广州大学 土木工程学院 广东广州 510006
摘要：本文计算模型采用MIDAS/Civil有限元软件建立该实际桥梁工程的有限元。利用该有限元模型对桥梁在三种不同工况下的设计活载及实验荷载内力、静载实验反应和自振特性的分析计算。在第一夸的支点、四分点、跨中位置等截面共布置10个挠度变形测点。以三种不同工况的实验结果与有限元理论计算结果进行比较分析。此桥的承载能力和挠度值均符合相应的桥梁正常使用规范，可为将来相似的桥梁案例有一定的指导价值。
关键词：静载实验；挠度；有限元
1 引言
随着国民经济的迅速发展，大力发展交通运输事业是必不可少的。桥梁作为一个跨越各种障碍的工具，因此，桥梁是交通线中的重要组成部分。过大的车流量和一些超重车辆让桥梁的运营压力逐渐变大，桥梁的壳使用性问题得到确切关注，对桥梁的顶起检测和维护成为焦点。
2 桥梁概况
本文以某实际大堤桥头段作为案例分析。该桥分四幅修建，四幅桥上部、下部结构断开，采用现浇层实现桥面连续。桥长20m，结构形式为简支T梁桥，单跨跨径20m，桥宽为132.5m，路面宽24m，路面横向布置为0.5m（栏杆）+4.0m（人行道）+15m（机动车道）+4.0m（人行道）+0.5m（栏杆）。本文通过一座实际桥梁进行的静载实验验证其方法的准确性，对今后相似工程作为一个参考。采用MIDAS/Civil有限元建立本桥的计算模型（2644个节点，1365个梁单元），如下图。控制断面的弯矩如下表。
表1 主梁在设计活荷载作用下控制断面的弯矩汇总表（N•m）
3 实验方案
本次试验把10个扰度变形测点分别布置在第1跨的支点、四分点、跨中位置的截面处。应变测试截面选择为跨中截面，共设有28个点。本次加载需要4辆重约350kN的重车，加载车轴位图如图2.3所示。试验步骤分为3级加载和1级卸载共4个工况。通过工况1~3，使该桥左Ⅰ幅跨中截面正弯矩达到加载效率。工况1：将2辆重约350kN的重车在检测桥跨跨中附近布置，其中一辆车后轴作用在2#梁上，车身外缘距桥边0.35m。工况2：在工况1基础上，加1辆重约350kN的重车，与工况1的其中一辆车平行布置，车外缘横向距离为0.6米。工况3：在工况2基础上，加1辆重约350kN的重车，与工况2的车平行布置，与工况1横向间距为0.6米。卸载：按照相反的顺序依次将桥面上所有车辆撤离。
表2 试验荷载下控制截面试验荷载弯矩效应汇总表（N•m）
（注：表中带有下划线的数值表示控制截面最大加载效率。）
表3 试验荷载下控制截面试验荷载弯矩效率汇总表（%）
工况1~3作用下检测跨纵向挠度测点的计算挠度曲线
工况1~3作用下检测跨纵向挠度测点的计算应变曲线
4 结论
本文先通过简单的有限元模型计算与实验数据结果对比分析，此桥的三种工况实验结果，分别从扰度和应变两个控制要素中，得出其在静力荷载作用下工作性能相对稳定。由图形容易得知，在三种不同工况的结果对比，其曲线的扰度和应变变化趋势基本一致。不难发现，其实验是对现实状况有着一定的指导作用的，为以后的具有现实意义的。
参考文献：
[1]吴建奇，郑晓，张婷婷.桥梁检测中的静载试验研究[J].铁道建筑，2011（2）：42-44.
[2]高怀志，王君杰.桥梁检测和状态评估研究与应用[J].世界地震工程，2000，16（2）：57-64.
论文作者:陈松林
论文发表刊物:《基层建设》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/7
标签：工况论文; 桥梁论文; 截面论文; 挠度论文; 荷载论文; 弯矩论文; 有限元论文; 《基层建设》2017年第27期论文;