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《多跨矮塔斜拉橋靜力荷載試驗優(yōu)化研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、56世界橋梁2017,45(1)多跨矮塔斜拉橋靜力荷載試驗優(yōu)化研究王偉1’2。張玉平3。奉龍成1，靳國勝2(1．重慶中設工程設計股份有限公司，重慶400025；2．重慶中檢工程質量檢測有限公司，重慶400025；3．長沙理工大學土木與建筑學院，湖南長沙410114)摘要：為減少橋梁荷載試驗耗時及中斷交通時間等，以一座主橋上部結構為(128+3×210+128)m四塔五跨單索面預應力混凝土矮塔斜拉橋為例，結合多跨矮塔斜拉橋結構的受力特點及控制截面影響線的特點，通過考慮內力兼顧撓度猷J；0n載效應，截面影響線的圖形相似性
2、及互補性，并適當調整加載車載位，將加載車在順橋向以控制截面為對稱軸進行布置，對橋梁靜力荷載試驗工況進行了優(yōu)化。優(yōu)化后將全橋9個荷載試驗工況僅通過3次加載即可全部實現(xiàn)，各控制截面的加載效率均能夠滿足規(guī)范要求，極大地提高了加載車的加載效率，縮短了試驗過程的耗時。關鍵詞：矮塔斜拉橋；靜載試驗；荷載效率；工況優(yōu)化；載位布置中圖分類號：U448．27；U446．1文獻標志碼：A文章編號：1671—7767(2017)01—0056—051引言矮塔斜拉橋又稱為部分斜拉橋，是近幾十年發(fā)展起來的介于連續(xù)剛構橋與普通斜拉橋之間的一種新
3、橋型，具有塔矮、梁高、剛度大等特點[1‘8]。對矮塔斜拉橋進行成橋靜力荷載試驗不僅可掌握結構的實際工作狀態(tài)，也可為同類型橋梁結構的研究積累資料。目前大多數文獻是針對常規(guī)橋梁的荷載試驗凹10
4、，對于多塔多跨矮塔斜拉橋的荷載試驗研究較少。本文以一座四塔五跨矮塔斜拉橋為例，結合該橋型結構的受力特點及控制截面影響線的特點，即影響線的相似性與互補性，通過考慮內力兼顧撓度的加載效應，并適當調整加載車載位對橋梁靜力荷載試驗工況進行優(yōu)化。2橋梁概況某橋主橋上部結構為(128+3×210+128)m四塔五跨單索面預應力混凝土矮塔斜拉橋
5、，采用墩塔梁固結剛構體系，橋面全寬38．3m，主橋結構示意如圖1所示。主梁采用C60混凝土，為變高度斜腹板單箱三室寬幅脊梁，梁高從6．8m逐漸變化到3．8m，主梁高度按1．8次拋物線變化，主梁頂板寬38．3m，懸臂長8．15m，兩側設5．15m寬后澆帶。斜拉索為聲515．2mm、強度為1860MPa的鋼絞線，斜拉索單索面雙排布置在中央分隔帶上，每個橋塔設置16對斜拉索，全橋共計128根，塔上索距0．8m，順橋向梁上索距為4m。橋塔采用C60混凝土，為獨柱式鋼筋混凝土結構，截面為八邊形；墩身采用C55混凝土，為箱形薄壁
6、結構。承臺為圓端形，厚7．0m，采用C30混凝土，每個承臺下布置12根直徑3．om的鉆孔灌注樁基礎。橋面采用10cm厚瀝青混凝土鋪裝。設計荷載為公路一I級(雙向6車道)，人群荷載為2．5kN／m2。3內力計算與截面選取3．1內力計算采用MIDASCivil建立結構的空間有限元模型，并考慮支座位置與承臺及樁基，其中主梁、橋塔及樁基均采用梁單元模擬，斜拉索采用桁架單元模擬，全橋共劃分851個節(jié)點、782個單元(含128個桁架單元與654個梁單元)。結構自重由程序自動考慮，箱梁橫隔板與齒板不考慮剛度貢獻僅考慮質量影響，用集
7、中力輸入，二期恒載(鋪裝、欄桿等)用均布荷載考慮，汽車荷載的沖擊系數通過輸入基頻來考慮。按照上述處理后，利用動態(tài)規(guī)劃加載法計算橋梁結構在設計活載作用下的內力包絡圖(見圖2)。3．2截面選取根據圖2所示的計算結果并結合參考文獻[11]要求，同時考慮需要避開實際橋梁結構中局部加勁(如橫隔板等)位置及測點布置的易操作性與合理性，最終選取了如圖1所示的中跨跨中最大正彎矩收稿日期：2016—06—2l基金項目：科技部973項目(2015CB057702)；長沙理工大學土木工程優(yōu)勢特色重點學科創(chuàng)新性項目(15ZDXK02)作者簡
8、介：王偉(1988一)，男，工程師，2012年畢業(yè)于長沙理工大學土木工程專業(yè)，工學學士(E—mail：wangweiloving@126．corn)。多跨矮塔斜拉橋靜力荷載試驗優(yōu)化研究王偉．張玉平，奉龍成，靳國勝(a)立面圖1主橋結構示意型-艇瓢～蒯酬——b隗一剝捌●'峨慨。，；。刪蠢肇鰓‰。。圖2橋梁結構的內力包絡圖A—A截面、3號墩墩頂附近主梁最大負彎矩B—B截面、右次邊跨跨中最大正彎矩C—C截面、右邊跨主梁最大正彎矩D—D截面、3號橋塔底附近最大正彎矩E—E截面以及3號橋塔頂最大縱向位移F—F截面，共計6個截面
9、作為此次靜力荷載試驗的控制截面。4初步擬定加載車載位靜力荷載試驗的加載車擬選取總重為350kN的車輛，前軸為70kN，中后軸均為140kN，前中軸距為3．5m，中后軸距為1．5m，加載車荷載采用集中力等效模擬。根據各控制截面的內力影響線采用動態(tài)規(guī)劃加載法對全橋9個工況(即A—A、C—C、D—D控制截面的彎矩與撓度工況；B—B、E—E控制截面的彎
