波形鋼腹板連續(xù)剛構(gòu)橋荷載試驗研究

嚴(yán)瓊建 龔 凱 萬和安 馮 俊

（湖北交投智能檢測股份有限公司，湖北 武漢 430100）

0 引言

橋梁荷載試驗是通過施加荷載方式對橋梁結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的靜、動力特性進(jìn)行的現(xiàn)場試驗測試[1-4]。本文通過對保神高速公路兩河口大橋波形鋼腹板連續(xù)剛構(gòu)橋進(jìn)行荷載試驗，直接測得理論分析與計算的相關(guān)參數(shù)，探究波形鋼腹板橋梁結(jié)構(gòu)受力的一般規(guī)律，為波形鋼腹板橋梁設(shè)計計算理論提供實踐資料。

1 工程概況

保神高速公路兩河口大橋主橋為60m+2×100m+60m 波形鋼腹板連續(xù)剛構(gòu)橋。主梁采用C55 混凝土，單箱單室截面，頂板寬10.75m，翼緣寬2.375m，箱室寬6.0m，中墩支點梁高6.0m，邊跨支點及跨中梁高2.8m，梁高按2 次拋物線變化。波形鋼腹板采用1600 型波形鋼板，材料為Q345D 鋼，與頂板連接采用雙PBL 鍵連接，與底板采用角鋼連接鍵連接，預(yù)應(yīng)力束采用體內(nèi)與體外相結(jié)合方式，橋梁下部采用雙肢等截面矩形實體墩，墩身采用C40 混凝土，最大墩高70m。

2 理論計算

采用有限元計算軟件Midas Civi1 進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體計算，鋼-砼組合腹板段采用Midas FEA 進(jìn)行結(jié)構(gòu)局部計算。全橋按2 車道、公路-Ⅰ級進(jìn)行計算，沖擊系數(shù)按全橋基頻換算得到[5]，見圖1，圖2。

圖1 主橋整體計算模型

圖2 主橋鋼-砼組合腹板段實體模型

3 靜載試驗分析

根據(jù)計算結(jié)果，兩河口大橋主橋設(shè)置3 個控制截面，分別是中跨跨中最大正彎矩截面A、邊跨最大正彎矩截面B、鋼混結(jié)合段截面C。共設(shè)置6 個靜載工況，A 截面中、偏載工況，B 截面中、偏載工況，C 截面負(fù)彎矩工況和C 截面剪力工況。

3.1 主梁撓度分析

兩河口大橋分別在A、B 截面各布置撓度測點2 個，共設(shè)置4 個測點，具體數(shù)據(jù)見表1。

表1 主梁撓度結(jié)果 mm

從以上數(shù)據(jù)可知：各工況下主梁撓度校驗系數(shù)在0.65～0.84，校驗系數(shù)區(qū)間變化不大，介于混凝土橋和鋼橋之間，卸載后的殘余撓度與總撓度的比值最大為5.23%，說明結(jié)構(gòu)處于線彈性工作狀況。

3.2 主梁應(yīng)變分析

主梁應(yīng)變測試各設(shè)置4 個截面，即A～C 截面，C1截面為鋼混結(jié)合段處混凝土截面，C2截面為鋼混結(jié)合段處鋼腹板截面。其中，A、B 截面在底板均勻布置5 個應(yīng)變測點，C 截面頂、底板各3 個應(yīng)變測點，C1截面、C2截面在左側(cè)和右側(cè)腹板內(nèi)側(cè)均勻布置5 個應(yīng)變花，共計10個應(yīng)變花。本文選取典型截面數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

并購過程：在2013年6月18日，蒙牛乳業(yè)與雅士利國際控股有限公司聯(lián)合對外宣布：蒙牛對雅士利進(jìn)行收購，獲得雅士利控股股東張氏國際投資有限公司和第二大股東凱雷亞洲基金全資子公司CA Dairy Holdings出售的合計約75.3%的股權(quán)。本次并購屬于橫向并購，很大幅度地增強(qiáng)了蒙牛的壟斷勢力，并且補(bǔ)足了蒙牛在奶粉市場的短板。

（1）A、B 截面中載工況荷載作用下各截面應(yīng)變，見表2。

在試驗荷載作用下，各控制測點的實測應(yīng)變值均小于計算值，梁底各測點應(yīng)變校驗系數(shù)在0.65～0.81 之間。

（2）C 截面負(fù)彎矩工況荷載作用下C 截面應(yīng)變，見表3。在試驗荷載作用下，C 截面應(yīng)變的實測應(yīng)變值均小于計算值，主要測點應(yīng)變校驗系數(shù)在0.62～0.83 之間。

表2 各截面測點應(yīng)變 με

表3 C 截面各測點應(yīng)變 με

（3）C 截面剪力工況荷載作用下C、C1、C2截面剪應(yīng)變，見表4。在C 截面剪力工況荷載作用下，C 截面實測剪應(yīng)變變化范圍為-4～-10με，C1截面實測剪應(yīng)變變化范圍為-8～0με，內(nèi)襯混凝土剪應(yīng)變整體較小。C2截面波形鋼腹板應(yīng)變控制點實測應(yīng)變值均小于計算值，剪應(yīng)變沿高度方向分布較為均勻，主要測點應(yīng)變校驗系數(shù)在0.51～0.88之間。

表4 C2 截面各測點剪應(yīng)變 με

4 結(jié)束語

波形鋼腹板連續(xù)剛構(gòu)橋是一種新型的橋梁結(jié)構(gòu)型式，結(jié)構(gòu)受力有其自身的特點，荷載試驗結(jié)果表明：

（1）在試驗工況下，主梁撓度校驗系數(shù)在0.69～0.79，校驗系數(shù)區(qū)間變化不大，介于混凝土橋和鋼橋之間，試驗荷載作用下結(jié)構(gòu)處于彈性變形范圍內(nèi)。

（2）在彎矩工況下，波形鋼腹板正應(yīng)變實測值遠(yuǎn)小于主梁頂?shù)装逭龖?yīng)變，說明波形鋼腹板基本不承受順橋向軸向力，彎矩僅由頂板與底板承擔(dān)。

（3）在剪力工況下，波形鋼腹板剪應(yīng)變實測值遠(yuǎn)大于內(nèi)襯混凝土剪應(yīng)變實測值，說明剪力主要由波形鋼腹板承擔(dān)，波形鋼腹板剪應(yīng)變沿高度方向分布也較為均勻。