李静 李辉
武汉市汉阳市政建设集团公司 湖北武汉 430050
摘要：结合百威路立交桥成桥静、动载试验，简单的阐述立交桥预制空心板简支梁动静载实验的实验过程、基本原理以及在城市桥梁检测中的应用。
关键词：成桥实验；简支梁；静载 动载
一、概述
随着我国城市化进程的不断加快，城市立交桥作为城市道路的重要组成部分，在缓解城市交通压力方面起着举足轻重的的作用。大量城市桥梁建成及投入使用前，必须对其静力承载能力和动力特性进行评价，为工程竣工验收提供数据支持。本文以百威路立交成桥静动载试验为例，介绍了预应力简支梁静、动载试验的方案设计、试验过程及数据分析的基本原理，为同类桥梁工程成桥试验提供一定的经验。
二、工程概况
百威路（翠堤路～金花路）跨三环线桥梁，工程范围西起金花路（0+049.24），东至翠堤路道口（0+860）。百威路桥起点桩号为K0+329.09，止点桩号K0+613.14，桥梁长284.08m，标准宽17m=0.5m（护栏）+7.5m（机动车道）+1m（中央分隔护栏）+ 7.5m（机动车道）+ 0.5m（护栏）；考虑行人及非机动车辆过三环线需求，依附跨三环线桥梁在三环两侧修建四座“L型”人行天桥，人行天桥接跨三环线桥梁处桥面左右侧设置3m人行道，设置人行道的一联桥面宽22m=3m（人行道）+0.5m（护栏）+7.5m（机动车道）+1m（中央分隔护栏）+7.5m（机动车道）+ 0.5m（护栏）+3m（人行道）。
百威威路桥为双向4车道，车道宽15m，跨径布置为5×20m+4×20m+5×20m，桩中心线连线与线路中心线夹角90°，桥梁上部结构为桥面连续结构简支空心板梁，桥梁最大纵坡3.82%，车行道横坡1.5%，人行道横坡2.0%，荷载作用采用城市桥梁A级标准；下部结构采用圆柱式桥墩，桥台为一字型桥台，桥墩与桩基之间采用承台连接，承台横向间设系梁，桩基为钻孔灌注桩基础。
三、静载实验
1、试验目的
通过试验观测桥梁结构的静力位移、静力应变、裂缝等参量，与理论计算结果进行对比，检验结构的设计与施工质量，验证结构的安全性和可靠性，同时掌握桥梁的工作性能，判断结构的实际承载能力。
2、试验过程
2.1 准备规划阶段
（1）首先采用反铲配合人工对支架场地进行平整，然后进行支架的搭设，支架搭设必须足够稳定，保证试验人员操作的安全以及百分表的稳定，避免因支架晃动对试验影响试验结果。
（2）应变片的粘贴：利用502胶水将应变片粘贴到图2所示的位置，且用AB胶密封加固，然后与带编号的采集线相连接，并用胶带将采集线固定在梁底。
（3）连接采集仪器和电脑，进行检测系统调试，检验测量系统的工作性能，对无法采集到数据的应变片和百分表进行更换。
2.2 加载与观测阶段
（1）在进行正式加载试验前，采用载重加载车在各跨跨中进行横桥向对称预加载试验，预加载试验时，每一加载位置持荷时间不小于20分钟。预加载的目的在于，一方面是使结构进入正常工作状态，另一方面可以检查测试系统和试验组织是否工作正常。
（2）预加载卸到零荷载并在结构得到充分的零荷恢复后，才可进入正式加载试验，正式加载试验按加载工况序号逐一进行，完成一个序号的加载工况后，应使结构得到充分的零荷载恢复，方可进入下一个序号的加载工况。
（3）对于静载试验，TDS530静态应变采集仪能够现场打印出加载过程中控制截面的静力应变及静力位移。现场试验人员需将测得的各种技术数据与理论计算结果必须进行现场分析比较，确定是否进行下一级加载。
2.3 数据结果分析阶段
（1）依据设计图纸利用MIDAS有限元分析软件建立简支梁模型，参照不同的工况对模型施加与设计内力等效的荷载，计算出控制截面的静力应变与静力位移的理论值。
（2）将各个测点的三次测量数据取平均值，然后与理论值进行比较，当实测值小于理论值时，则表明满足设计要求，否则，不满足设计要求。
3、动载试验
3.1试验仪器
动载试验中，桥梁动力响应的数据采集主要采用的是动态数据采集仪DH5907.
3.2实验目的
通过测定桥跨结构的自振特性及在试验荷载下的振动响应，以评价桥梁结构的动力性能，并检验桥跨结构的行车冲击系数等指标是否符合设计及规范要求。
3.3动载试验方案
百威路立交桥动载试验采用的是强迫振动加载方式，强迫振动试验是利用试验车辆对桥梁施以动力荷载，测量桥梁动力响应，即桥梁的响应频率、振幅、动应变等，并对测得的桥梁动力响应值进行分析，获得桥梁的动力响应特性。
强迫振动试验分为跑车试验、刹车试验和跳车试验三种工况，
表3 动载试验工况
3.4试验过程
（1）试验准备
首先将DH5907动态数据采集仪的采集端安装与梁底跨中处，然后与安装有采集软件的电脑相连接，调试以后即可进行试验。
（2）试验阶段
跑车试验
采用一辆试验车以20 km/h、30 km/h、40 km/h的速度在桥面上行驶，测量桥梁结构在行车状态下的振幅、动应变等，每种车速至少重复一次。
刹车试验
利用一辆试验载重汽车以20 km/h、30 km/h速度匀速行驶至试验跨跨中刹车，测量梁体各测点振幅和梁体在顺桥向冲击荷载下的强迫振动频率，重复一次。
跳车试验
行进跳车：利用一辆试验车原地在试验跨跨中越过高10cm的障碍物后停车，测量梁体各测点动应变和梁体在竖桥向冲击荷载下的强迫振动频率，重复一次。
（3）数据分析总结
通过测得的频谱分析，得出桥跨的自振频率f，然后依据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015）4.3.2条规定，由桥跨的自振频率f计算出冲击系数u。
通过自振频率（基频）与振型评价桥梁的刚度；通过计算的冲击系数与规范值（0.1~0.45）比较，判断桥梁的动力性能。
结语
百威路立交成桥静动载试验表明：选择适当的精密仪器，就能够采用简单的方法对桥梁结构的实际静力承载能力和动力性能进行评价，而且检测所需的工期短、成本低。随着我国城市化进程的不断加快，大量人口涌入城市，城市桥梁工程也如雨后春笋般投入运营，桥梁静动载试验，能够快速的完成桥梁检测，为工程的可靠性评价和工程竣工验收提供依据，因此，静动载试验在我国桥梁成桥检测中有巨大的发展潜力。
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论文作者:李静,李辉
论文发表刊物:《防护工程》2018年第9期
论文发表时间:2018/9/7
标签：桥梁论文; 静力论文; 加载论文; 结构论文; 荷载论文; 应变论文; 工况论文; 《防护工程》2018年第9期论文;