禅城区桥梁方案计算习题.docVIP

工程概况 旗岭中桥位于设计荷载为汽车-20级挂车-10级。挂车-10级全长m，跨径组合为m，桥面宽m，桥面横向布置为5m（）+m（）5m（）。上部结构砼全长m，跨径组合为m，桥面宽m，桥面横向布置为5m（）+m（）5m（）。上部结构砼。旗岭中桥的概貌如图1.1所示，结构立面、平面及横断面分别见图1.2～1.。 图1.1 旗岭中桥概貌图为检验旗岭中桥的承载能力，了解该桥的工作性能，为该桥今后的正常运营和养护管理提供依据，旗岭中桥我公司制定了该桥的荷载试验方案。结构特点，将#~2#轴跨的作为静载试验检测对象。 图1.2 立面布置图（单位：cm） 图1. 新桥立面布置图（单位：cm） 图1.4 平面布置图（单位：cm） 图1.截面（单位：cm） （a）截面 （b）板截面 图1.旗岭中桥梁截面（单位：cm） 计算模型 采用MIDAS/Civil程序建立有限元计算模型，共建立10个节点和个梁单元，如图2.所示。采用该有限元模型进行桥梁的设计活载及试验荷载内力、试验荷载反应和自振特性的分析计算。 图2. 计算模型 控制断面设计活载内力 利用动态规划加载法计算出旗岭中桥在设计活载作用下单片梁的弯矩包络图，如图3.1所示，并将控制断面的弯矩设计内力进行汇总，如表3-1所示。 图3.1 旗岭中桥单片梁弯矩包络图 表3-1 设计活荷载作用下控制截面的最大弯矩汇总表（N.m） 截面 挂车-120 汽车-超20 控制值 支点0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 L/4 7.74E+05 6.59E+05 7.74E+05 L/2 1.03E+06 8.40E+05 1.03E+06 3L/4 7.97E+05 6.88E+05 7.97E+05 支点0.00E+00 0.00E+00 0.00E+00 静载试验加载方案 本桥采用汽车加载，共需要3辆重约350kN的重车。试验步骤分为3级加载和1级卸载共4个工况。具体加载步骤如表4-1所示，加载车轴位图如图4.1，试验荷载载位工况如图4.2～4.3所示。 表4-1静载试验工况及试验目的 加载阶段——使检测跨1#梁跨中正弯矩达到加载效率； 工况1 在跨中附近，车体距离防撞栏m处，加一重350kN的重车，车尾朝跨中，车后轴距离跨中1.5m； 工况2 在工况基础上，再加1辆350kN重车，使其与工况所加车辆以跨中为对称轴纵向对称布置； 工况3 在工况2基础上，距离工况2车体m处，再加1辆350kN重车，，车后轴距离跨中m，如图4.2； 卸载阶段。 工况4 将桥面上所有车辆撤离。 图4.1 加载重车轴位图（单位：cm） 图4.2 工况1～3试验荷载载位平面图（单位：cm） 图4.3 工况3受力简图（单位：cm） 测点布置 5.1变形测点 分别在该桥试验桥幅的检测跨支点、四分点、跨中位置处设置挠度变形测点共7个，如图5.1所示。 图5.1 变形测点布置图（单位：cm） 应变测点布置 应变测试截面选择在检测跨跨中断面，1#～#板共置16个应变测点,测点布置如图5.2所示。 图5.2 应变测点布置图（单位：cm） 静载试验反应 6.1主梁控制截面的试验内力 表6-1 控制截面试验荷载弯矩效应汇总表（N.m）梁编号 截面位置 试验工况 工况1 工况2 工况3 # L/4 2.40E+05 3.38E+05 4.92E+05 L/2 3.05E+05 6.14E+05 8.72E+05 3L/4 1.03E+05 3.49E+05 4.83E+05 6.2控制截面加载效率 表6-2 控制截面试验荷载弯矩效率汇总表（%）梁编号 截面位置 试验工况 工况1 工况2 工况3 # L/4 31 44 64 L/2 30 60 85 3L/4 13 44 61 6.3试验计算挠度值 表6-3 试验荷载下各挠度测点计算结果（mm）测点编号 截面位置 试验工况 工况1 工况2 工况3 1# 支点 0.0 0.0 0.0 2# L/4 -2.3 -4.1 -5.8 3# L/2 -3.2 -6.5 -9.0 4# 3L/4 -1.8 -4.2 -5.8 5# 支点 0.0 0.0 0.0 3A# L/2 -2.5 -5.0 -7.4 3# L/2 -1.7 -3.5 -5.6 （注：挠度以向下为负） 图6.1 纵向测点在试验荷载作用下的计算挠度曲线 图6.2 横向测点在试验荷载作用下的计算挠度曲线 6.4试验计算应变值 表6.4 试验荷载作用下各截面应变测点计算结果（με）梁编号 测点编号 试验工况 工况1