番禺区光明大桥结构性能检测分析

番禺区光明大桥结构性能检测分析

朱振锋

广州建设工程质量安全检测中心有限公司，广州，510440

摘 要 光明大桥的北边是长堤西路，南边是南堤路，桥头两侧均与被交路平交。光明大桥桥孔布置为：北引桥22.5m(现浇预应力箱梁)+主桥53.6m（直升式开启桥）+南引桥22.5m(现浇预应力箱梁)。其中，开启孔采用下承式钢桁梁，主桁采用华伦式桁架，横向设置3片主桁，主桁中心距8.5m，桁架设8个节间，节间长度6.25m，桁高7.5m，主桁中间布置2个车行道，按城-A 级荷载设计，两边主桁外侧各挑出3.25m宽的人行道，主跨桥梁总宽24m。

关键词  下承式钢桁梁；模态；脉动试验；跑车试验

中图类分号：文献标志码：

Structural performance test and analysis of Guangming Bridge

ZHU Zhen-Feng

Guangzhou Testing Centre of Construction Quality & Safety Co.,Ltd, Guangzhou, , 510440 China;

[Abstract]Guangming Bridge is connected to West Causeway Road in the north and south Causeway Road in the south. Both sides of the bridge head are level with the road to be crossed. The bridge hole layout of Guangming Bridge is as follows: north approach bridge 22.5m(cast-in-place prestressed box girder)+ main bridge 53.6m (helicopter open bridge)+ south approach bridge 22.5m(cast-in-place prestressed box girder). Among them, the opening hole adopts the underbearing steel truss beam, the main truss adopts the Warren type truss, the transverse setting of 3 main truss, the main truss center distance is 8.5m, the truss is set with 8 internodes, the internode length is 6.25m, the truss height is 7.5m, the main truss is arranged in the middle of 2 car lanes, according to the city-A class load design, the two sides of the main truss lateral each pick out 3.25m wide sidewalk, The total width of the main span bridge is 24m.

[Key words]Three-span Continuous Arch Bridge; modal; pulsating test; roadster test

----------------------------------------------------------

桥梁结构试验检测分析运用多种检测方法来判断评定桥梁结构的安全性能。我国目前也颁布了一系列的规范、标准，用于指导评定桥梁结构性能的相关工作。

本文针对光明大桥主桥，对其结构性能进行详细的检测试验分析，为该工程的安全提供了详细的资料。该桥梁北接长堤西路，南接南堤路，桥头两侧均与被交路平交。光明大桥桥孔布置为：北引桥22.5m(现浇预应力箱梁)+主桥53.6m（直升式开启桥）+南引桥22.5m(现浇预应力箱梁)。其中，开启孔采用下承式钢桁梁，主桁采用华伦式桁架，横向设置3片主桁，主桁中心距8.5m，桁架设8个节间，节间长度6.25m，桁高7.5m，主桁中间布置2个车行道，按城-A 级荷载设计，两边主桁外侧各挑出3.25m宽的人行道，主跨桥梁总宽24m。

1 工程概况

该桥梁北接长堤西路，南接南堤路，桥头两侧均与被交路平交。光明大桥桥孔布置为：北引桥22.5m(现浇预应力箱梁)+主桥53.6m（直升式开启桥）+南引桥22.5m(现浇预应力箱梁)。其中，开启孔采用下承式钢桁梁，主桁采用华伦式桁架，横向设置3片主桁，主桁中心距8.5m，桁架设8个节间，节间长度6.25m，桁高7.5m，主桁中间布置2个车行道，按城-A 级荷载设计，两边主桁外侧各挑出3.25m宽的人行道，主跨桥梁总宽24m。桥梁概貌如图1所示。

图1  桥梁概貌

2桥梁模型

根据测量结果，通过Midas/civil建出桥梁的模型，如图2所示。

图2  桥梁计算模型

3 动载试验

桥梁结构的动载试验主要是测定桥跨结构的自振频率、阻尼比等，目的是通过研究桥梁结构的自振特性和车辆动力荷载与桥梁结构的联合振动特性，对桥跨结构的刚度和行车性能做出判断。本次试验采用DH5907N数据采集分析系统、配信号放大器、加速度传感器、笔记本记录输出信号，用实际测量的模态参数和理论值进行对比并作分析，进而评价结构的动态特性。

脉动试验是建立在假设平稳的环境激励的各态历经基础之上的，认为中低频段内的桥梁振动频率，环境振动的激励谱比较平缓，各阶的模态桥梁阻尼较小，可以忽略模态之间的耦合。桥梁的自振频率和环境激励的频率接近或者一致时，环境激励的能量作用于桥梁，使振幅增大；而在桥梁自振频率于环境激励的频率差距比较大时，因为较大相位差，会相互抵消掉一部分能量，振幅较小，这种响应差异可以让脉动试验确定桥梁自振特性。

脉动试验测试主桥结构自振特性，是通过在主桥空间结构上设置大量的测点，利用传感器的高灵敏度，连续的、多次的测量在环境激励下的桥梁结构：在地脉振动、水流、风等引起的振动，然后在时域和频域方面处理、分析记录下来的振动时程信号，测试对功率谱曲线（自谱和互谱）的峰值和相位，并确定主桥各阶模态的空间振型及主桥的各阶空间自振频率，再通过幅频图上时域上的自相关或各峰值处的半功率带宽确定各阶模态阻尼比。

3.1动载试验结果

测试跨桥梁为钢桁梁结构。根据相关设计文件，在Midas/civil建立桥梁模型。通过理论模型计算，可得到相应桥梁的竖向第一阶频率为4.053Hz，如图3所示，脉动试验测试结果如图4所示，跑车试验测试结果如图5所示。

图3  桥梁竖向第一阶模态（）

图4  第二跨（主桥）桥梁脉动试验频率（Hz）

图5  第二跨（主桥）桥梁跑车试验频率（Hz）

4结论

对光明大桥主桥进行动载试验，采集试验数据，通过与理论计算值的对比分析，结论如下：

该桥梁的结构地脉动试验竖向基频都比结构理论计算竖向第一阶基频略大。说明该桥梁结构整体刚度较好；该桥梁在跑车测试频率均比各测试跨桥梁竖向理论计算基频大，表明在受迫振动过程该桥梁中刚度无明显变化，符合《城市桥梁检测技术标准》（DBJ/T 15-87-2011）[1]的要求。

参考文献

[1]DBJ/T 15-87-2011城市桥梁检测技术标准[S].北京，中国建筑工业出版社.2011.