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摘要：按规范要求对开源大桥进行了静动载试验，通过试验数据分析表明：该桥挠度校验系数小于1，但较接近上限值1，这与现场检测时发现中跨腹板、横隔板和顶板出现了大量裂缝比较吻合；总体上强度、刚度和动力性能均满足设计要求，结构残余变形较小，基本处于弹性工作状态，结构安全。
关键词： 静动载试验；残余变形；弹性；安全
Abstract: according to the standard requirement of open-source bridge static and dynamic load test, based on the analysis of data show that the bridge deflection calibration coefficient is less than 1, but is closer to the upper limit value 1, this and found the field detection, horizontal clapboard across webs of roof and present a consistent with crack; Overall strength, stiffness and dynamic performance will meet the requirements of the design, structure the residual deformation is small, basically in a flexible working condition, the safety of the structure.
Keywords: static and dynamic load test; The residual deformation; Elastic; security
中图分类号：U445 文献标识码：A文章编号：
1引言
开源大桥位于无锡市学前西路，跨越京杭大运河城区段，桥梁全长682m，桥宽38m。其中主桥桥长195m，跨径组成50m+95m+50m，采用梁拱组合体系，单片拱下承式结构，拱肋为钢结构，主梁为预应力砼连续箱梁结构，设计荷载城-A，设计车速50km/h，按7度设防。开源大桥主桥概貌图
按照规范要求1~2年宜对I类养护的城市桥梁结构定期检测。通过静动载试验检验该桥的承载能力和使用功能是否满足设计要求，了解该桥的运行状态，确保在受控状态下安全运行。
2静载试验
桥梁静载试验主要是通过测量桥梁结构在静力荷载作用下各控制断面的应力及结构变形，从而确定桥梁实际工作状态与设
计期望值是否相符，它是检验桥梁性能及工作状态最直接、最有效的办法。
2.1试验原则
静载试验工况下所需加载车辆的数量和重量，将根据设计标准荷载产生的某工况下的最不利效应值按下式所定原则等效换算而得：
式中：-静力试验荷载效率；
-试验荷载作用下，某工况最大计算效应值 ；
-设计标准活荷载不计冲击作用时产生的某试验工况的最不利计算效应值；
（）-设计计算取用的冲击系数。
2.2试验内容
本桥为梁拱组合体系，结构复杂，因此在进行静载试验时分别针对箱梁和主拱肋的不同截面设置不同的加载工况。因篇幅有限，只给出在对称加载下以下两个工况的详细分析。
工况I——主桥箱梁中跨跨中截面弯矩和挠度；
工况II——主拱肋L/2截面弯矩和挠度。具体布置见图2~4
图3跨中截面应变测试点布置图
2.3试验成果及数据分析
下面主要对中跨跨中截面A应变较大的箱梁底部11~16号测点位置对应的数据进行分析；主拱肋跨中截面E水平方向两个截面上应变较大的1~6号测点位置对应的数据进行分析。详细数据见表1~4,应力应变云图见图5和图6。
通过荷载试验测得的中跨和主拱肋的截面部分测点的应变校验值超出了《公路桥梁承载能力检测评定规程（报批稿）》中预应力混凝土桥梁常用校验系数的上限值0.9，现场测得主要测点的挠度校验值虽然小于规范要求的上限值1，但是挠度校验系数值都比较接近上限值1。校验系数标明中跨主梁的承载能力较设计有所减弱，与现场检测时发现中跨腹板、横隔板和顶板出现了大量裂缝比较吻合。
现场中跨主要控制截面的最大残余变形为14%，主拱肋跨中截面的最大残余变形为6.1%，都满足《公路桥梁承载能力检测评定规程（报批稿）》中控制截面残余变形小于20%的要求，标明主桥处于弹性工作状态。
现场测得在荷载作用下主梁的最大挠度为9.4mm，拱肋的最大挠度4.9mm；满足《公路桥梁承载能力检测评定规程（报批稿）》中试验荷载作用下拱梁组合桥主梁和主拱肋最大挠度值（梁最大挠度值L/600=15.8mm，拱最大挠度限制为L/800=11.9mm）。
3动载试验
动载试验是将动荷载作用在桥梁的指定位置,测定桥梁结构自振频率、阻尼比和冲击系数和动振幅等，研究桥梁结构本身的动力特性和由车辆移动荷载引起的车致振动问题，了解桥梁实际工作状态和承载能力的直接手段。
3.1试验方案
动载试验分为两部分，即脉动试验和强迫振动试验。脉动试验是在桥梁布置传感器，测自振频率、阻尼比；强迫振动采用两辆30T重车，分别以20km/h、30km/h和40km/h往返通过桥梁，测出在在跑车、刹车和跳车三种形态下的动挠度（见图7~9）和冲击系数。
3.2试验成果及数据分析
1.冲击系数
时速40km/h的工况下，极大动挠度到达0.146mm，冲击系数为1.086。数据见表5
由于强迫振动试验跨中的动挠度曲线得到实测冲击系数最大为1.086，小于规范计算得冲击系数1.092，满足要求。
2.结构整体刚度
结构整体刚度从实测桥跨的固有模态参数中的振动频率方面予以比较，桥梁各阶段与相应计算值的比值均大于1，根据《公路桥梁承载能力检测评定规程（报批稿）》关于实测自振频率评定桥梁技术状态的评断标准，桥梁上部结构处于较好状态。
3.阻尼比
现场测得的阻尼比均大于1%，根据《公路桥梁承载能力检测评定规程（报批稿）》关于阻尼比值评定桥梁结构技术状态的评判标注上部结构处于带裂缝工作状态，与现场检测的实际情况相符。数据见表6
4.实测动振幅
现场测得的中跨跨中在跳车时的最大振幅为0.316mm，小于《公路桥梁承载能力检测评定规程（报批稿）》中跨度为30~125m的组合梁允许振幅标准值2.0~3.0mm的规定。
4 结语
通过对静动载试验数据分析，可以得到以下结论；
在静载试验荷载作用下，主梁跨中实测最大挠度和拱肋实测最大挠度均小于最大挠度限值，且小于挠度计算值，挠度校验系数小于1，但较接近上限值1，与现场检测时发现中跨腹板、横隔板和顶板出现了大量裂缝比较吻合卸载后，结构残余变形较小，基本处于弹性工作状态。
在动载试验荷载作用下，实测各阶频率与相应计算值的比值均大于1，桥梁上部结构处于较好状态。实测桥梁冲击系数小于理论计算值，各工况下实测桥梁最大振幅为0.316，均满足《公路桥梁承载能力检测评定规程（报批稿）》中相关规定。总体开源大桥强度、刚度和动力性能均满足设计要求，结构安全。
参考文献
[1] 中华人民共和国行业标准编写组. 城市桥梁养护技术规范(CJJ99-2003 J281-2003)[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2003.
[2] 胡大琳.桥梁工程试验检测技术[M].北京：人民交通出版社，2000.
[3] 公路橋梁承载能力检测评定规程（报批稿）M].北京：交通部公路科学研究所，2003.
[4] 吴浪辉，马保松，杨永贵.武汉白沙洲高架桥静动载试验研究[J] .铁道建筑，2009(12):15-17.
[5] 冯星，孙常新.马底驿II号大桥动静载试验测试与分析[J] .铁道建筑，2010(8):24-26.
作者简介
汤丽立(1982-), 男，汉族，工学硕士，桥梁与隧道工程专业，江苏宜兴人，工程师，现工作单位：无锡市政设施管理处
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词： 静动载试验；残余变形；弹性；安全
Abstract: according to the standard requirement of open-source bridge static and dynamic load test, based on the analysis of data show that the bridge deflection calibration coefficient is less than 1, but is closer to the upper limit value 1, this and found the field detection, horizontal clapboard across webs of roof and present a consistent with crack; Overall strength, stiffness and dynamic performance will meet the requirements of the design, structure the residual deformation is small, basically in a flexible working condition, the safety of the structure.
Keywords: static and dynamic load test; The residual deformation; Elastic; security
中图分类号：U445 文献标识码：A文章编号：
1引言
开源大桥位于无锡市学前西路，跨越京杭大运河城区段，桥梁全长682m，桥宽38m。其中主桥桥长195m，跨径组成50m+95m+50m，采用梁拱组合体系，单片拱下承式结构，拱肋为钢结构，主梁为预应力砼连续箱梁结构，设计荷载城-A，设计车速50km/h，按7度设防。开源大桥主桥概貌图
按照规范要求1~2年宜对I类养护的城市桥梁结构定期检测。通过静动载试验检验该桥的承载能力和使用功能是否满足设计要求，了解该桥的运行状态，确保在受控状态下安全运行。
2静载试验
桥梁静载试验主要是通过测量桥梁结构在静力荷载作用下各控制断面的应力及结构变形，从而确定桥梁实际工作状态与设
计期望值是否相符，它是检验桥梁性能及工作状态最直接、最有效的办法。
2.1试验原则
静载试验工况下所需加载车辆的数量和重量，将根据设计标准荷载产生的某工况下的最不利效应值按下式所定原则等效换算而得：
式中：-静力试验荷载效率；
-试验荷载作用下，某工况最大计算效应值 ；
-设计标准活荷载不计冲击作用时产生的某试验工况的最不利计算效应值；
（）-设计计算取用的冲击系数。
2.2试验内容
本桥为梁拱组合体系，结构复杂，因此在进行静载试验时分别针对箱梁和主拱肋的不同截面设置不同的加载工况。因篇幅有限，只给出在对称加载下以下两个工况的详细分析。
工况I——主桥箱梁中跨跨中截面弯矩和挠度；
工况II——主拱肋L/2截面弯矩和挠度。具体布置见图2~4
图3跨中截面应变测试点布置图
2.3试验成果及数据分析
下面主要对中跨跨中截面A应变较大的箱梁底部11~16号测点位置对应的数据进行分析；主拱肋跨中截面E水平方向两个截面上应变较大的1~6号测点位置对应的数据进行分析。详细数据见表1~4,应力应变云图见图5和图6。
通过荷载试验测得的中跨和主拱肋的截面部分测点的应变校验值超出了《公路桥梁承载能力检测评定规程（报批稿）》中预应力混凝土桥梁常用校验系数的上限值0.9，现场测得主要测点的挠度校验值虽然小于规范要求的上限值1，但是挠度校验系数值都比较接近上限值1。校验系数标明中跨主梁的承载能力较设计有所减弱，与现场检测时发现中跨腹板、横隔板和顶板出现了大量裂缝比较吻合。
现场中跨主要控制截面的最大残余变形为14%，主拱肋跨中截面的最大残余变形为6.1%，都满足《公路桥梁承载能力检测评定规程（报批稿）》中控制截面残余变形小于20%的要求，标明主桥处于弹性工作状态。
现场测得在荷载作用下主梁的最大挠度为9.4mm，拱肋的最大挠度4.9mm；满足《公路桥梁承载能力检测评定规程（报批稿）》中试验荷载作用下拱梁组合桥主梁和主拱肋最大挠度值（梁最大挠度值L/600=15.8mm，拱最大挠度限制为L/800=11.9mm）。
3动载试验
动载试验是将动荷载作用在桥梁的指定位置,测定桥梁结构自振频率、阻尼比和冲击系数和动振幅等，研究桥梁结构本身的动力特性和由车辆移动荷载引起的车致振动问题，了解桥梁实际工作状态和承载能力的直接手段。
3.1试验方案
动载试验分为两部分，即脉动试验和强迫振动试验。脉动试验是在桥梁布置传感器，测自振频率、阻尼比；强迫振动采用两辆30T重车，分别以20km/h、30km/h和40km/h往返通过桥梁，测出在在跑车、刹车和跳车三种形态下的动挠度（见图7~9）和冲击系数。
3.2试验成果及数据分析
1.冲击系数
时速40km/h的工况下，极大动挠度到达0.146mm，冲击系数为1.086。数据见表5
由于强迫振动试验跨中的动挠度曲线得到实测冲击系数最大为1.086，小于规范计算得冲击系数1.092，满足要求。
2.结构整体刚度
结构整体刚度从实测桥跨的固有模态参数中的振动频率方面予以比较，桥梁各阶段与相应计算值的比值均大于1，根据《公路桥梁承载能力检测评定规程（报批稿）》关于实测自振频率评定桥梁技术状态的评断标准，桥梁上部结构处于较好状态。
3.阻尼比
现场测得的阻尼比均大于1%，根据《公路桥梁承载能力检测评定规程（报批稿）》关于阻尼比值评定桥梁结构技术状态的评判标注上部结构处于带裂缝工作状态，与现场检测的实际情况相符。数据见表6
4.实测动振幅
现场测得的中跨跨中在跳车时的最大振幅为0.316mm，小于《公路桥梁承载能力检测评定规程（报批稿）》中跨度为30~125m的组合梁允许振幅标准值2.0~3.0mm的规定。
4 结语
通过对静动载试验数据分析，可以得到以下结论；
在静载试验荷载作用下，主梁跨中实测最大挠度和拱肋实测最大挠度均小于最大挠度限值，且小于挠度计算值，挠度校验系数小于1，但较接近上限值1，与现场检测时发现中跨腹板、横隔板和顶板出现了大量裂缝比较吻合卸载后，结构残余变形较小，基本处于弹性工作状态。
在动载试验荷载作用下，实测各阶频率与相应计算值的比值均大于1，桥梁上部结构处于较好状态。实测桥梁冲击系数小于理论计算值，各工况下实测桥梁最大振幅为0.316，均满足《公路桥梁承载能力检测评定规程（报批稿）》中相关规定。总体开源大桥强度、刚度和动力性能均满足设计要求，结构安全。
参考文献
[1] 中华人民共和国行业标准编写组. 城市桥梁养护技术规范(CJJ99-2003 J281-2003)[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2003.
[2] 胡大琳.桥梁工程试验检测技术[M].北京：人民交通出版社，2000.
[3] 公路橋梁承载能力检测评定规程（报批稿）M].北京：交通部公路科学研究所，2003.
[4] 吴浪辉，马保松，杨永贵.武汉白沙洲高架桥静动载试验研究[J] .铁道建筑，2009(12):15-17.
[5] 冯星，孙常新.马底驿II号大桥动静载试验测试与分析[J] .铁道建筑，2010(8):24-26.
作者简介
汤丽立(1982-), 男，汉族，工学硕士，桥梁与隧道工程专业，江苏宜兴人，工程师，现工作单位：无锡市政设施管理处
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。