简支转连续多片箱梁桥静动载试验研究

作     者：史剑发 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘寒冰;马辉

授予年度：2011年

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：简支转连续 箱梁桥 静力荷载试验 动力荷载试验 动力参数 

摘      要：简支转连续箱梁桥的施工顺序为预制好的主梁安装到位,形成简支梁状态。进而在在墩顶两侧一定范围内现浇混凝土,并且在主梁上部布设预应力短束来实现连续。简支转连续箱梁桥施工简单可行,具有施工材料和设备投入小的特点。该种施工方法施工周期短,便于实现施工的装配化、标准化。在湿接缝处采用预应力钢束进行连接,这使得简支转连续箱梁桥具有较好的连续性能,整体性较好。与预应力混凝土连续两桥相比,该类桥梁具有造价低等优点。因此,简支转连续箱梁桥在小跨径的连续梁桥的建设中得到了广泛的应用。 人们对简支转连续箱梁桥的认识远远没有简支梁和连续梁那么深刻。为了充分摸清该类桥梁的受力特性,通过现场检测获取第一手试验数据是十分必要的。再者,该类桥梁在施工过程中和运营期间,也出现了一些病害,通过现场检测,探明出现病害的该类桥梁的承载能力同样也是十分必要的。 目前,桥梁的检测方法一般可以分为外观调查和无损检测、静力荷载试验以及动力荷载试验三大类。外观调查和无损检测方法是以外观观测病害程度,结合一些无损检测数据对桥梁的使用性能进行评价的。这种检测方法认为主观因素较强,并不能准确的对桥梁的使用状态做出评价。静力荷载试验则是利用特定试验荷载作用下的静力响应对桥梁在静力荷载作用下的使用状态做出评价。而动力荷载试验则是利用动力响应和动力参数对桥梁的动力性能做出评价。静力荷载试验和动力荷载试验都是以桥梁结构的力学参数对桥梁的使用状态做出评价,因此,这两种方法评价结果可靠。 目前,并没有形成完整系统的简支转连续箱梁桥的静力荷载试验和动力荷载试验方法,因此,开展该类的桥梁的静动力荷载试验方法研究工作是十分有意义的。 本文首先本章对有限单元法求解结构静力响应和结构动力特性的基本原理进行了归纳、总结,基于梁格方法建立简支转连续多片箱梁桥的空间有限元分析模型。设计了长春市东荣大桥的静力荷载试验和动力荷载试验方案,对该桥进行了静力荷载试验和动力荷载试验。依据测试结果,对该桥的使用状态进行了评价。本文主要进行了以下研究工作: 1、本章对有限单元法求解结构静力响应和结构动力特性的基本原理进行了归纳、总结。并以此为基础,提出了采用梁格方法建立简支转连续多片箱梁桥理论计算模型的一般过程。最终建立了长春市东荣大桥的梁格模型,该模型可用于计算桥梁结构的静力响应和动力特性。 2、本章根据简支转连续多片箱梁桥的受力特点,基于建立的理论计算模型,设计了长春市东荣大桥的静力荷载试验方案。依据制定的试验方案对该桥进行了静力荷载试验,测试了特定截面的静力响应。基于测试到的静力响应数据对该桥的刚度、强度和荷载横向分布情况进行了分析。 3、基于建立的梁格模型对桥梁的动力特性进行了分析。依据理论分析结果,结合简支转连续多片箱梁桥的特点,制定了长春市东荣大桥的动力荷载试验方案,采集到了测点的加速度时程响应。采用随机减量技术与ITD相结合的方法识别出了桥梁的动力参数。最后依据识别出的动力参数对长春市东荣大桥进行了使用状态评价。