双碑大桥静载试验分析

蔡雄庭

摘 要：本文介绍了双碑大桥静力荷载试验的主要内容和方法，并结合有限元计算结果，对该桥梁结构的位移、应力、索力进行分析研究。试验结果表明，加载过程中桥梁结构始终处于弹性工作状态，结构的强度、刚度、承载能力均满足设计及规范要求。

关键词：斜拉桥;荷载试验;强度;刚度

1 桥梁概况

双碑大桥主桥为（75+145+330+95）m高低塔单索面混凝土斜拉桥。主梁采用C50混凝土，横断面采用单箱三室斜腹板截面。斜拉索采用平行钢绞线拉索。设计荷载：公路Ⅰ级，桥面布置：双向六车道。

双碑大桥桥型如图1所示。成桥荷载试验通过对该桥进行多工况的静力加载，测试个加载工况作用下桥梁结构的内力及变形。本文通过并对比现场试验时采集数据，对结构的承载力进行分析研究。

图1 主桥立面及应力测试断面图（单位：m）

2 静载试验及结果分析

2.1 有限元模型建立

本文选取主桥上部结构为研究对象，利用空间有限元软件Midas Civil建立有限元模型，模型边界条件根据实际情况选定。按试验荷载效应与设计荷载效应等效的原则，实际荷载效率取值在0.95～1.05之间。

2.2 静载试验截面选择

在静载试验前对桥梁空间构模，计算各桥在活载和恒载、活载共同作用下的弯矩、应力及位移的包络图，根据包络图确定桥梁最不利控制截面，同時考虑选取受力复杂的截面和部位，将这些截面（或部位）作为测试控制截面（图1所示）。

2.3 静载试验结果

2.3.1  主梁竖向挠度

主梁挠度测试主要分析挠度的绝对值、挠度校验系数、残余挠度值。挠度校验系数是实测值与理论计算值之比，它反映了结构的刚度情况。从挠度测试结果分析可以看出，各测点挠度校验系数在0.81～0.84之间，各挠度测点实测挠度小于计算挠度，满足规范要求[1];主要挠度测点残余挠度较小，符合规范要求，在偏载作用下，主梁实测挠度偏载系数为1.05。

2.3.2  塔顶纵向偏位

由塔顶纵向水平偏位结果可知，实测塔顶偏位均小于理论计算值，并与计算值吻合较好，校验系数分别为0.83和0.81，试验中测得的残余变形较小，表明试验荷载作用下桥塔处于弹性工作状态，其刚度满足设计要求[2]。

2.3.3  主梁及主塔应力

表3列出了在部分试验工况下主梁应力测试的部分结果。

由表3可知，6-6截面最大正弯矩对称加载时主梁各测点应变校验系数在0.54～0.89之间。对主塔应力测试结果分析可知，校验系数为0.66，满足规范要求。在各测试工况作用下，主梁、主塔在试验荷载下处于弹性受力状态，符合规范要求。

2.3.4  斜拉索索力增量

通过对最大索力变化量加载工况进行试验，分析加载前后斜拉索索力值变化最大的三对斜拉索，并和理论计算值进行对比，判断斜拉索索力的变化是否正常。

在试验荷载作用下斜拉索上下游索力增量均匀，实测索力增量均小于理论计算值，斜拉索受力满足要求。

3 结语

本文通过对双碑大桥的静载试验测试结果进行分析，用测试数据论证了双碑大桥主桥结构变形、应力、索力等实测结果总体上与计算值吻合较好，证明了桥梁结构工作状况处于弹性范围，桥梁实际强度、刚度和承载能力满足设计及规范要求。

参考文献

[1]公路桥梁承载能力检测评定规程：JTG/T J21—2011[S].北京：人民交通出版社，2011.

[2]王文洋，张波，曾德礼等 庙嘴长江大桥三江桥静动载试验分析[J].交通科技，2017（5）：19-21+25.

[3]叶敏，邹力，胡明等.鄂东长江公路大桥主桥静动载试验[J].世界桥梁，2012，40（3）：68-71.