1. 钢桁梁理论计算
1.1 Midas计算模型
该梁理论计算利用有限元结构仿真分析软件Midas, 建立三维空间模型进行理论计算。该梁空间计算模型共有节点54个, 单元120个。所有计算单元均采用梁单元, 刚性节点, 固定铰支座在包头端, 活动铰支座在兰州端。
钢桁梁结构材料选用JTJ (S) 规范中的Q235q普通桥梁钢, 弹性模量E=2.06×105MPa, 泊松比ν=0.3。
各杆件截面尺寸为结构图纸中的理论数值。
1.2 理论检算
静载试验的荷载, 采用试验编组列车加载见图1.2.1由1台机车 (东风8B) +6辆满载货车 (C80B) 。最不利轮位利用移动荷载追踪器找出与试验杆件内力 (或位移) 最大工况时所对应的位置, 见加载工况轮位和测试杆件表1.2.1。
2. 静载试验
2.1 试验组织与测点布置
试验编组列车按照加载工况Ⅰ至工况Ⅵ的加载轮位停于预定加载位置, 并对结构进行静应变、静位移等现场试验检测, 以获得桁架结构静载检定试验数据, 据此判断结构在静载作用下的工作状态。静载试验编组列车的机车面向包头方向 (包兰线上行) , 测点布置示意图如2.1, 每个工况加载重复3次。
2.2 杆件应力试验结果
3. 试验检定分析
3.1 应力校验系数分析
表2.2检测结果表明同一轮位作用下, 桁梁的上、下游侧杆件的结构校验系数比较接近, 说明结构整体受力均匀。桁梁跨中弦杆的结构校验系数在0.73~0.78之间, 低于《检规》参考值0.90~0.95;斜杆的结构校验系数在0.69~0.98之间, 低于《检规》参考值0.90~0.95, 吊杆的结构校验系数在0.88~0.98之间, 低于《检规》参考值0.95~1.00范围。
3.2 结构刚度分析
注:负号向下, 表中数值单位为mm
钢桁梁节点实测挠曲线与计算挠曲线具有良好吻合性, 实测值均小于理论计算值。
在最不利轮位加载时挠度结构校验系数为0.75, 在《检规》通常值0.7~0.8范围内。由实测最大静挠度换算到“中—活载”静载作用时, 挠跨比为1/2710, 小于《检规》通常值1/1500, 表明竖向刚度满足《检规》要求。
3.3 桥梁承载能力检算分析
根据承载能力检算结果, 整孔钢桁梁的主桁杆件的最低检定承载系数为1.407, 主桁杆件强度满足《检规》要求;全桥最低承载系数为K=0.992<1, 出现在跨中纵梁处, 相当于“中—21.88级”, 略小于现行“中—活载”, 桥上现行最大运行荷载 (HXN3) 的活载系数Q=0.912, 满足《检规》第1.0.6条Q≤K规定。
4. 结语
4.1 桥梁检定结论
经过理论计算、静载试验和承载能力检定, 现行列车活载运行条件下, 桁梁整体的结构强度、横竖向刚度均满足《检规》及相关规范要求, 能够满足运营安全需要。
4.2 运营维护建议
4.2.1 当桥梁有特种荷载大件运输需要时, 应先检算其荷载系数Q, 并满足Q≤K=0.992, 以确保大件及桥梁安全。
4.2.2 该桥建设年代久远, 承载能力不足, 建议桥梁所属工务段加强检查观测, 发现异常及时进行整治, 并报请专业部门检定。
摘要：采用编组列车进行静载试验是铁路桥梁检定的重要手段和有效方法, 用于确定桥梁结构承载能力, 评价结构的运用状态。本文以包兰线丰济渠钢桁梁桥为对象, 通过MIDAS的钢桁梁桥的有限元结构仿真分析和编组列车各工况的静载检测试验, 研究分析结构安全性, 提出桥梁安全运用建议。
关键词：桥梁工程,钢桁梁,检测技术,静载试验
参考文献
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