《城市鋼管混凝土系桿拱橋的荷載試驗(yàn)》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、學(xué)兔兔www.xuetutu.com2010年第1期廣東公路交通GuangDongGongLuJiaoTong總第110期文章編號：1671—7619(2010)01—0037—07城市鋼管混凝土系桿拱橋的荷載試驗(yàn)黃新衛(wèi)(佛山市南海交通建設(shè)集團(tuán)有限公司，廣東佛山528000)摘要：以一座鋼管混凝土系桿拱橋的荷載試驗(yàn)為依托，在對該橋進(jìn)行理論分析的基礎(chǔ)上，探討了該橋與常規(guī)拱橋的區(qū)別，研究了該橋靜動載試驗(yàn)的測試斷面、測點(diǎn)布設(shè)、吊桿力的測試，并將試驗(yàn)結(jié)果和理論計(jì)算值進(jìn)行對比分析。結(jié)果表明該橋承載能力滿足要求，整體工作性能良好，其研

2、究方法和成果可供相關(guān)技術(shù)人員參考。關(guān)鍵詞：橋梁；系桿拱；荷載試驗(yàn)；吊桿力；承載能力中圖分類號：U446．1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：BO概述撐，縱梁為210m×195m的箱型截面，C50混凝土，系桿拱橋是由拱、系桿、吊桿和橋面系梁板等吊桿為7×61mm平行鋼絲。橋梁全寬37．95m，分協(xié)同工作的組合結(jié)構(gòu)體系，以系桿(梁)承受拱腳左右兩幅布置。采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)荷載的水平推力為主要特征，是一種具有良好發(fā)展前等級為城市一A級，驗(yàn)算荷載為掛一120。地震設(shè)景的大跨度橋梁形式。系桿拱橋型與其他的橋型防烈度為Ⅷ度。其總體布置如圖1所示。比較

3、，具有跨越能力大，建筑高度小，美觀經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，在高速鐵路中都得到了應(yīng)用。特別是當(dāng)高架線路跨越城市干道、高速公路、河流等需要橋梁跨度較大，梁部結(jié)構(gòu)建筑高度要求較小時，采用該橋型具有獨(dú)特的優(yōu)勢。目前，中國已經(jīng)建有不少該類橋梁，一些學(xué)者也開始對該類橋梁進(jìn)行專門的理論研究。文獻(xiàn)[1]以一座高速鐵路大跨度圖1橋梁總體布置(單位：em)鋼系桿拱橋?yàn)楣こ瘫尘?，對結(jié)構(gòu)體系內(nèi)力和變形2理論計(jì)算分析同系桿與拱肋的剛度比之間的規(guī)律進(jìn)行了研究和2．1靜力分析比較分析，探討了相對較優(yōu)的系桿與拱肋的剛度采用空間桿系建立了有限元分析模型，在計(jì)比取值范圍

4、文獻(xiàn)[2]_[3]專門針對系桿拱的動算時，作了以下基本假定：力性質(zhì)展開過分析。文獻(xiàn)[4]對系桿拱橋的細(xì)部(1)主拱肋的活載橫向分配按杠桿原理法計(jì)尺寸進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)[5]-[6]以具體橋梁為例算。進(jìn)行了靜動載試驗(yàn)工作。本文以一座城市鋼管混(2)縱梁的活載橫向分配按剛接板梁法計(jì)算。凝土系桿拱橋?yàn)楣ひ劳?，對該橋梁進(jìn)行了荷載試(3)橋面板簡支于縱、橫梁上。驗(yàn)的竣工驗(yàn)收，其研究方法和相關(guān)結(jié)果不僅可以(4)鋼管混凝土材料性質(zhì)取值按照下式確豐富該類橋梁的數(shù)據(jù)庫資料，而且還可供同類橋定：梁的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)參考。EA=EsAs+EcAcl橋梁

5、概況E1=EsIs十Ecfc某城市郊區(qū)50m的下承式鋼管混凝土系桿拱其中，c、，c為鋼管內(nèi)混凝土截面的面積和慣橋，其計(jì)算跨徑為46．4m，矢高11．6m，矢跨比1／性矩，As、厶為鋼管截面的面積和慣性矩，、為4，拱軸線采用二次拋物線。拱肋為直徑900mmX混凝土和鋼的彈性模量。16mm圓形鋼管(Q345)，內(nèi)填c50微膨脹混凝土，全橋空間模型共劃分單元359個，節(jié)點(diǎn)132拱肋間設(shè)3道一字鋼管(直徑600mm×12mm)橫個。空間結(jié)構(gòu)離散模型如圖2所示?！?7·學(xué)兔兔www.xuetutu.com2010年第1期廣東公路交通

6、總第110期要參數(shù)，包括自振頻率、振型及阻尼比等，反映了橋梁的剛度指標(biāo)。多自由度無阻尼自由振動方程為：[]{X(t)}+[K]{X(t)}=0(1)式中的[]為結(jié)構(gòu)的質(zhì)量矩陣；[K]為結(jié)構(gòu)的剛度矩陣；{(t)}和{X(t)}分別為加速度和位移向量。設(shè){X(t)}_{}sin(+0)，代入式(1)，整理得特征方程：I[K]一∞。[]I=0(2)圖2理論模型示意將各個單元的單元剛度矩陣和質(zhì)量矩陣對號2．2動力分析入座分別組成總體剛度矩陣[K]和總體質(zhì)量矩陣2．2．1自振特性分析[]并代人式(2)，采用子空間迭代法求解，其前橋梁

7、結(jié)構(gòu)的自振特性是其動力性能分析的重四階理論頻率及振型如圖3所示。(b)二階振型(=3．744Hz)(c)三階振型(=3·834Hz)(d)四階振型：4．814Hz)圖3理論振型圖本橋拱梁的剛度比為1／20，屬于剛性系桿剛式中：Js～在動力荷載作用下該測點(diǎn)最大動性拱，由圖可見，該拱橋的一階振型為豎向?qū)ΨQ振撓度(應(yīng)變)值；型，區(qū)別于傳統(tǒng)拱橋的一階反對稱振型。Js一相應(yīng)的靜載作用下該測點(diǎn)最大撓度(應(yīng)2．2．2沖擊系數(shù)分析變)。實(shí)測活載沖擊系數(shù)根據(jù)測點(diǎn)動撓度(應(yīng)變)S。=1／2(s+S)(4)時間歷程曲線按下式進(jìn)行分析：Stain

8、為與相應(yīng)的最小撓度(應(yīng)變)值。(3)2·3吊桿力測試分析—j目前，有多種測量索力(吊桿力)的方法，這里·38-學(xué)兔兔www.xuetutu.com2010年第l期黃新衛(wèi)城市鋼管混凝土系桿拱橋的荷載試驗(yàn)總第110期采用兩端鉸接拉索的索力計(jì)算公式進(jìn)行吊桿力的式中：5一試驗(yàn)荷載作用下檢測部位變位或理論值計(jì)算l