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白城金辉公铁立交桥0-4号墩4跨预应力混凝土连续箱梁桥检测

韩青松  
【摘要】:连续梁桥是采用中支点处的负弯矩来卸载跨中的正弯矩,使得结构各处的受力更加均匀,这样可以增大结构的跨径。连续梁桥属于超静定结构,其主要优点是结构刚度大、变形小、伸缩缝少和行车平稳舒适。预应力结构通过高强钢筋对混凝土预压,不仅充分发挥了高强材料的特性,而且提高了混凝土的抗裂性。预应力的施加使得连续梁桥在正常使用阶段的变形减小,推迟了裂缝的出现,提高了桥梁结构的抗裂性,可以说预应力改善了连续梁桥的使用性能,使连续梁桥的跨径可以进一步增大,提高了连续梁桥的跨越能力。薄壁箱型截面的优点为:(1)承重结构与传力结构相结合,使各部件共同受力,提高了截面的利用效率,具有较好的经济效果。(2)薄壁箱型截面的抗扭刚度大,使得荷载的横向分布更加均匀,提高了桥梁结构的整体性。(3)顶板和底板都具有较大的混凝土面积,能有效地抵抗正负弯矩,适合于连续梁桥等具有正负弯矩的桥梁结构。(4)截面的力学特性决定了该类结构能够很好的适应悬臂施工法、挂篮施工法等现代施工方法。由于预应力混凝土连续箱梁桥综合了预应力结构、连续梁桥和箱型截面的优点,因此该类桥梁结构得到了广泛的应用。 研究预应力混凝土连续箱梁桥检测方法的意义体现在: (1)随着服役期的延长,这类桥梁结构也出现了病害,桥梁结构的使用功能出现了退化。对于出现病害的桥梁结构最有有效的手段是对桥梁结构进行检测,依据检测数据对桥梁结构的使用性能作出准确评估,依据使用性能评估结果提出合理的使用、维修、加固措施。 (2)连续梁桥是一个超静定结构,在温度荷载作用下和桥梁基础变位时桥梁结构会产生附加内力。薄壁箱型截面在外荷载的作用下存在着纵向弯曲、横向弯曲、扭转以及畸变等变形形态。预应力混凝土连续箱梁桥在综合了预应力结构、连续梁桥和箱型截面优点的同时,同样了增大了结构受力性能的复杂性。鉴于结构受力性能的复杂性,再精确的设计也不可能明确结构所有的力学特性,这便使得设计与工程实践中存在一定的差异。桥梁检测工作在一定程度上可以认为是实际工程结构的一次模型试验,因此桥梁检测可以为该类桥梁结构设计方法的改进提供基础数据和一些技术支撑。 目前,并没有形成系统、有效的预应力混凝土连续箱梁桥检测方法,鉴于该类桥梁检测的重大意义,因此开展本文的研究工作是十分必要的。 本文以白城金辉公铁立交桥0-4号墩4跨预应力混凝土连续箱梁桥为工程依托,主要进行了以下研究工作: 1、对依托工程进行了外观调查。对结构混凝土强度的测试方法进行对比分析,探讨了超声-回弹综合法测强的基本步骤和结构混凝土强度的推算方法。对依托工程的主梁混凝土强度进行了测试。 2、建立了4跨预应力混凝土连续箱梁桥的理论分析模型,依据建立的模型对其进行了理论分析。根据理论分析结果明确了静力荷载试验中试验荷载工况、测点布置等一系列的关键技术问题,制定了静力荷载试验方案。对桥梁结构进行了现场静力荷载试验,测试了各试验荷载工况作用下桥梁结构特定部位的静力响应。依据静力响应数据对桥梁结构的刚度和强度进行了评价,进而对桥梁结构的承载能力进行了分析。 3、在对4跨连续箱梁桥进行特征值分析的基础上,明确了该类桥梁结构动力荷载试验中激振方法、测点布置以及采样频率等关键技术问题,制定了动力荷载试验方案。依据制定的试验方案,测试了桥梁结构的动力时程响应。针对动力时程响应的特点,提出采用随机减量技术与节约时域法(STD法)相结合的实验模态分析方法,采用该方法分析出了桥梁结构的动力参数测试值。依据动力参数测试值对桥梁结构的动力使用性能进行了评价。


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