塘屿刚架拱桥的荷载试验研究

荷载试验是评估桥梁实际工作状态和承载能力最直接的方法,也是评定桥梁结构的使用状况的有效方法。文章以塘屿刚架拱桥为工程实例,通过对桥梁结构在荷载作用下的应变、变形、振动频率及振幅等实际响应的研究,阐述了荷载试验的静载试验和动载试验过程,分析了荷载试验结果,阐明了桥梁结构承载能力与工作状态。结果表明:静载试验中,荷载试验效率为0.96~1.00,测试截面的混凝土应力校验系数为0.23~0.82,钢筋应力校验系数为0.04~0.12,试验桥跨的强度能够满足设计荷载的使用要求;动载试验中,实测竖向变形校验系数均值为1.10,自振频率为3.91 Hz,冲击系数为0.35,均小于规范限值或理论计算值要求,使得桥跨的竖向整体刚度不足,冲击效应偏大。     

某钢桁架人行天桥现场检测与安全性评定

目的 为确保某钢桁架人行天桥的安全运营,对其进行检测及安全性评估,以判定该桥的实际工作状态.方法 对天桥进行外观检查及技术状况评定,设计静载试验加载方案,包括测点布置和荷载工况,此后进行了试验荷载下的桥梁上部结构有限元建模计算.此外还对天桥进行了动载试验.结果 人行天桥实荷加载试验的挠度校验系数η值大部分小于1.0,大部分测点的实测挠度值小于理论计算值.天桥主跨上部结构的极限承载力为6.37 kN/m2,与规范中设计用荷载3.85 kN/m2相比偏大.结论 基于安全性评估得出该桥结构合理,整体性好,具有一定的安全储备,但其极限承载力相对规范设计荷载偏大,设计偏保守.     

装配式简支T梁桥静动载试验与评定研究

为了完善装配式预应力混凝土T梁桥性能检测评定方法,基于某公路简支T梁桥开展了单梁静载试验、全桥静动载试验以及有限元仿真分析。基于静载试验分别获得了单梁以及全桥各控制截面的应变与挠度校验系数,基于环境脉动数据识别得到了桥梁的自振频率与振型,并分别和有限元结果进行对比分析,基于跳车激励试验数据获得的自由衰减振动数据识别得到桥梁结构的阻尼比。研究表明:单梁与全桥控制截面实测应变值、挠度值均小于相应理论计算值;静载试验荷载效率相同条件下,全桥(成桥阶段)的挠度校验系数小于相应单梁;综合桥梁挠度横向分布系数和竖向振型能更全面地评估装配式T梁桥横向受力性能;相对基于环境脉动试验的半功率带宽法,基于跳车激振试验的自由衰减振动法可更为准确地识别桥梁的阻尼比。     

某空腹式双曲拱桥承载力现场测试与分析

为检验在役双曲拱桥的承载能力与动力特性,对某净跨为36 m空腹式双曲拱桥进行了静载试验、动载试验及空间有限元分析。测试结构的静态应变、动态应变、挠度、自振频率、振型及加速度等结构反应,计算得出冲击系数。将实测结果与有限元结果进行对比分析,结果表明：应变校验系数为0.5~0.9,结构具有较好承载力。实测的各阶频率及相应振型与有限元计算结果比较吻合,桥梁整体竖向刚度较好。     

基于静载试验的某预应力混凝土连续梁桥承载力评估

以某预应力混凝土连续梁高架桥为工程背景,采用桥梁结构分析软件Midas/civil建立静载试验跨有限元模型,对比分析了静载试验荷载下各工况下截面最不利影响效应的挠度、应变实测值与理论值以及相对残余变位(应变),分析得出试验段受力或变形最不利截面的挠度、应变实测值均小于理论值,相对残余变位(应变)均小于20%,满足《公路桥梁荷载试验规程》(JTG/T J21-01-2015)要求,桥梁的工作状态良好,结构承载力满足汽车-超20级,挂车-120级设计荷载等级的正常使用要求。     

单斜塔混合梁斜拉桥计算分析与试验

为了解桥跨结构的实际承载能力,研究其在使用荷载下的静、动力性能,针对—（112＋48）m单斜塔双索面混合主梁斜拉桥进行结构受力分析,并进行成桥的静载与动载试验。采用专用程序建立全桥的有限元模型,分析设计荷载下的桥跨结构的荷载效应及其分布。根据桥跨结构的受力特性,针对主跨钢箱梁及边跨混凝土梁以及塔的最不利弯矩截面进行静载试验,测试对应梁体、塔的应力以及梁体、塔顶的位移,并进行斜拉索的索力测试。静载试验结果表明,桥跨结构实际受力状况与计算模式相符较好;静载下主跨钢箱梁,边跨混凝土梁及塔的实测应力相对较低;静载下几何位移基本小于计算值,说明实际桥跨结构具有良好的结构强度与刚度。同时采用脉动法进行自振特性测试,并进行行车、跳车激振试验,动力试验表明桥跨结构动力特性良好。     

钢桁架人行天桥的振动实测分析与舒适度评价

对连接2栋建筑净跨度达45 m的某曲线型钢桁架人行天桥展开现场人行振动加速度响应实测,得到了在各种行走和跳跃工况下人行天桥加速度响应的现场实测数据.基于希尔伯特-黄变换,对人行天桥结构的动力特性,包括自振频率和结构阻尼,进行了有效识别.利用有限元软件建立了该人行天桥结构有限元模型,分析天桥结构在行人荷载激励条件下的动力响应.对实测数据和数值分析结果进行比对,数值分析结果基本符合现场实测数据.最后,结合国内外规范对该天桥的人行舒适度进行了合理评价.     

大跨度楼盖结构自振频率与人致振动舒适度关系研究

对大跨度楼盖结构的竖向基频与其人致振动响应之间的关系进行了研究。首先基于单人共振模型,给出了楼板人致振动响应的近似计算方法。然后考虑人群荷载在板上均匀分布,得到了各种边界条件下楼板的竖向自振频率与人致振动响应之间的关系。并以长沙南站高架候车层49m大跨度楼盖结构为例,通过调整支撑桁架的高跨比,得到了不同自振频率下楼盖结构的人致振动响应,并给出了满足舒适度要求的楼板竖向自振基频的限值。结果表明:当楼盖结构的竖向自振频率大于3.3Hz时,其人致振动舒适度一般能满足要求;在楼板的人致振动分析中,可根据刚度等效的原则通过增加混凝土板厚来考虑楼板装饰面层等非结构构件对结构动力特性的影响。     

钢-砼组合连续梁-V腿连续刚构桥自振特性研究

针对世界上第一座钢-砼组合连续梁-V腿连续刚构桥,研究其自振特性,并进行了实桥的自振特性测量.研究结果表明:前3阶自振均不是主梁在竖向的振动,说明该桥的竖向刚度强于横向刚度;1阶竖向振动出现在结构的第4阶自振,频率为3.391 Hz;结构的1阶扭转出现在第6阶自振,频率为4.449 Hz;V腿结构的纵向和横向截面刚度会对钢-砼组合连续梁-V腿连续刚构桥整体的自振特性有明显影响.     

施威德勒型球面网壳屈曲荷载与自振频率关系分析

应用动力学原理对网壳屈曲荷载与自振频率的关系进行了分析,并利用有限元法对某施威德勒型球面网壳进行了线性屈曲、非线性屈曲、自振频率分析。对比了网壳线性屈曲与非线性屈曲分析所得的屈曲荷载值,验证了荷载-自振频率法所得屈曲荷载值的可靠性;对荷载-自振频率曲线进行了拟合,推导了拟合公式。结果表明：拟合公式计算结果与有限元分析结果相对误差小于4．3％;荷载-自振频率法对网壳的稳定性监测具有一定的参考价值和实践指导意义。     

人行激励荷载作用机理的试验研究

人行激励荷载引发的结构振动可能导致结构使用舒适性问题.利用识别的单步荷载落足曲线建立连续步行激励荷载时程曲线用于人行桥人致振动响应分析过程中,对于人行桥人致振动使用舒适性问题研究具有重要意义.利用多维测力台数据采集和分析系统进行行人步行过程中荷载数据采集工作,然后通过关键点荷载值多项式插值方式识别出六类人行荷载模式的落足曲线,对比了各种荷载模式下的单步落足曲线,最后建立了人行荷载峰值与步频间的具体函数关系式,给出了相应的拟合曲线.     

铝合金桁架步行桥设计及侧向稳定性分析

以跨度24m的开口下承式铝合金桁架步行桥为例,建立整体有限元分析模型,在桥体结构强度、刚度验算的基础上,对桥体结构进行非线性有限元分析,确定桥体结构在不同荷载组合作用下的极限承载力,以保证不会由于桁架上弦平面外失稳而造成桥体结构失效.     

蒲山大桥力学性能分析

采用MIDAS／Civil软件建立蒲山大桥——下承式钢管混凝土系杆拱桥的空间有限元计算模型,分3种工况计算该桥在恒载和恒载＋活载作用下的桥梁力学性能,计算结果表明该下承式钢管混凝土系杆拱桥的系杆最大压应力值为-12．6MPa,拱肋最大压应力值为-120．0MPa,均小于材料的设计抗压强度;吊杆安全系数最小为3．17,满足规范关于最小安全系数不得小于2．5的规定,具有较大安全储备;该桥梁在汽车荷载作用下位移满足设计规范正常使用极限状态下的变形要求。本文计算结果已为该拱桥的设计复核提供了参考。     

在役简支空心板桥静载试验的有限元分析

为了解某在役钢筋混凝土简支空心板桥运营的安全性,并为该桥的后期运营或加固改造提供判定依据,对该桥梁进行常规结构检测及静载试验检测,评估其实际工作状态及现有承载能力。采用梁格法和Midas有限元软件,建立相应的分析模型,计算各片梁横向分布系数及变形。静载试验结果和理论计算值的对比表明,该桥跨中截面应变、挠度均在规范容许范围之内,其结构刚度具有一定的安全储备,并处于弹性工作阶段;Midas有限元计算结果与铰接板法分析结果比较吻合,具有较高的精度。同时该桥的检测方法可为既有简支空心板桥的检测、加固的计算及分析提供参考。     

液压加载系统动态性能研究

针对传统的机械闭式齿轮试验台存在的问题,设计了一种计算机控制液压加载系统。该系统能模拟多种负载,且能进行动态加载试验,并对该系统的几种工况进行仿真研究,仿真结果表明该系统动态性能良好,满足设计要求。     

裸梁静载试验加载控制弯矩确定方法

现有方法将加载控制弯矩简单视为未施工前作用裸梁上的恒载(主要为桥面铺装)和设计车辆荷载之和,未考虑桥面铺装的承载能力,致使试验结果不准确。提出了一种基于应变确定裸梁静载试验加载控制弯矩的新方法。基于成桥状态下设计车辆荷载及桥面铺装联合作用下的最大应变,根据其最大应变值通过裸梁截面惯性矩反向计算确定控制弯矩。该方法充分考虑了裸梁至成桥施工及受力过程,在桥梁施工过程中桥面铺装的恒载完全由裸梁承担,成桥后营运过程中部分桥面铺装与梁体协调工作、形成受力整体,共同承担设计车辆荷载。通过工程实例验证,本方法可实现裸梁静载试验控制弯矩的精准化、试验控制的精细化。     

苍溪某新建连续梁桥荷载试验分析

为检验桥梁性能及工作状态,对苍溪某新建连续梁桥进行静动载试验。运用有限元法建立试验模型进行计算,再用等效的车辆荷载对桥梁进行静力加载;通过不同速度的跑车试验和跳车试验对桥梁进行动力加载,并通过模态软件分析,可得到跑车和跳车试验对桥梁的冲击作用;结合计算和静动载试验数据分析,获知该桥的结构现状及整体受力性能情况,确定该桥符合桥梁规范公路Ⅱ级荷载等级要求,桥梁的静动力性能良好。该次试验为了解施工质量、全面检验桥梁结构的可靠性提供了必要的数据支持,也可为以后同类型连续梁桥的竣工验收提供理论参考。       

波形钢腹板PC组合箱梁桥的建造

通过对法国Cognac桥的介绍,简述了波形钢腹板PC组合粱桥的构造和施工方法．介绍了我国在建的波形钢腹板PC连续箱粱桥——长征桥的主粱结构,波形钢腹板和剪力连接设计与加工．以及桥梁的施工过程。     

大跨悬索桥主缆-吊杆-钢箱梁节段整体模型疲劳性能试验研究

以往的悬索桥疲劳试验往往只针对索梁锚固区、正交异性钢桥面板和吊杆钢丝等钢桥的单一构件或部位,受边界条件影响较大,而一体化疲劳实验能够反应结构的整体疲劳性能。本文以某主跨788米钢箱梁悬索桥为背景,为全面评估其主缆-吊杆-钢箱梁一体化结构关键构造细节的疲劳性能,验证其设计的合理性、安全性和耐久性,进行了该桥1：4缩尺的主缆-吊杆-钢箱梁一体化的模型疲劳试验研究。疲劳试验结果表明,在设计疲劳荷载作用下,实测位移与荷载大致呈线性关系,加/卸过程中位移有很好的对称性与可恢复性,应力重分布现象不明显,结构处于弹性工作阶段,该结构关键构造细节处均未发现疲劳裂纹,结构疲劳性能满足设计要求。通过一体化模型的疲劳实验研究,掌握了该结构的疲劳性能与传力规律,试验结果能反映主缆-吊杆-钢箱梁的实际抗疲劳性能,具有一定的工程参照意义。     

移动模架造桥机静压试验变形观测计算与预拱度设置

为了保障桥梁安全,移动模架必须进行竖向荷载静压试验,试验期间的变形观测是计算弹性变形和非弹性变形及进行预拱度设置的基础．讨论了移动模架试压试验的变形监测点的选择、变形观测方法和挠度计算方法、弹性变形量和非弹性变形量的求解计算和预拱度设置等问题．实践表明,变形观测方法要以不低于二等精密水准测量的精度为宜;弹性变形应根据混凝土实际密度计算,并用实验数据进行修正;造桥机主梁荷载作用后的弹性变形影响在预拱度设置值计算时应一并考虑．