橋梁的靜力學(xué)性能是評價(jià)橋梁運營(yíng)狀況和承載能力的重要指標之一�，F以某市西北環(huán)線(xiàn)高架橋為例，介紹了預應力混凝土空心板連續梁橋動(dòng)力學(xué)實(shí)驗的主要內容、方法，同時(shí)建立了該橋的ansys有限元模型，驗證了實(shí)驗分析的結果，為同類(lèi)橋梁分析及實(shí)驗提供一定經(jīng)驗和范例。為橋梁的竣工驗收和以后的養護維修工作提供科學(xué)依據。

　　1　前言

　　改革開(kāi)放以來(lái)我國交通事業(yè)得到了飛速發(fā)展，特別是近十幾年來(lái)為加強交通基礎設施建設、加快經(jīng)濟快速發(fā)展，許多大型橋梁如雨后春筍般橫跨我國的大江南北。一些橫跨大江大河甚至是跨海的橋梁跨度不斷增大，從跨徑達幾百米的拱橋和斜拉橋到跨徑過(guò)千米的懸索橋，跨徑越來(lái)越大，柔度越來(lái)越大�？v觀(guān)國內外橋梁建設的歷程可以發(fā)現，我們對橋梁靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了大量的理論分析和實(shí)驗研究。新型橋型的出現，橋梁跨度的增大使得一些大型橋梁因靜力性能出現過(guò)許多嚴重的甚至是災難性的后果。對大量的橋梁進(jìn)行現場(chǎng)測試也顯得尤為重要，也可以為以后的規范提供重要依據。橋梁靜載試驗是測量橋梁在各種靜力荷載工況下的各個(gè)控制截面的應力應變及結構的變形，從而確定結構的實(shí)際工作性能與設計期望值是否相符，它是檢驗結構的強度、剛度以及其它性能最直接、最有效的辦法。

　　國內外，許多學(xué)者對不同的橋梁進(jìn)行了靜動(dòng)力學(xué)分析，得到了它們的靜動(dòng)態(tài)參數。邵旭東等人對二次預應力梁的徐變進(jìn)行了理論分析，并且對其承載力進(jìn)行了試驗研究。林波混凝土收縮徐變提出了新的計算方法，同時(shí)用試驗進(jìn)行了驗證。肖汝誠對超大跨度橋梁在靜風(fēng)荷載作用下的靜力、動(dòng)力特性進(jìn)行了研究。程進(jìn)對纜索承重橋梁進(jìn)行了非線(xiàn)性空氣靜力穩定性研究，等等。

　　本文結合工程實(shí)例對高架橋預應力連續梁的靜力學(xué)特性進(jìn)行了分析與研究，并與有限元模擬結果進(jìn)行了比較。為橋梁的竣工驗收和以后的養護維修工作提供科學(xué)依據。

　　2　高架橋工程概況

　　某市西北環(huán)線(xiàn)高架橋是新建橋梁，擬于2006年年底竣工通車(chē)。西北環(huán)線(xiàn)高架橋、立交橋工程是某市二環(huán)線(xiàn)的重要樞紐工程之一，屬于城市快速千道，它的修建，對于完善城市交通布局，緩解某市區交通堵塞，具有非常重要的作用。

　　為了檢驗橋梁的施工質(zhì)量，判斷橋梁結構的實(shí)際承載能力是否滿(mǎn)足設計要求，對高架橋連續梁進(jìn)行了靜力學(xué)實(shí)驗研究，以便對橋梁的現狀做出科學(xué)客觀(guān)的評價(jià)，并且為橋梁竣工驗收和以后的養護維修工作提供可靠依據。

　　某市西北環(huán)線(xiàn)高架橋和某立交橋上部結構為C40現澆預應力等截面連續箱梁；下部結構：基礎D220cm人工挖孔灌注樁，橋墩柱為花瓶式方柱墩。該橋設計荷載為汽超-20級，掛-120；橋面寬度：主橋2×12.8m；上下匝道橋寬8.0m：立交橋凈高：二環(huán)線(xiàn)>5.0m；匝道>4.5m；抗地震基本烈度：7度。結構主要技術(shù)參數：主橋1聯(lián)5×30m，全長(cháng)150m，是西北環(huán)線(xiàn)的主橋段；上下兩側匝道跨徑組成為：3×30m，全長(cháng)90m；

　　上部結構：5跨現澆預應力等截面連續箱梁，采用C40混凝土，箱梁高1.68m，上下兩側匝道橋面寬8.0m，箱梁高1.524m；

　　主橋橋面：寬12.8m，坡度為1.5%的雙向橫坡；

　　橋墩：該橋為花瓶式方柱墩，采用C30混凝土：

　　樁基礎：采用D220cm人工挖孔式灌注樁，為C25混凝土：

　　橋臺：采用輕型橋臺，兩排D150cm人工挖孔式灌注樁基礎；

　　支座：全橋均采用QZ系列橋梁球形支座；

　　設計荷載：汽-超20，掛車(chē)-120；

　　抗震烈度：7度。

　　根據《某市西北環(huán)線(xiàn)高架橋工程施工圖設計》圖紙及其附件，通過(guò)有限元軟件ANSYS10.0建立有限元模型。

　　按照設計荷載：汽-超20，掛車(chē)-120對橋梁上部結構進(jìn)行驗算，并結合《大跨徑混凝土橋梁試驗方法》的相關(guān)規定，確定試驗主要控制截面和檢測內容。

　　３　橋梁靜力學(xué)分析

　　3.1靜力學(xué)分析及其結果

　　經(jīng)過(guò)有限元軟件ANSYS分析，試驗跨在最大正彎矩作用下的最大拉應力為1.37MPa，位于跨中箱梁底部，試驗跨在設計荷載的作用下，跨中最大拉應力為1.87MPa。

　　試驗跨跨中和橋墩位置應力測試點(diǎn)布置。試驗跨E62-E63跨中截面（1/2截面）在最大正彎矩工況時(shí)汽車(chē)擺放的位置，其對應的應力值見(jiàn)表1；偏載工況時(shí)，載重車(chē)壓西側，各控制截面的應力值見(jiàn)表3-2.E62墩最大負彎矩工況時(shí)汽車(chē)擺放的位置，其對應的應力值見(jiàn)表2。

　　試驗跨撓度測試點(diǎn)位置，最大正彎矩工況時(shí)，其對應的撓度見(jiàn)表4；偏載工況時(shí)，載重車(chē)壓西側，各控制點(diǎn)的撓度值見(jiàn)表5。

　　經(jīng)過(guò)有限元軟件ANSYS分析，試驗跨在最大正彎矩作用下的最大撓度為2.62mm，位于跨中位置。在設計荷載作用下的最大撓度為2.726mm，位于跨中位置。

　　靜載試驗結果分析評定

　　a、最大應力值小于允許應力，符合規范。

　　b、殘余應力與最大變形之比≤0.2，符合規范。

　　c、大橋加載效率0.98，符合規范。

　　d、試驗跨最大撓度≤L/800，同時(shí)小于理論計算值，符合規范要求。

　　通過(guò)靜載試驗，該橋各控制截面在不同荷載作用下，位移與應力均小于規范允許值。雖在跨中位置局部產(chǎn)生較大拉應力，但由于是預應力連續梁，大橋承載性能儲備較高。卸除荷載后，位移與應變·恢復良好，殘余應力和殘余變形較小，該橋整體彈性性能良好。

　　4　結論

　　建立了高架橋預應力連續梁的有限元模型，分析了其振動(dòng)的靜力學(xué)特性。介紹了預應力混凝土空心板連續梁橋動(dòng)力學(xué)實(shí)驗的主要內容、方法，同時(shí)建立了該橋的an-sys有限元模型，驗證了實(shí)驗分析的結果，為同類(lèi)橋梁分析及實(shí)驗提供一定經(jīng)驗和范例。為橋梁的竣工驗收和以后的養護維修工作提供科學(xué)依據。