孫立鑫
摘 要:橋梁動力性能試驗是鑒定橋梁能否安全使用的主要手段。以廣州地鐵四號線沙灣特大橋為例,介紹了橋梁動力性能的試驗方法,并對試驗結(jié)果作了簡要分析。對地鐵橋梁動力性能試驗方法的的研究,為今后不斷完善地鐵橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計和運營維護提供了一定的參考依據(jù)。
關(guān)鍵詞:橋梁;動力性能試驗;試驗方法;自振頻率
中圖分類號:U442.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:2095-6835(2014)20-0107-02
廣州市軌道交通(地鐵)四號線位于廣州市南拓發(fā)展的軸線上,處于珠江入??诤拥赖膬砂兜貛?,呈南北走向,跨越天河區(qū)、番禺區(qū)和南沙區(qū)。軌道交通四號線的高架段主要在番禺區(qū)的新造、東涌、黃閣三鎮(zhèn)及南沙區(qū),全長29.187 km,其中,大部分高架段采用了節(jié)段預(yù)制拼裝新工藝。通過對地鐵四號線橋梁動力性能進(jìn)行試驗,掌握在設(shè)計荷載(等效試驗列車)作用下橋跨結(jié)構(gòu)的變形情況,判斷橋跨結(jié)構(gòu)的剛度是否滿足設(shè)計及規(guī)范要求。本文以廣州地鐵四號線沙灣特大橋(YDK40+082.880~40+152.880為四跨變截面連續(xù)剛構(gòu)體系,跨徑組合為(70+2×120+70)m,墩臺編號為40-03~40-07)動力性能試驗為例,結(jié)合地鐵運營線路實際,提出一種相對簡單、實用的橋梁動力性能測試方法。
1 測試內(nèi)容
根據(jù)變截面連續(xù)剛構(gòu)橋的受力特點,全橋動力特性共選擇4個截面進(jìn)行測試,被測試截面布置情況如圖1所示。A~D截面測試內(nèi)容包括:梁體橫向和豎向自振頻率、梁體跨中橫向振幅及加速度、墩頂橫向振幅、梁體跨中截面底緣動應(yīng)變及動力系數(shù)測試、選擇跨中截面(C-C)進(jìn)行輪軌力測試。
2 動力性能測試
2.1 梁體橫向和豎向自振頻率
2.2 梁體跨中橫向振幅及加速度
圖4、圖5給出了沙灣特大橋邊跨跨中A截面、中跨跨中C截面的橫向振幅及加速度的實測結(jié)果。由測試結(jié)果可知,A截面實測橫向加速度為0.252 m/s2,橫向振幅為0.197 mm;C截面實測橫向加速度為0.180 m/s2,橫向振幅為0.268 mm。實測跨中截面橫向加速度均小于《鐵路橋梁檢定規(guī)范》中10.0.5條“當(dāng)列車通過時,橋跨結(jié)構(gòu)在荷載平面的橫向振動加速度amax不應(yīng)超過1.4 m/s2”的規(guī)定值;實測跨中截面橫向振幅均小于《鐵路橋梁檢定規(guī)范》中10.0.5條“預(yù)應(yīng)力混凝土橋跨結(jié)構(gòu)橫向振幅行車安全值[Amax]5%=L/9 000”的規(guī)定值。
2.3 墩頂橫向振幅
圖6給出了沙灣特大橋墩頂B截面橫向振幅的實測結(jié)果。由測試結(jié)果可知,B截面實測橫向振幅為0.195 mm,橫向振幅小于《鐵路橋梁檢定規(guī)范》中10.0.7條規(guī)定的墩頂橫向振幅應(yīng)小于[Amax]5%=0.2+(H+Δh)2/100B=1.11 mm。
2.4 梁體跨中截面底緣動應(yīng)變及動力系數(shù)
圖7給出了邊跨A截面動應(yīng)變測試結(jié)果。實測應(yīng)變歷程曲線特征與四跨剛構(gòu)橋的受力特點相符。實測邊跨最大拉應(yīng)變?yōu)?3.2 με,中跨跨中最大拉應(yīng)變?yōu)?7.3 με,換算成混凝土應(yīng)力分別為1.5 MPa和1.3 MPa;實測邊跨跨中動力系數(shù)為1.035,中跨跨中動力系數(shù)為1.026,略小于《地鐵設(shè)計規(guī)范》中關(guān)于列車動力荷載系數(shù)取值1+μ=1+0.8×12/(30+L)。
3 測試結(jié)果分析
由以上測試可知:①實測結(jié)果相比于竣工實測值,未見明顯變化,說明結(jié)構(gòu)橫向和豎向剛度狀況相對于橋梁竣工時更加穩(wěn)定。②實測沙灣特大橋邊跨跨中A截面橫向加速度為0.252 m/s2,橫向振幅為0.197 mm,中跨跨中C截面實測橫向加速度為0.180 m/s2,橫向振幅為0.268 mm,均小于《鐵路橋梁檢定規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定限值;跨中截面橫向振動狀況正常。③實測墩頂B截面橫向振幅為0.195 mm,小于《鐵路橋梁檢定規(guī)范》中的有關(guān)規(guī)定值。④實測邊跨最大拉應(yīng)變?yōu)?3.2 με,中跨跨中最大拉應(yīng)變?yōu)?7.3 με,換算成混凝土應(yīng)力分別為1.5 MPa和1.3 MPa;實測邊跨跨中動力系數(shù)為1.035,中跨跨中應(yīng)力動力系數(shù)為1.026,相比于《地鐵設(shè)計規(guī)范》中關(guān)于列車動力荷載系數(shù)取值1+μ=1+0.8×12/(30+L),略小。
4 結(jié)束語
綜上所述,隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展,城市軌道交通理論和施工技術(shù)也在一定程度上得到了改善,尤其是造價相對較低的高架橋結(jié)構(gòu),但對既有線路橋梁運營安全檢測和評定方法的研究卻不多。本文以廣州地鐵四號線沙灣特大橋為例,介紹了橋梁動力性能的試驗方法和試驗結(jié)果,并結(jié)合先前的相關(guān)成果,可以為日后城市軌道交通橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計及舊線的運營積累原始基礎(chǔ)數(shù)據(jù),并為橋梁結(jié)構(gòu)的安全使用和維護保養(yǎng)提供有效的依據(jù)。
參考文獻(xiàn)
[1]中華人民共和國鐵道部.鐵運〔2004〕42號.鐵路橋梁檢定評估工作規(guī)則[S].2004-01-22.
[2]中華人民共和國鐵道部.鐵運〔2004〕120號.鐵路橋梁檢定規(guī)范[S].2004.
[3]鐵道標(biāo)準(zhǔn)所.GB 5599—1985 鐵道車輛動力學(xué)性能評定和試驗鑒定規(guī)范[S].北京:中國鐵道出版社,1985.
[4]鐵科院(北京)工程咨詢有限公司.GB/T 14894—2005 城市軌道交通車輛組裝后的檢查與試驗規(guī)則[S].北京:中國鐵道出版社,2005.
[5]鐵路部科學(xué)研究院鐵道建筑研究所. TB/T 2489—1994 輪軌水平力、垂直力地面測試方法[S].北京:中國鐵道出版社,1994.
[6]北京城建設(shè)設(shè)計研究總院.GB 50157—2003 地鐵設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國鐵道出版社,2003.
[7]中鐵工程設(shè)計咨詢集團有限公司.TB 10002.3—2005 鐵路鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國鐵道出版社,2005.
〔編輯:劉曉芳〕
摘 要:橋梁動力性能試驗是鑒定橋梁能否安全使用的主要手段。以廣州地鐵四號線沙灣特大橋為例,介紹了橋梁動力性能的試驗方法,并對試驗結(jié)果作了簡要分析。對地鐵橋梁動力性能試驗方法的的研究,為今后不斷完善地鐵橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計和運營維護提供了一定的參考依據(jù)。
關(guān)鍵詞:橋梁;動力性能試驗;試驗方法;自振頻率
中圖分類號:U442.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:2095-6835(2014)20-0107-02
廣州市軌道交通(地鐵)四號線位于廣州市南拓發(fā)展的軸線上,處于珠江入??诤拥赖膬砂兜貛В誓媳弊呦?,跨越天河區(qū)、番禺區(qū)和南沙區(qū)。軌道交通四號線的高架段主要在番禺區(qū)的新造、東涌、黃閣三鎮(zhèn)及南沙區(qū),全長29.187 km,其中,大部分高架段采用了節(jié)段預(yù)制拼裝新工藝。通過對地鐵四號線橋梁動力性能進(jìn)行試驗,掌握在設(shè)計荷載(等效試驗列車)作用下橋跨結(jié)構(gòu)的變形情況,判斷橋跨結(jié)構(gòu)的剛度是否滿足設(shè)計及規(guī)范要求。本文以廣州地鐵四號線沙灣特大橋(YDK40+082.880~40+152.880為四跨變截面連續(xù)剛構(gòu)體系,跨徑組合為(70+2×120+70)m,墩臺編號為40-03~40-07)動力性能試驗為例,結(jié)合地鐵運營線路實際,提出一種相對簡單、實用的橋梁動力性能測試方法。
1 測試內(nèi)容
根據(jù)變截面連續(xù)剛構(gòu)橋的受力特點,全橋動力特性共選擇4個截面進(jìn)行測試,被測試截面布置情況如圖1所示。A~D截面測試內(nèi)容包括:梁體橫向和豎向自振頻率、梁體跨中橫向振幅及加速度、墩頂橫向振幅、梁體跨中截面底緣動應(yīng)變及動力系數(shù)測試、選擇跨中截面(C-C)進(jìn)行輪軌力測試。
2 動力性能測試
2.1 梁體橫向和豎向自振頻率
2.2 梁體跨中橫向振幅及加速度
圖4、圖5給出了沙灣特大橋邊跨跨中A截面、中跨跨中C截面的橫向振幅及加速度的實測結(jié)果。由測試結(jié)果可知,A截面實測橫向加速度為0.252 m/s2,橫向振幅為0.197 mm;C截面實測橫向加速度為0.180 m/s2,橫向振幅為0.268 mm。實測跨中截面橫向加速度均小于《鐵路橋梁檢定規(guī)范》中10.0.5條“當(dāng)列車通過時,橋跨結(jié)構(gòu)在荷載平面的橫向振動加速度amax不應(yīng)超過1.4 m/s2”的規(guī)定值;實測跨中截面橫向振幅均小于《鐵路橋梁檢定規(guī)范》中10.0.5條“預(yù)應(yīng)力混凝土橋跨結(jié)構(gòu)橫向振幅行車安全值[Amax]5%=L/9 000”的規(guī)定值。
2.3 墩頂橫向振幅
圖6給出了沙灣特大橋墩頂B截面橫向振幅的實測結(jié)果。由測試結(jié)果可知,B截面實測橫向振幅為0.195 mm,橫向振幅小于《鐵路橋梁檢定規(guī)范》中10.0.7條規(guī)定的墩頂橫向振幅應(yīng)小于[Amax]5%=0.2+(H+Δh)2/100B=1.11 mm。
2.4 梁體跨中截面底緣動應(yīng)變及動力系數(shù)
圖7給出了邊跨A截面動應(yīng)變測試結(jié)果。實測應(yīng)變歷程曲線特征與四跨剛構(gòu)橋的受力特點相符。實測邊跨最大拉應(yīng)變?yōu)?3.2 με,中跨跨中最大拉應(yīng)變?yōu)?7.3 με,換算成混凝土應(yīng)力分別為1.5 MPa和1.3 MPa;實測邊跨跨中動力系數(shù)為1.035,中跨跨中動力系數(shù)為1.026,略小于《地鐵設(shè)計規(guī)范》中關(guān)于列車動力荷載系數(shù)取值1+μ=1+0.8×12/(30+L)。
3 測試結(jié)果分析
由以上測試可知:①實測結(jié)果相比于竣工實測值,未見明顯變化,說明結(jié)構(gòu)橫向和豎向剛度狀況相對于橋梁竣工時更加穩(wěn)定。②實測沙灣特大橋邊跨跨中A截面橫向加速度為0.252 m/s2,橫向振幅為0.197 mm,中跨跨中C截面實測橫向加速度為0.180 m/s2,橫向振幅為0.268 mm,均小于《鐵路橋梁檢定規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定限值;跨中截面橫向振動狀況正常。③實測墩頂B截面橫向振幅為0.195 mm,小于《鐵路橋梁檢定規(guī)范》中的有關(guān)規(guī)定值。④實測邊跨最大拉應(yīng)變?yōu)?3.2 με,中跨跨中最大拉應(yīng)變?yōu)?7.3 με,換算成混凝土應(yīng)力分別為1.5 MPa和1.3 MPa;實測邊跨跨中動力系數(shù)為1.035,中跨跨中應(yīng)力動力系數(shù)為1.026,相比于《地鐵設(shè)計規(guī)范》中關(guān)于列車動力荷載系數(shù)取值1+μ=1+0.8×12/(30+L),略小。
4 結(jié)束語
綜上所述,隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展,城市軌道交通理論和施工技術(shù)也在一定程度上得到了改善,尤其是造價相對較低的高架橋結(jié)構(gòu),但對既有線路橋梁運營安全檢測和評定方法的研究卻不多。本文以廣州地鐵四號線沙灣特大橋為例,介紹了橋梁動力性能的試驗方法和試驗結(jié)果,并結(jié)合先前的相關(guān)成果,可以為日后城市軌道交通橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計及舊線的運營積累原始基礎(chǔ)數(shù)據(jù),并為橋梁結(jié)構(gòu)的安全使用和維護保養(yǎng)提供有效的依據(jù)。
參考文獻(xiàn)
[1]中華人民共和國鐵道部.鐵運〔2004〕42號.鐵路橋梁檢定評估工作規(guī)則[S].2004-01-22.
[2]中華人民共和國鐵道部.鐵運〔2004〕120號.鐵路橋梁檢定規(guī)范[S].2004.
[3]鐵道標(biāo)準(zhǔn)所.GB 5599—1985 鐵道車輛動力學(xué)性能評定和試驗鑒定規(guī)范[S].北京:中國鐵道出版社,1985.
[4]鐵科院(北京)工程咨詢有限公司.GB/T 14894—2005 城市軌道交通車輛組裝后的檢查與試驗規(guī)則[S].北京:中國鐵道出版社,2005.
[5]鐵路部科學(xué)研究院鐵道建筑研究所. TB/T 2489—1994 輪軌水平力、垂直力地面測試方法[S].北京:中國鐵道出版社,1994.
[6]北京城建設(shè)設(shè)計研究總院.GB 50157—2003 地鐵設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國鐵道出版社,2003.
[7]中鐵工程設(shè)計咨詢集團有限公司.TB 10002.3—2005 鐵路鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國鐵道出版社,2005.
〔編輯:劉曉芳〕
摘 要:橋梁動力性能試驗是鑒定橋梁能否安全使用的主要手段。以廣州地鐵四號線沙灣特大橋為例,介紹了橋梁動力性能的試驗方法,并對試驗結(jié)果作了簡要分析。對地鐵橋梁動力性能試驗方法的的研究,為今后不斷完善地鐵橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計和運營維護提供了一定的參考依據(jù)。
關(guān)鍵詞:橋梁;動力性能試驗;試驗方法;自振頻率
中圖分類號:U442.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:2095-6835(2014)20-0107-02
廣州市軌道交通(地鐵)四號線位于廣州市南拓發(fā)展的軸線上,處于珠江入??诤拥赖膬砂兜貛?,呈南北走向,跨越天河區(qū)、番禺區(qū)和南沙區(qū)。軌道交通四號線的高架段主要在番禺區(qū)的新造、東涌、黃閣三鎮(zhèn)及南沙區(qū),全長29.187 km,其中,大部分高架段采用了節(jié)段預(yù)制拼裝新工藝。通過對地鐵四號線橋梁動力性能進(jìn)行試驗,掌握在設(shè)計荷載(等效試驗列車)作用下橋跨結(jié)構(gòu)的變形情況,判斷橋跨結(jié)構(gòu)的剛度是否滿足設(shè)計及規(guī)范要求。本文以廣州地鐵四號線沙灣特大橋(YDK40+082.880~40+152.880為四跨變截面連續(xù)剛構(gòu)體系,跨徑組合為(70+2×120+70)m,墩臺編號為40-03~40-07)動力性能試驗為例,結(jié)合地鐵運營線路實際,提出一種相對簡單、實用的橋梁動力性能測試方法。
1 測試內(nèi)容
根據(jù)變截面連續(xù)剛構(gòu)橋的受力特點,全橋動力特性共選擇4個截面進(jìn)行測試,被測試截面布置情況如圖1所示。A~D截面測試內(nèi)容包括:梁體橫向和豎向自振頻率、梁體跨中橫向振幅及加速度、墩頂橫向振幅、梁體跨中截面底緣動應(yīng)變及動力系數(shù)測試、選擇跨中截面(C-C)進(jìn)行輪軌力測試。
2 動力性能測試
2.1 梁體橫向和豎向自振頻率
2.2 梁體跨中橫向振幅及加速度
圖4、圖5給出了沙灣特大橋邊跨跨中A截面、中跨跨中C截面的橫向振幅及加速度的實測結(jié)果。由測試結(jié)果可知,A截面實測橫向加速度為0.252 m/s2,橫向振幅為0.197 mm;C截面實測橫向加速度為0.180 m/s2,橫向振幅為0.268 mm。實測跨中截面橫向加速度均小于《鐵路橋梁檢定規(guī)范》中10.0.5條“當(dāng)列車通過時,橋跨結(jié)構(gòu)在荷載平面的橫向振動加速度amax不應(yīng)超過1.4 m/s2”的規(guī)定值;實測跨中截面橫向振幅均小于《鐵路橋梁檢定規(guī)范》中10.0.5條“預(yù)應(yīng)力混凝土橋跨結(jié)構(gòu)橫向振幅行車安全值[Amax]5%=L/9 000”的規(guī)定值。
2.3 墩頂橫向振幅
圖6給出了沙灣特大橋墩頂B截面橫向振幅的實測結(jié)果。由測試結(jié)果可知,B截面實測橫向振幅為0.195 mm,橫向振幅小于《鐵路橋梁檢定規(guī)范》中10.0.7條規(guī)定的墩頂橫向振幅應(yīng)小于[Amax]5%=0.2+(H+Δh)2/100B=1.11 mm。
2.4 梁體跨中截面底緣動應(yīng)變及動力系數(shù)
圖7給出了邊跨A截面動應(yīng)變測試結(jié)果。實測應(yīng)變歷程曲線特征與四跨剛構(gòu)橋的受力特點相符。實測邊跨最大拉應(yīng)變?yōu)?3.2 με,中跨跨中最大拉應(yīng)變?yōu)?7.3 με,換算成混凝土應(yīng)力分別為1.5 MPa和1.3 MPa;實測邊跨跨中動力系數(shù)為1.035,中跨跨中動力系數(shù)為1.026,略小于《地鐵設(shè)計規(guī)范》中關(guān)于列車動力荷載系數(shù)取值1+μ=1+0.8×12/(30+L)。
3 測試結(jié)果分析
由以上測試可知:①實測結(jié)果相比于竣工實測值,未見明顯變化,說明結(jié)構(gòu)橫向和豎向剛度狀況相對于橋梁竣工時更加穩(wěn)定。②實測沙灣特大橋邊跨跨中A截面橫向加速度為0.252 m/s2,橫向振幅為0.197 mm,中跨跨中C截面實測橫向加速度為0.180 m/s2,橫向振幅為0.268 mm,均小于《鐵路橋梁檢定規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定限值;跨中截面橫向振動狀況正常。③實測墩頂B截面橫向振幅為0.195 mm,小于《鐵路橋梁檢定規(guī)范》中的有關(guān)規(guī)定值。④實測邊跨最大拉應(yīng)變?yōu)?3.2 με,中跨跨中最大拉應(yīng)變?yōu)?7.3 με,換算成混凝土應(yīng)力分別為1.5 MPa和1.3 MPa;實測邊跨跨中動力系數(shù)為1.035,中跨跨中應(yīng)力動力系數(shù)為1.026,相比于《地鐵設(shè)計規(guī)范》中關(guān)于列車動力荷載系數(shù)取值1+μ=1+0.8×12/(30+L),略小。
4 結(jié)束語
綜上所述,隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展,城市軌道交通理論和施工技術(shù)也在一定程度上得到了改善,尤其是造價相對較低的高架橋結(jié)構(gòu),但對既有線路橋梁運營安全檢測和評定方法的研究卻不多。本文以廣州地鐵四號線沙灣特大橋為例,介紹了橋梁動力性能的試驗方法和試驗結(jié)果,并結(jié)合先前的相關(guān)成果,可以為日后城市軌道交通橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計及舊線的運營積累原始基礎(chǔ)數(shù)據(jù),并為橋梁結(jié)構(gòu)的安全使用和維護保養(yǎng)提供有效的依據(jù)。
參考文獻(xiàn)
[1]中華人民共和國鐵道部.鐵運〔2004〕42號.鐵路橋梁檢定評估工作規(guī)則[S].2004-01-22.
[2]中華人民共和國鐵道部.鐵運〔2004〕120號.鐵路橋梁檢定規(guī)范[S].2004.
[3]鐵道標(biāo)準(zhǔn)所.GB 5599—1985 鐵道車輛動力學(xué)性能評定和試驗鑒定規(guī)范[S].北京:中國鐵道出版社,1985.
[4]鐵科院(北京)工程咨詢有限公司.GB/T 14894—2005 城市軌道交通車輛組裝后的檢查與試驗規(guī)則[S].北京:中國鐵道出版社,2005.
[5]鐵路部科學(xué)研究院鐵道建筑研究所. TB/T 2489—1994 輪軌水平力、垂直力地面測試方法[S].北京:中國鐵道出版社,1994.
[6]北京城建設(shè)設(shè)計研究總院.GB 50157—2003 地鐵設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國鐵道出版社,2003.
[7]中鐵工程設(shè)計咨詢集團有限公司.TB 10002.3—2005 鐵路鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國鐵道出版社,2005.
〔編輯:劉曉芳〕