1、梁格法在連續(xù)箱梁橋荷載試驗中的應(yīng)用 梁格法在連續(xù)箱梁橋荷載試驗中的應(yīng)用 摘要：橋梁荷載試驗是鑒定橋梁承載能力、評估橋梁現(xiàn)狀的重要手段。用合理的計算方法進行結(jié)構(gòu)分析尤為重要。本文用梁格法建立模型，對某單箱雙室預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)梁橋的靜載試驗結(jié)果進行分析，并對其主梁結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)進行評價。 關(guān)鍵詞: 荷載試驗；梁格法；連續(xù)梁橋 Abstract:The bridge load testis an important method for identification ofbridge,bridgebearingabilityevaluation statushe analysis of this

2、structure byreasonable calculation methodis particularly importanthis paper establishes a modelusing grillage method,onasingle box double roomprestressed reinforcedconcrete continuous beam bridgestatic load testresults are analyzed,and to evaluateitsgirder structureworking state. Key words:load test

3、;beam;continuous beam bridge 中圖分類號：TU99 文獻標識碼：文章編號: 引言：單箱多室箱梁因整體性能好、梁高較小、外形美觀，且能方便地適應(yīng)線路的變化從而在公路互通立交橋、城市立交橋中廣泛采用，同時其承載能力成為其備受關(guān)注的焦點，所以對單箱多室梁橋的結(jié)構(gòu)分析尤為重要。而橋梁荷載試驗是鑒定現(xiàn)役橋梁承載能力、評估橋梁現(xiàn)狀的重要手段，而梁格法的特點是用等效梁格來代替橋梁上部結(jié)構(gòu)分析梁格的受力狀態(tài)，建立模型簡便，結(jié)果提取方便，另一方面結(jié)果可以與箱梁荷載試驗所關(guān)心的梁腹板、梁肋以及梁底的內(nèi)力情況相對應(yīng)，所以在箱梁結(jié)構(gòu)分析及荷載試驗中得到了大量應(yīng)用。 一、工程概況 本文研究對

4、象為天津某公路橋，上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，單箱雙室，全長121m，該橋跨徑布置為38m+45m+38m，橋面全寬10m，行車道凈寬9m，設(shè)計荷載為公路-級，橋梁的橫截面示意圖見圖1-1。 圖1-1 橋梁橫截面示意圖 二、有限元模型的建立 1. 梁格法理論 梁格法是一種空間計算的近似方法，實質(zhì)是用等效梁格來代替橋梁上部結(jié)構(gòu)，分析梁格的受力狀態(tài)可得到實橋受力狀態(tài)。理想的剛度等效原那么是：當原型實際結(jié)構(gòu)和對應(yīng)的等效梁格承受相同的荷載時，兩者的撓曲將是恒等的，并且每一梁格內(nèi)的彎矩、剪力和扭矩等于該梁格所代表的實際結(jié)構(gòu)局部的內(nèi)力。一般來說，虛擬的橫向聯(lián)系梁的數(shù)量、剛度及與主梁的連接方式都會影響結(jié)果。

5、因而在運用梁格法時，關(guān)鍵問題是如何劃分梁格單元，各單元截面特性的計算、加載，以及對分析結(jié)果的正確運用。 2.模型建立 運用梁格法建立該橋的模型，箱梁分為三個梁格，用工字型虛擬橫梁連接，橫梁的間距要考慮主梁的連續(xù)性，還要考慮車輛的加載位置，模型示意圖見圖2-1。 圖2-1梁格法模型示意圖 三、靜荷載試驗數(shù)據(jù)的分析 針對連續(xù)箱梁的特性，對加載試驗理論值與設(shè)計值和實測值，進行比照分析，以準確判定結(jié)構(gòu)的承載能和計算理論的可靠性。 1.靜載加載效率 為充分評價橋梁主結(jié)構(gòu)的建筑質(zhì)量和受力變形狀態(tài)是否滿足設(shè)計要求，加載效率應(yīng)在一個合理的范圍內(nèi)，即滿足試驗荷載效率的要求。試驗荷載效率系數(shù)為 式中：靜載試驗荷載

6、作用下控制斷面內(nèi)力計算值； 控制荷載作用下控制截面最不利內(nèi)力計算值； 按標準規(guī)定的沖擊系數(shù)。 本橋采用350kN加載車進行加載，加載車主要尺寸見圖3-1。 圖3-1 加載車尺寸載重示意圖 按照?公路橋涵設(shè)計通用標準?( JTG D602004)規(guī)定的公路-級的荷載標準， 計算該橋在設(shè)計荷載下的內(nèi)力指標，同時依據(jù)加載原那么，對結(jié)構(gòu)施加車輛荷載等效的靜力荷載，分別得到結(jié)構(gòu)內(nèi)力設(shè)計值和試驗計算值如表3-1 所示。 表3-1 靜荷載試驗效率 靜載情況 控制工程 內(nèi)力設(shè)計值 /kN·m 試驗計算值 /kN·m 荷載效率 加載方式 工況1 邊跨跨中 最大正彎矩 9762.9 8007.

7、71 0.82 對稱 見圖3-2 工況2 邊跨跨中 最大正彎矩 9743.0 8007.83 0.82 偏載 見圖3-2 a工況1橋面汽車對稱布載示意圖 b. 工況2橋面汽車偏載示意圖 圖3-2 橋面汽車布置示意圖 從表1 中數(shù)據(jù)可以看到，各個工況的加載效率均滿足?大跨徑混凝土橋梁的試驗方法?要求的0.81. 05 的規(guī)定 2.應(yīng)力分析 邊跨跨中最大正彎矩控制截面在工況1、2的情況下各測點應(yīng)力實測值如表3-2所示，應(yīng)力校驗系數(shù)如表3-3所示，測點布置圖見圖3-3。 圖3-3 應(yīng)力測點布置示意圖 表3-2 應(yīng)力實測值 表3-3 應(yīng)力校驗系數(shù)分析 本次荷載試驗各工況控制截面各測點相對剩余應(yīng)變均小于

8、10%，說明結(jié)構(gòu)彈性性能較好，滿足要求；應(yīng)變實測值均小于理論計算值，校驗系數(shù)均大于?大跨徑混凝土橋梁的試驗方法?中的下限0.7，小于上限1.0，滿足試驗要求。 3.撓度分析 邊跨跨中最大正彎矩控制截面在工況1、2的情況下各測點撓度值如下表，測點布置圖見圖3-4。 圖3-4 撓度測點布置示意圖 表3-4 撓度實測值 表3-5 撓度校驗系數(shù)分析 本次荷載試驗控制截面各測點撓度相對剩余值均小于20%，說明該橋彈性性能較好，滿足要求；撓度實測值均小于理論計算值，校驗系數(shù)均大于?大跨徑混凝土橋梁的試驗方法?中的下限0.7，小于上限1.0，滿足試驗要求。 四、結(jié)論 本文通過用梁格法建模，對預(yù)應(yīng)力鋼筋連續(xù)箱梁橋的靜荷載試驗結(jié)果進行分析，得到以下結(jié)論： 由試驗結(jié)果可以看出，荷載試驗效率及校核系數(shù)都滿足標準要求； 通過比照本次荷載試驗的實際結(jié)果和計算結(jié)果，該橋彈性性能較好，滿足設(shè)計要求； 合理的利用梁格法，并選擇適當?shù)臋M梁剛度和間距，可以比擬準確定計算結(jié)構(gòu)各個部位的理論值； 本次計算分析中沒有考慮橋面鋪裝和防撞墻所引起的剛度變化，如何確定這因素對主梁及虛擬橫梁剛度影響，還需進一步通過試驗研究。 參考文獻： (1) 胡朝輝，王愛云. 梁格法在單箱多室箱梁橋結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用.四川建筑，2021.02,164168. (2) 李克銀連續(xù)梁橋荷載試驗梁格法分析鐵道工程學(xué)報，2021.06，252