獨柱連續(xù)箱梁橋的穩(wěn)定性范文

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《石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報》2014年第二期

1試驗方案簡述

試驗過程中采用目前國際上最先進的設(shè)備（美國BDI-STS-WIFISTRUCTURALTESTINGSYSTEM）與技術(shù)，首先對該橋進行動力模態(tài)測試以及強度測試等，根據(jù)測試數(shù)據(jù)，經(jīng)室內(nèi)動力有限元建模、模態(tài)分析、模型修正等，獲得橋梁實際結(jié)構(gòu)力學(xué)模型，根據(jù)該模型可實現(xiàn)橋梁力學(xué)性能的全面分析。橋梁靜力荷載試驗主要是通過測量橋梁結(jié)構(gòu)在靜力試驗荷載作用下的變形和內(nèi)力，加以確定橋梁結(jié)構(gòu)的實際工作狀態(tài)與設(shè)計期望值是否相符。它是檢驗橋梁結(jié)構(gòu)實際性能，如結(jié)構(gòu)的強度、剛度等最直接、最有效的方法。

1.1靜力加載方案為獲取實際結(jié)構(gòu)橫向穩(wěn)定性變化規(guī)律，同時保證加載安全，采用分級加載方案。根據(jù)基本力學(xué)分析，重點對2#墩進行偏載試驗。第1級載位為2#墩與3#墩跨中偏，第2級載位為2#墩上方偏，第3級載位為1#墩與2#墩跨中偏。分布荷載分別為40t偏、80t偏、120t偏。加載方案如圖2所示。

1.2模態(tài)測試方案為了不中斷交通，試驗采用隨機環(huán)境激勵（隨機的交通流＋大地的脈動振動）。本次測試該橋梁采用BDI-STS-WIFISTRUCTURALTESTINGSYSTEM橋梁實驗?zāi)B(tài)無線測試分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)的采樣頻率范圍為1HZ到200HZ，可以滿足大多數(shù)類型的測量需要。模態(tài)測試布置在1#與2#柱之間，智能傳感器沿橋面兩側(cè)等間距各布置4個測點。在2#墩柱兩側(cè)各布置2個智能傳感器。測點布置如圖3。

2檢測結(jié)果分析

2.1混凝土橋墩應(yīng)變測試結(jié)果與分析在3級靜力工況作用下，2#混凝土橋墩實測的應(yīng)變統(tǒng)計值如表1所示。根據(jù)以上測試結(jié)果可以看出，對于120t分布荷載偏載作用下，與箱梁鉸接的2#墩，最大壓應(yīng)變小于45，最大拉應(yīng)變小于18。說明混凝土在橋墩上述荷載條件下豎向工作性能良好。

2.2箱梁的橫向傾覆位移實測結(jié)果分析檢測結(jié)果表明：偶然的嚴重超載偏行車隊過橋時，上部結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生較大的傾覆位移，存在重大安全隱患。

2.3箱梁的橫向傾覆有限元分析根據(jù)橋梁的相關(guān)技術(shù)資料以及模態(tài)檢測數(shù)據(jù)建立有限元模型，并進行計算得到以下結(jié)果（表3）：空間有限元模擬計算分析表明，在140t分布活荷載偏載作用下，非加載側(cè)橋臺支座開始出現(xiàn)脫空，結(jié)構(gòu)處于傾覆的臨界點。對于偶然超載偏行車隊上部結(jié)構(gòu)存在傾覆的危險。

3結(jié)論及建議

為確保該橋以及石黃高速公路的運行安全，建議對獨柱結(jié)構(gòu)進行加固處理。建議加固方案：根據(jù)獨柱下部的群樁基礎(chǔ)，在獨柱的兩側(cè)各增加一根直徑為1.2m鋼筋混凝土柱或鋼管混凝土柱。并在適當(dāng)部位增加橫系梁，以增加結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。對新增加的柱，其與上部箱梁采用橡膠支座聯(lián)接，并注意預(yù)加力不宜過大，以防止造成應(yīng)力集中，影響原結(jié)構(gòu)工作性能。

作者：馬增數(shù)單位：石家莊鐵道大學(xué)