独柱连续箱梁桥的稳定性范文

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《石家庄铁路职业技术学院学报》2014年第二期

1试验方案简述

试验过程中采用目前国际上最先进的设备（美国BDI-STS-WIFISTRUCTURALTESTINGSYSTEM）与技术，首先对该桥进行动力模态测试以及强度测试等，根据测试数据，经室内动力有限元建模、模态分析、模型修正等，获得桥梁实际结构力学模型，根据该模型可实现桥梁力学性能的全面分析。桥梁静力荷载试验主要是通过测量桥梁结构在静力试验荷载作用下的变形和内力，加以确定桥梁结构的实际工作状态与设计期望值是否相符。它是检验桥梁结构实际性能，如结构的强度、刚度等最直接、最有效的方法。

1.1静力加载方案为获取实际结构横向稳定性变化规律，同时保证加载安全，采用分级加载方案。根据基本力学分析，重点对2#墩进行偏载试验。第1级载位为2#墩与3#墩跨中偏，第2级载位为2#墩上方偏，第3级载位为1#墩与2#墩跨中偏。分布荷载分别为40t偏、80t偏、120t偏。加载方案如图2所示。

1.2模态测试方案为了不中断交通，试验采用随机环境激励（随机的交通流＋大地的脉动振动）。本次测试该桥梁采用BDI-STS-WIFISTRUCTURALTESTINGSYSTEM桥梁实验模态无线测试分析系统。该系统的采样频率范围为1HZ到200HZ，可以满足大多数类型的测量需要。模态测试布置在1#与2#柱之间，智能传感器沿桥面两侧等间距各布置4个测点。在2#墩柱两侧各布置2个智能传感器。测点布置如图3。

2检测结果分析

2.1混凝土桥墩应变测试结果与分析在3级静力工况作用下，2#混凝土桥墩实测的应变统计值如表1所示。根据以上测试结果可以看出，对于120t分布荷载偏载作用下，与箱梁铰接的2#墩，最大压应变小于45，最大拉应变小于18。说明混凝土在桥墩上述荷载条件下竖向工作性能良好。

2.2箱梁的横向倾覆位移实测结果分析检测结果表明：偶然的严重超载偏行车队过桥时，上部结构会产生较大的倾覆位移，存在重大安全隐患。

2.3箱梁的横向倾覆有限元分析根据桥梁的相关技术资料以及模态检测数据建立有限元模型，并进行计算得到以下结果（表3）：空间有限元模拟计算分析表明，在140t分布活荷载偏载作用下，非加载侧桥台支座开始出现脱空，结构处于倾覆的临界点。对于偶然超载偏行车队上部结构存在倾覆的危险。

3结论及建议

为确保该桥以及石黄高速公路的运行安全，建议对独柱结构进行加固处理。建议加固方案：根据独柱下部的群桩基础，在独柱的两侧各增加一根直径为1.2m钢筋混凝土柱或钢管混凝土柱。并在适当部位增加横系梁，以增加结构稳定性。对新增加的柱，其与上部箱梁采用橡胶支座联接，并注意预加力不宜过大，以防止造成应力集中，影响原结构工作性能。

作者：马增数单位：石家庄铁道大学