连续刚构桥梁荷载试验分析论文_赵神洲

连续刚构桥梁荷载试验分析论文_赵神洲

中咨公路养护检测技术有限公司 北京市 100089

摘要:随着我国经济的发展和科技的进步,桥梁的建设技术也得到了深入发展,连续刚构桥作为一种能够提升桥梁结构稳定性能的桥梁结构,更成为了桥梁建设行业深入研究的重点。在进行连续刚构桥梁荷载试验结果的研究之中,首先应该从连续刚构桥梁的特点和结构入手,找到连续刚构桥荷载试验的主要流程和方法,并对连续刚构桥梁荷载试验的案例进行深入的分析,从而找到连续刚构桥荷载试验的试验要点,明确连续刚构桥梁荷载试验结果的评定方法,进而为连续刚构桥的高质量施工奠定更加坚实的基础,促进我国桥梁建设行业的深入发展。

关键词:连续刚构;桥梁荷载试验;结果;研究

一、连续刚构桥梁的概要

(一)连续刚构桥梁的总体特点

连续刚构桥的桥梁上部结构与桥墩存在着一定的整体性,从上部结构到下部结构存在着一定的连续性能,这种结构能够使桥梁结构同时承受来自主梁和桥墩的应力,从而提升桥梁整体的承载能力。而连续刚构桥梁的主梁之间不存在着伸缩缝隙,能够让车辆在经过时更加平稳,从而提升行车的舒适程度和安全程度。连续刚构桥梁的主梁和桥墩之间的整体性也促进了桥梁体系之间的和谐与稳定,能够全面减少桥梁支座的设计过程以及养护环节,降低了桥梁的总体建设支出。在当前世界的交通系统之中,桥梁的建设有着较为重要的地位,而桥梁如果承载能力不足,则会造成桥梁的坍塌,桥体的断裂,严重威胁了交通运输系统的安全性和稳定性,为人们出行和使用桥梁埋下了严重的安全隐患。因此,在桥梁的建设过程之中,对于持续受力对桥梁造成的影响和位移以及墩身剪力对桥梁产生的变化进行科学合理的分析,运用桥梁荷载试验进行试验,从而获取准确的数据信息,提升连续刚构桥梁的整体性能,提升桥梁的使用安全系数。

(二)连续刚构桥梁的基本结构

对于连续刚构桥梁来说,其主要的受力点在于桥面、桥墩以及桥墩与上部结构的连接处。在进行连续刚构桥施工时,应该提升桥梁与桥墩固态结构的连接效率,使桥墩在受力时能够依靠桥梁与桥墩之间的连接体系维持竖向持平的状态。如果桥梁的主墩柔性较大,那么要注意桥墩顶部的弯曲程度。同时在施工过程之中,应该对于桥梁横截面的尺寸进行有效调整,对于桥梁跨梁位置的高度进行综合调控,从而增强连续刚构桥梁建设的稳定系数。依照连续刚构桥梁的基本设计思路来看,设计过程之中应该遵循强梁弱墩的基本原则,在施工过程之中,要根据桥梁某一个特定的结构作为设计参考,适当地增加桥梁的尺寸,并改善连续刚构桥的跨度和桥梁自身的稳固程度。从经验上来看,连续刚构桥受到外界湿度的影响较大。在使用过程之中,会出现转角位移的情况,因此在连续刚构桥结构的设计时,应该注意桥梁自身的承载能力和桥梁结构对于桥整体的内力。从连续刚构桥梁截面的设计上来分析,其截面是受力最直接的部位,只有桥梁设计时通过科学的设计方案进行结构设计,对于桥梁的整体受力形式进行有效的综合分析,并将变截面的设计思路进行合理运用,才能够全面提升桥梁在施工过程之中的有效性,确保桥梁的跨越性能和稳定性能能够达到规范要求和使用需求[1]。

二、连续刚构桥梁荷载试验的总体流程

(一)荷载试验的准备阶段

连续刚构桥梁荷载试验的准备阶段一般包括试验前期准备和现场准备工作。前期准备工作主要有搜集桥梁总体的设计资料,施工情况记录,建设材料以及工程试验资料,同时也包括对于桥梁养护记录和维护记录的搜集。在试验的前期准备阶段,还要对桥梁的总体情况进行综合分析,包括桥梁桥面、承载结构、制作以及桥梁基础情况等进行全面的检查和调研。通过分析收集到的有关资料,充分了解试验对象以及试验现场的情况后,根据试验目的和客观条件着手拟订试验方案。确认好试验方案后,应进行荷载试验所需设备和设施的安装,提前搭设好试验需要的脚手架,测试仪表、支架以及测量仪器等,从而将荷载试验的准备工作落实到位。

(二)荷载试验的实施阶段

荷载试验的实施阶段主要是按照试验方案以及荷载试验的相关标准进行试验,采用更加适配的仪器和设备对于桥梁整体结构进行加载以及测量和记录,从而得到连续刚构桥总体的挠度以及裂缝变化情况。在试验实施过程之中,试验人员应该对于多种数据和试验现象进行详细的记录和分析,从而能够得到更加完善与准确的实验结果[2]。

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(三)荷载试验的数据分析阶段

由于荷载试验的实施阶段较为复杂,检测工序也较为杂乱,因此由荷载试验得到的初始数据结果也较为杂乱,这就要求了荷载试验数据分析阶段能够将杂乱的数据做出有效的整理,从繁多的观测数据和文字数据之中找到数据之中的潜在联系和规律性。在资料和数据整理之后,应该对总体的数据进行分析,按照科学的计算方法进行数据的处理和对比,从而得到更加具体的数据和分析资料。在数据分析之后,应该根据连续刚构桥梁荷载试验的需求进行分析报告的撰写,对于试验的对象进行精准而可靠的评估。

三、连续刚构桥梁荷载试验案例分析

某水电站的连续刚构桥梁的总体长度为233米,其桥跨布置为61+100+61米,其主要构架形式为三跨预应力混凝土形式,设有百分之0.8的纵坡和百分之1.5的横坡,桥梁总体宽度为12米。其主梁为单箱单室的截面,箱梁的顶面宽度为12米,底面宽度为6.5米,中跨截面处梁高为2.5米。主桥墩使用的是钢筋混凝土矩形空心桥墩,桥台为U型设计。在本桥梁的荷载试验中,首先对于弯矩控制界面进行了有效设计,设计为跨距桥台25米处的正弯矩,中支点截面和中跨截面。本桥梁为截面连续梁设计,所以在测点布置上,将各个测试界面上的正应力与剪应力的测点全部布置在箱内,底板测点布置在桥体底板的表面上,顶板测点布置在顶板的下表面上,剪应变测点布置在腹板的中性轴附近。在挠度测点布置上,布置在桥面之上,上下游的人行道的边缘处各设计一个测点[3]。

在进行荷载试验时,应该将箱梁的表面粘贴应变片,同时匹配型号为5631的静态应变仪进行有效测试。在截面挠度的控制之上,采用精度较高的电子水准仪进行测量。941B型高精度超低频加速传感器来进行桥梁动态性能的测试。同时采用人工观测和手工测量的方法进行混凝土表面开裂情况以及裂缝长度和宽度的测量。

试验进行之中,应该通过静载荷试验来测量桥体的耐受程度。以截面最不利弯矩来作为试验的控制参数,按照荷载原则进行荷载的布置工作。同时,动荷载试验应该采用一辆300KN的汽车为动力试验的荷载,通过自振试验、跑车试验以及跳车试验来测定刚构桥梁的荷载能力。

四、连续刚构桥梁荷载试验结果的评定方法

连续刚构桥梁荷载试验的结果评定分为两个方面,一是静载试验结果评定,二是动载荷试验结果评定。静荷载试验结果应该从测量值与规范值之间的差距出发,反应连续刚构桥梁的实际工作状态和工作性能。比如说案例之中,静载荷试验的挠度系数边跨值在0.469左右,各个测点的挠度均不超过0.600,与标准值对比来说,所有的校检系数均符合相关标准与规范,也就是说明结构更加安全可靠,并且具有较为丰富的安全储备。而动荷载试验应该从桥梁结构的动态性能出发,在使用过程之中对于桥梁结构的阻尼系数和频率以及板型的变化入手,找到桥梁结构改变的时间历程曲线,从而使试验人员能够对于桥梁的动态性能进行有效评价。在案例之中,桥梁主梁的震动前二阶频率分别为1.0352HZ、1.953HZ,主梁竖向振动前两阶段频率分别为1.3086HZ,2.4121HZ,桥梁的实测阻尼系数在0.003到0.007之间,说明其结构整体性较高,抗扭系数较高[4]。

五、结束语

连续刚构桥梁在我国路桥建设行业之中占据着重要地位,而如何保证连续刚构桥梁总体结构的稳定性和安全性就成为了桥梁建设行业需要深入讨论的问题。本文作者以连续刚构桥梁的概述入手,对连续刚构桥梁荷载试验的流程和案例进行了深入剖析,并给出连续刚构桥梁荷载试验结果的评定方法,从而全面提升连续刚构桥梁荷载试验的准确性,促进我国路桥建设行业的深入发展。

参考文献:

[1]蔡乐军.大跨度连续刚构桥全过程施工质量控制[J].西南公路,2011年02期.

[2]张伟,胡守增,韩红春,张勇.大跨度连续刚构桥的研究和发展[J].四川建筑,2008年03期.

[3]王伟华,杨永平,王海蛟.悬浇变截面预应力混凝土连续刚构桥设计的几点体会[J].黑龙江交通科技,2005年02期.

[4]宋宁,牛宏,许宏元.某大跨径预应力混凝土连续刚构桥的加固设计[J].公路,2007年07期.

论文作者:赵神洲

论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期

论文发表时间:2019/4/30

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