岳洪武

（內(nèi)蒙古交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古 赤峰024000）

1 工程概述

該橋梁工程采用808m 單跨簡支鋼箱梁懸索橋；主纜計算跨徑為（190+808+260）m，矢跨比為1:10。主梁采用鋼箱梁，加勁梁高3.0m，吊索標(biāo)準(zhǔn)間距12.0m；主塔采用門式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，塔基為承臺樁基礎(chǔ)；南岸錨碇采用隧道式錨碇，北岸錨碇采用框架重力式錨碇。

主橋加勁梁采用流線型扁平鋼箱梁，單箱單室。橋軸線處梁內(nèi)凈高3.0m，橋面雙向2.0%橫坡，鋼箱梁全寬39.6m（橫向兩吊索之間的間距為34.0m），鋼箱梁采用Q345D。

成橋靜載試驗的目的在于了解橋梁結(jié)構(gòu)承載能力狀況，通過對跨度橋跨結(jié)構(gòu)的測定，采集在試驗荷載的受力下其橋梁控制截面產(chǎn)生的應(yīng)力和撓度，再與原設(shè)定的理論計算值進行比較，得出跨度橋梁的實際橋跨結(jié)構(gòu)在受力作用下的控制截面應(yīng)力與撓度值是符合原設(shè)計和規(guī)范的要求，以此測算出跨度橋梁結(jié)構(gòu)的實際受力性能。

2 靜載試驗設(shè)計與實施方法

靜載試驗主要對結(jié)構(gòu)控制截面的強度、剛度、變形協(xié)調(diào)性、混凝土抗裂性等進行測試，集中體現(xiàn)為控制截面主梁應(yīng)力、主梁各控制截面撓度、主纜各控制點撓度、主梁縱向漂移與支座、伸縮縫變形一致性、主塔偏位、關(guān)鍵吊索索力增量、主塔應(yīng)變和混凝土開裂狀態(tài)觀測等。

2.1 靜載試驗內(nèi)容與方法

在靜載試驗的荷載作用下，采集跨度橋梁的主梁和主纜的控制截面受力后的應(yīng)力和變形情況，主塔在受力作用下的控制截面的應(yīng)力情況，主塔塔頂位置產(chǎn)生的縱向水平位移量，吊索承受的最大拉力，以及拉索產(chǎn)生的索力增量?？缍蠕撓淞涸陟o載試驗下采集的測試布置見圖1，靜載加載作用過程中選擇進行分級靜載加載。根據(jù)橋跨結(jié)構(gòu)在作用力下的受力情況以及產(chǎn)生數(shù)據(jù)的計算結(jié)果進行分析，對該橋選取12 各控制截面進行荷載試驗。

圖1 靜載試驗控制截面布置圖

2.2 試驗荷載設(shè)計

跨度鋼箱梁懸索橋靜載試驗中在測算荷載持荷時，選擇單輛卡車（三軸載重約35 t 汽車）作為參考的等效荷載物，汽車稱重時，需要將精確范圍控制在±5%以內(nèi)，在靜力試驗過程中，可對設(shè)計活載進行現(xiàn)場模擬，并采集其作用時所產(chǎn)生的內(nèi)力值。該橋靜載試驗各控制截面的控制指標(biāo)見表1。

表1 靜力試驗荷載效率1

3 試驗結(jié)果與分析

根據(jù)該橋的兩階段施工圖設(shè)計文件，采用橋梁領(lǐng)域?qū)I(yè)軟件Midas Civil 有限元模擬分析程序（考慮恒載幾何非線性）對大橋整體進行理論分析，如圖2 所示。主纜及吊索采用桁架單元模擬，主梁和索塔采用梁單元模擬，支座按實際位置及約束條件進行模擬，該橋有限元模型共劃分935 個單元（包括桁架單元、梁單元、板單元），950 個節(jié)點。

圖2 懸索橋三維空間有限元模型

3.1 應(yīng)變結(jié)果分析

試驗荷載作用下，該橋主梁應(yīng)變校驗系數(shù)在0.30～0.99 之間；主橋索塔應(yīng)變校驗系數(shù)控制范圍在0.42～0.92。在取消卸載后主橋過載整體作用應(yīng)變能夠恢復(fù)正常，在各荷載作用下，所布設(shè)的主要控制測點產(chǎn)生的殘余應(yīng)變控制在20%以內(nèi)，橋梁主梁始終處于應(yīng)變彈性狀態(tài)，各項控制截面的荷載試驗數(shù)據(jù)表明：各項強度指標(biāo)均符合公路I 級汽車荷載的要求。

3.2 撓度結(jié)果分析

試驗荷載作用下，該橋主梁最大彈性撓度為66 車工況下L/2 截面，彈性撓度為1459.1mm，撓度校驗系數(shù)控制范圍0.72～0.98；主纜最大彈性撓度為36 車工況下L/4、L/2 截面，彈性撓度為1496.2mm，撓度校驗系數(shù)在0.82～0.99 之間。試驗荷載卸載后橋梁整體撓度能夠恢復(fù)正常，所布設(shè)的主要控制測點產(chǎn)生的殘余應(yīng)變控制在20%以內(nèi)，橋梁主梁始終處于應(yīng)變彈性狀態(tài)，各項控制截面的剛度試驗數(shù)據(jù)表明：各橋跨項剛度指標(biāo)均符合公路I 級汽車荷載的要求。

3.3 主塔偏位分析

在主塔塔頂最大縱向位移工況（66 車）作用下，主塔塔頂水平變位實測值與理論計算值對比：塔頂水平偏位以小樁號向大樁號方向為正，反之為負（表2）。

表2 滿載工況主塔水平偏位檢測結(jié)果

由主塔塔頂水平變位實測值與理論計算值比較可以看出，在主塔塔頂最大縱向位移工況（66 車）作用下，小樁號岸左肢彈性偏位為93.6mm，小樁號岸右肢彈性偏位為92.7mm，小樁號岸主塔水平偏位校驗系數(shù)在0.99～1.00 之間。大樁號岸左肢彈性偏位為-103.7mm，大樁號岸右肢彈性偏位為-105.5mm，大樁號岸主塔水平偏位校驗系數(shù)在0.98～0.99 之間。說明鋼筋混凝土主塔水平抗彎剛度較大，滿足設(shè)計要求。

3.4 縱向位移分析

主梁縱漂采用鋼卷尺在小樁號岸伸縮縫處進行伸縮縫伸縮量、支座滑移測量?？蛰d時讀取初始數(shù)據(jù)，在加載過程中，采用鋼卷尺測量伸縮縫的滑移量。主梁縱向位移以小樁號向大樁號方向為正，反之為負。

由檢測結(jié)果可以看出，在主梁縱漂工況（36 車）作用下，小樁號岸伸縮縫最大變形量為229mm，小于主梁縱漂理論值359.6mm，主梁縱漂校驗系數(shù)在0.60～0.64之間。支座最大縱向位移量為228mm，最大豎向變位為0.36mm。伸縮縫及支座變形協(xié)調(diào)性較好。

3.5 索力結(jié)果分析

在吊索索力增量工況（18 車）下，根據(jù)計算結(jié)果，分別選取DG8、DG17、DG50吊索進行吊索索力增量測試。（吊索根據(jù)小樁號向大樁號方向依次編號）由檢測結(jié)果得出，在吊索索力增大增量工況（18 車） 下，左側(cè)（上游側(cè)）DSL17 吊索最大索力增量為160.15kN，振動法檢測索力增量校驗系數(shù)在0.56～0.97 之間。

4 結(jié)論

試驗荷載作用下，主橋主梁應(yīng)變校驗系數(shù)在0.30～0.99 之間；主橋索塔應(yīng)變校驗系數(shù)在0.42～0.92 之間，滿足設(shè)計要求；主橋主梁最大彈性撓度為66 車工況下L/2 截面，彈性撓度為1459.1mm，撓度校驗系數(shù)在0.72～0.98 之間；主纜最大彈性撓度為36 車工況下L/4、L/2 截面，彈性撓度為1496.2mm，撓度校驗系數(shù)在0.82～0.99 之間，滿足設(shè)計要求；小樁號岸主塔水平偏位校驗系數(shù)在0.99～1.00 之間，滿足設(shè)計要求；小樁號岸伸縮縫最大變形量為228mm，小于主梁縱漂理論值359.6mm，主梁縱漂校驗系數(shù)在0.60～0.64 之間，小樁號岸支座最大縱向位移量為228mm，實際測出橋跨縱漂實際值符合工程設(shè)計要求，主橋?qū)崪y變形恢復(fù)和協(xié)調(diào)性均達到設(shè)計要求；振動法檢測索力增量的校驗系數(shù)0.56～0.97，滿足設(shè)計要求。

該工程橋跨結(jié)構(gòu)在試驗荷載作用下，始終處于彈性受力狀態(tài)，主梁、主塔、主纜的強度和剛度性能良好，受力狀況合理，橋跨結(jié)構(gòu)能夠滿足設(shè)計荷載等級的要求。