某装配式钢桁-混凝土组合连续刚构特大桥荷载试验检测技术研究

李真兴

（广州诚安路桥检测有限公司 广州 510420）

1 桥梁概述

青歧涌桥位于广佛肇高速公路肇庆大旺至封开江口段K线新基潭互通K8+850.3处，跨越青歧涌。主桥采用（41.00m+70.00m+41.00m）装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥方案，总长1057.00m，桥梁总宽为33.00m，设计等级为公路-Ⅰ级。

主桥上部为钢桁梁与预制混凝土桥道板的组合结构，钢桁梁的上弦与混凝土桥道板通过预埋剪力传递钢板与钢桁上弦焊接联结为整体。主桁为变高度钢桁梁，墩顶处桁高6.45m，跨中桁高2.45m，腹杆节间间距分两种4m及3.5m。桥面板为分节段预制的混凝土桥道板，每块预制混凝土桥道板横桥向为单幅桥全宽，纵桥向分块尺寸为5m和3.3m。钢桁梁与桥道板间的剪力联结采用自主研发的PCSS剪力联结构造。

本桥为装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥，是一种新型桥梁，克服了传统的混凝土连续刚构桥普遍存在的难以根治的纵、横、斜裂缝和后期长期挠度过大的问题，而且由于现场拼装，不仅质量便于控制，而且大大缩短工期。

2 理论计算

2.1 有限元模型

采用MIDAS/Civil通用有限元软件建立青岐涌特大桥右幅主桥的空间有限元模型，模型共划分为1256个节点和1940个空间梁单元。有限元模型见图1。

图1 有限元模型

2.2 控制截面

通过测量桥梁结构在等效荷载作用下的应力和变形，以检验该桥的实际工作性能状态，判断该桥的强度和刚度是否满足规定的要求。青岐涌特大桥主桥选择三个控制截面：分别是边跨0.40L处A-A截面，墩顶附近处B-B截面，中跨跨中处C-C截面。

2.3 试验工况

该桥为三跨装配式钢桁-混凝土组合连续刚构桥，根据该桥特点，分为以下五个工况：

工况1：A-A截面上弦杆轴力达到加载效率。

工况2：B-B截面斜杆轴力达到加载效率。

工况3：A-A截面下弦杆轴力及B-B截面下弦杆轴力达到加载效率。

工况4：A-A截面斜杆轴力及B-B截面上弦杆轴力达到加载效率。

工况5：C-C截面上弦杆轴力、C-C截面斜杆轴力、C-C截面下弦杆轴力达到加载效率。

2.4 测点布置

2.4.1 变形测点布置

在试验桥跨桥面左右侧的中跨跨中、四分点、边跨跨中、四分点及控制截面等位置共设置14个挠度测点（1～14测点）。选择1/2全桥，在钢桁架底面布置变形测点（A～F测点），计6个，见图2。

图2 挠度及变形测点平面布置图

2.4.2 应变测点布置

应变测试断面选在A-A、B-B、C-C截面各布置6个测点，合计共18个测点，截面测点布置见图3～4。

图3 截面测点布置示意图

2.4.3 动载测点布置

动载试验测点布置见图4所示，其中D1～D5均为垂直拾振器，分别布置于边跨跨中及中跨跨中、四分点位置，动挠度测点布置于右幅中跨跨中左侧面，弓形障碍物设置于中跨跨中桥面上。

3 测试结果

3.1 静载试验结果

青岐涌特大桥主桥左幅试验跨在试验荷载作用下，实测最大挠度值及最大应变值均小于理论值，应变校验系数在0.70～0.89之间，挠度校验系数在0.71～0.89之间，右幅试验跨在试验荷载作用下，实测最大挠度值及最大应变值均小于理论值，应变校验系数在0.73～0.89之间，挠度校验系数在0.73～0.85之间，实测残余应变值和残余挠度均较小，各项试验指标满足《公路桥梁荷载试验规程》的要求，表明左、右幅主桥试验跨在试验荷载作用下力学性能上满足设计要求[1]。

图4 动载试验测点布置图（单位：cm）

3.2 动载试验结果

在动载试验地脉动工况下，青岐涌特大桥主桥左、右幅一阶～三阶的理论计算振动频率、实测振动频率分别见表1～2，由表知，该桥实测频率均高于理论频率高，表明试验跨结构的整体刚度满足要求[2]。

表1 主桥左幅实测和理论频率及阻尼比

表2 主桥右幅实测和理论频率及阻尼比

综上，对青岐涌特大桥进行静力和动力荷载试验，结果表明大桥力学性能和结构整体刚度满足设计要求。

4 结语

本文通过对装配式钢桁-混凝土组合连续刚构这种新型桥梁进行荷载试验研究，制定合理的动静载试验检测方案，包括建立有限元模型，进行试验工况的制定，进行科学的测点布置，选取控制截面进行加载，对类似的桥梁荷载试验检测或科学研究有一定的参考作用。

参考文献

[1]王斌，曾学良，李阳，程林峰，胡云鑫.预应力混凝土单箱双室连续箱梁桥承载能力实桥试验研究[J].北方交通，2017，06.

[2]王 丽，孙立，霍立飞.某连续箱梁桥荷载试验研究[J].铁道建筑技术，2014，10.