跨中间桁架下弦的支点、跨中、L/4及L3/4处。挠度采用精密电子水准仪进行测量。

2、应变测点布置

测试截面应变采用外贴应变计的方式进行测试。本次应变数据采集以SSC101与弦式应变计配合使用测量。应变测点按对称布置为原则，上弦杆控制截面（A-A截面）中间桁架与两侧边桁架均布置应变测点，测点布置如图4(a)所示。中间桁架测点编号为A1-A4，上游侧边桁架测点AS1-AS4，下游侧边桁架测点AX1-AX4。腹杆控制截面（B-B）中间桁架与两侧边桁架均布置应变测点，测点布置如图4(b)所示。中间桁架测点编号为B1-B4，上游侧边桁架测点BS1-BS4，下游侧边桁架测点BX1-BX4。共布置应变测点24个。

试验过程中对重点测试截面（C-C端斜杆、D-D下弦杆）进行测量。测点布置示意图如图5(a)及图5(b)所示。编号规则按照控制截面编号规则，分别为：C-C截面，C1-C4，CS1-CS4，CX1-CX4。D-D截面，D1-D4，DS1-DS4，DX1-DX4。测量内容为各级荷载下的应变及卸载后残余应变。

图4控制截面（A-A、B-B）应变测点布置图（单位：mm）

图5重点截面（C-C、D-D）应变测点布置图（单位：mm）

3.2加载程序与位置

工况一与工况二加载时均使用了10辆试验车，分为四级进行加载，其中试验车车型均为标准的三轴重车。具体加载位置如图6~7所示。

图6 最大压力工况（A-A截面）加载示意图（单位：mm）

图7最大拉力工况（B-B截面）加载示意图（单位：mm）

4 试验结果

在上述工况一各级试验荷载作用下，该桥的实测挠度曲线如图8所示，该桥控制截面A-A与重点截面D-D截面实测应变曲线如图9所示。

图8工况一实测挠度曲线

a） A-A截面实测应变曲线

b） D-D截面实测应变曲线

图9 工况一实测应变曲线

在上述工况二各级试验荷载作用下，该桥的实测挠度曲线如图10所示，该桥控制截面B-B与重点截面C-C截面实测应变曲线如图11所示。

图10 工况二实测挠度曲线

a） A-A截面实测应变曲线

b） C-C截面实测应变曲线

图11 工况二实测应变曲线

由图8、图10以及有限元计算结果可知：桥梁在各级荷载作用下，挠度测试结均在正常范围内，挠度曲线平滑，处于弹性范围内，桥梁工作状态正常。由图9、图11以及有限元计算结果可知：桥梁应变结果均处于弹性范围内，桥梁工作性能良好。经计算，挠度校验系数处于规范规定的正常范围内，测点残余比小于规范规定的0.20，桥梁恢复性能较好[1]。

5 结论

通过对该桥的荷载试验，可以得出以下结论：

测试跨主体结构在设计荷载作用下挠度及残余比、控制截面应变值及残余比均在正常范围内，桥梁处于弹性工作状态，即桥梁承载力满足设计荷载要求。

参考文献

[1]DBJ/T 15-87-2011城市桥梁检测技术标准[S].北京，中国建筑工业出版社.2011.