钢-混凝土组合箱梁桥荷载试验研究

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发布时间：2021-09-12

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钢一混凝土组合箱梁桥荷载试验研究
王笃波，李永芳，王智勇
(1．华北水利水电学院，河南郑州450011；2．黄河水利委员会工程建设管理中心，河南郑州450003；
3．河南省交通规划勘察设计院有限责任公司，河南郑州450052)
摘要：为研究跨度为30 m+44 m+30 m一联的某钢一混凝土组合箱梁桥的整体受力性能，对该桥进行了
静、动载试验，并根据试验和理论计算结果对其承载能力及工作性能进行了评价．试验和理论计算结果表明：
该桥在静载作用下的控制截面的应力和变形满足设计要求，在动载作用下的自振频率和冲击系数与理论分
析计算结果基本一致．
关键词：组合箱梁；试验；力学性能；静动载
桥梁结构荷载试验是对桥梁结构直接加载测试
的一项科学试验，一般分为静载试验与动载试
验¨ ．试验中分别将静、动荷载作用在桥梁结构的
指定位置，然后测试结构的静应力、静应变、自振频
率、阻尼和冲击系数等．通过比较荷载试验与分
析计算的结果，既可发现和查找桥梁病害产生的原
因，又可验证理论分析的正确性．笔者以河南省
漯河至平顶山高速公路上甘刘立交桥为例进行荷载
试验，并结合整桥的空间有限元模型研究了该桥在
正常使用荷载作用下的整体受力性能．
有限元模型如图1所示．
圈1 桥梁的局部模型
1 工程概况 3 试验概况
甘刘立交桥是一座三跨连续箱型梁桥．该桥上
部结构为30 m+44 m+30 m的钢一混凝土组合连
续箱梁桥，桥宽17．5 m，梁体高1．4 m，由3箱单室
组成，斜角20。，下部结构为柱式墩台，桩基础．设计
荷载为汽车一超20级，挂车一120．
2 有限元计算模型
在计算模型中，混凝土板采用solid45实体单元
模拟，钢梁采用shell63壳单元模拟，横隔板采用梁
单元beam4模拟．钢梁翼缘板单元与混凝土单元在
节点上通过约束方程连接，约束条件为共同变形，即
不考虑钢与混凝土的滑移效应．在此基础上建立的
3．1 试验测试内容及主要仪器
试验主要测试桥梁在车载作用下的应变、挠度
和整体动力特性(自振频率、阻尼比和冲击系数)．
应变采用振弦式表面应变计进行测量，仪器测试范
围为(一1 000—15) 8，精度为0．4 8；结构挠度测
量采用数码位移计进行测试，量程为100 mm，在量
程内的精度为0．001 mm；对于桥梁的动力特性，先
采用压电式加速度传感器在现场测得桥面振动加速
度，再通过积分运算求得桥面振动速度、振动位移的
相应数值．
3．2 荷载试验测点布置
a．应变测试截面及测点．将桥跨结构在正常使