题目：
基荷载试验装配式桥梁梁
格模型研究
摘
现阶段中国前建造许桥梁进入养期越越桥梁面着安全隐患加强桥梁养护理运营信息进行实时踪审查桥梁安全运营巨挑战国特跨径桥梁已建立桥梁健康监测系统安全运营提供保障数众中型桥梁建立桥梁基准限元模型作反映桥梁技术状况承载力档案
装配式预应力混凝土空心板梁桥国中型桥梁中运广泛某城镇干线公路配套桥梁（装配式预应力混凝土空心板梁桥）静动载实验测试数基础利Midas Civil 2018建立桥梁限元模型装配式预应力混凝土梁式桥梁格模型梁结点缝刚度桥面板刚度护栏形式等素影响进行分析
计算刚结铰结模型跨中扰度应变数实测数进行考虑三种类型桥面板三种类型护栏形式综合较出结果制成折线图
终桥梁基准限元模型跨中扰度应变已成接实测值桥梁限元模型建立提供参考
关键词：荷载试验装配式桥梁梁格模型限元模型分析
Abstract
Many Bridges previously built in China are now in custody more and more Bridges facing safe hidden trouble how to strengthen the bridge maintenance and management the realtime operating information review the safety of the operation of the bridge is a huge challenge due to the large span Bridges in our country have established a bridge health monitoring system has provided the safeguard for the safe operationFor a large number of small and mediumsized Bridges the reference finite element model of the bridge can be established as a file reflecting the technical status and bearing capacity of the bridge
Prefabricated prestressed concrete slabs was a bridge in our country widely used in the small and mediumsized Bridges a supporting urban trunk road Bridges in contrast (prefabricated prestressed concrete slabs bridge) on the basis of static and dynamic load test data using Midas Civil 2018 bridge finite element model is established the prefabricated prestressed concrete beam bridge girder node joint stiffness of lattice model bridge panel stiffness and fence form were analyzed The influence of such factors as
The midspan disturbance and strain data of the rigidjunction and hinged model were calculated and compared with the measured data Considering the three types of bridge panels and three types of guardrail forms the polyline diagram was made based on the comprehensive comparison of the results
Finally the reference finite element model of the bridge is obtained and its midspan winding and strain have reached the maximum value close to the measured value which can provide a reference for the establishment of other finite element models of the bridge
Key words：load testFabricated bridgeLattice modelFinite element modelAnalysis
目录
1 绪 1
11 文献综述 1
111 桥梁荷载试验概况 1
112 装配式桥梁结构分析方法概述 2
113 梁格模型研究现状 3
12 研究目意义 4
13 研究方法 4
2 荷载试验 4
21 荷载试验务容 4
211 荷载试验务 5
212 荷载试验容 5
22 桥梁荷载试验原 5
221 静载试验原 5
222 动载试验原 5
23 荷载试验项目 6
231 静载试验项目 6
232 动载试验项目 6
24 实验数处理 6
25 注意事项 7
3 某试验桥梁概况 8
31 静载试验方案 9
311 静载试验测试截面 10
312 静载试验测点布置 10
32 试验荷载加载方案 10
33 实验数 11
4 限元梁格模型影响素分析 12
41 限元梁格模型 12
42 梁接缝刚度影响 13
43 桥面板刚度影响 14
44 护栏刚度影响 18
45 基准限元模型 21
5 结 23
参考文献 24
致谢 25
1 绪
11 文献综述
111 桥梁荷载试验概况
着国综合国力增强济发展迅猛交通发展日新月异中桥梁行业更迅猛发展国桥梁建设数量达历史高峰桥梁数量增加引发问题接踵桥梁损伤达预定承载力等桥梁役期间完成预期务桥梁承载力状况进行实时监控建档成首问题
国公路桥梁技术状况评定标准(JTGT H212011)[1]桥梁构件受损程度利分层综合分析评估方法桥梁技术状况出等级评价直结点反应桥梁实际承载力公路桥梁承载力检测评定规程（JTGT J212011）[2]规定荷载试验方法检测评定桥梁承载力等级公路桥涵养护规范（JTG H112004）[3]中荷载试验没列定期检测项目桥梁承载力缺乏硬性规定定期检测桥梁承载力相关档案
年国桥梁频频发生种安全事引起国广泛关注桥梁学业者敲响警钟桥梁安全社会范围引起问题讨必须重视桥梁养护理做桥梁技术状况承载力检测评定建立桥梁档案座桥梁情况进行踪记录保证桥梁安全运营
世纪五十年代许桥梁工作者研究重点转检测桥梁结构种病害养护加固运营中桥梁检测评估桥梁运营安全状况成发达国家发展桥梁行业新目标长期断探索取重成果国家成桥梁建设龙头国家世纪九十年代桥梁结构承载力评价安全性鉴定等方面研究提出吸引国家注意越越国家愿意现役者建桥梁进行荷载试验召开国际会议正式确定相关规程
桥梁荷载试验出现发展判定结构承载力安全性等方面发挥重作静载试验方法十年研究已种十分成熟技术跨中挠度支点沉降跨中截面应变等静载试验测试项目利等效力原试验构件制定加载方案动荷载试验检测桥梁受迫振动动力特征具体分两类：利速度车辆测定结构振动激励获振动参数击系数等二测试结构环境素激励产生振动信息振频率振型等桥梁动力特性反映桥梁日常运营中车辆荷载作实际受力情况强实价值评定结构日常安全稳定性外理值相结合更全面进行结构分析计算总说试验思想利行驶车辆相关仪器结构振动然测试记录分析信号结构动力特性
112 装配式桥梁结构分析方法概述
国中型桥梁中桥应广泛文采某预应力空心作研究目标类装配式桥梁重分析方法限元分析法
限元分析（FEAFinite Element Analysis）指利数学似方法真实物理系统（荷载工况）进行模拟利简单相互作元素单元限数量未知量逼限未知量真实系统旨思想较简单问题代复杂问题求解常见限元分析模型三种：单梁模型梁格模型实体模型优缺点见表11
表11 常见限元模型优缺点应性
优点缺点应性
单梁模型
分析时便利
模型精度够满足常规设计求
较广泛工程应
实体模型
实际模型接计算精度高
建模困难费时较输出应力结果直接强度计算
实际工程较少
梁格模型
较反映结构空间效应求梁力便验算
需计算者手工准备结构参数工作量稍
常作单梁模型校核
中梁格法思路利等效面梁格者空间构架模拟桥梁部结构实际结构中空心板者箱梁区段弯曲刚度抗扭刚度集中接等效梁格实际结构刚度集中梁格构件横刚度集中横梁格构件模型建立实际情况限接时通准确输入实际桥梁结构加载情况模型实际跨中扰度应变限接精准模型部分梁格准确反映原桥结构该部分受力情况单元网格划分原桥接特性参数准确设置外荷载模拟实际荷载致约束条件合理中关重结构桥面板横连接进行准确模拟决定梁格法模拟分析计算准确性虚拟横梁刚度取值截面形状选取间距等均没统方法
113 梁格模型研究现状
着桥梁跨度宽度越做越跨桥梁斜拉桥宽度达三四十米时桥梁结构受力情况仅仅单梁模型进行分析会存较误差果利空间限元实体单元者板壳单元进行分析耗时耗力梁格法作种易理解方便实方法越越广泛应
梁格法初莱特福（Liqhtfoot）邵科（Sawko）提出然汉勃利进行总结进行改进推广梁格法理已学者进行详细介绍纳发展已非常完善
国外诸研究中研究者已意识装配式桥梁梁格模型实际荷载试验间诸突类模型进行量研究十年门整合门学科综合性学科模态分析法慢慢发展起许领域广泛应尤年土木结构状态检测方面越越应模态分析法
统计截止2017年底国已超80万座高铁桥梁累积长度超万公里中公路桥梁绝部分中跨境桥梁桥梁投入时间年十年等庞现役桥梁数量加年量投入桥梁国桥梁检测养护工作变尤艰巨异常重完全统计国均年产生8座夺命桥具安全隐患桥更数胜数种环境更加需桥梁进行定期监测建档理
特跨径桥梁国年推广发展桥梁健康监测系统实现桥梁运营状况实时监控仅仅利桥梁结构健康监测信息达桥梁结构安全评估目标需建立桥梁基准限元模型作反映桥梁承载力核心技术——桥梁基准限元模型正广泛探讨特跨境桥梁进行桥梁基准限元模型建立方法火荼研究中
针国桥梁种类中型桥梁占数桥梁健康监测系统未覆盖国数桥梁中型桥梁技术状况监测安全等级评定显捉襟见肘完全类桥梁建立基准限元模型作反映桥梁技术状况承载力档案国农村城镇桥梁监测信息少少桥梁恰恰生活中获取环种中型桥梁缺乏检修造成果堪设想桥梁外貌完基础已掏空法达应承载力桥梁检测程中没更方法确定桥梁技术等级桥进行荷载试验显太现实利梁格法简单效建立基准模型国解决目前桥梁安全问题重手段
12 研究目意义
通某城市公路干线桥梁（装配式预应力混凝土空心板桥）荷载试验数分析验证文中述梁接缝刚度桥面板刚度护栏刚度桥梁限元梁格模型影响文基该荷载试验具体试验方法结果数利梁格法建立桥梁限元模型该桥进行数计算分讨梁接缝刚度桥面板刚度护栏刚度模型计算带影响数分实测值进行研究终确定三种影响素分桥梁限元模型影响该桥受力情况进
行准确评价实际符合桥梁基准限元模型相似桥梁建立限元梁格模型荷载试验分析阶段结构分析提供参考
13 研究方法
文研究思路利Midas Civil建立该桥梁梁格模型进行模拟分析已取荷载试验数进行讨梁接缝刚度桥面板刚度护栏刚度三素桥梁梁格模型影响分析三种素建立模型时整模型具体影响建立桥梁梁格模型提供参考
（1） Midas Civil建立桥梁模型采梁格法建立桥梁体结构根根梁构成梁间设置横连接模拟时利梁单元模拟桥梁左右边梁中梁利Auto Cad桥梁截面图绘制左右边梁中梁截面Midas Civil中利截面计算器导入横连接截面采中腹板连接梁接缝刚度通调节中腹板刚度达成桥面板厚度通调整梁截面高度达成护栏截面形式通更改左右边梁截面形式达成该桥边界条件模拟采般简支梁弹性支座弹性连接
（2） 荷载试验工况模型应采中载工况加载形式实际加载位置保持致运行计算跨中扰度应变值实际进行
（3） 通梁接缝刚度时梁跨中扰度应变控制梁接缝形式时桥面板厚度桥跨中绕度应变控制梁接缝形式时护栏类型桥跨中绕度应变分析结果数终出结
2 荷载试验
21 荷载试验务容
荷载试验利设备车辆桥梁进行加载模拟桥梁受力情况种感应器桥梁跨中绕度应变进行测量目桥梁日常工作时类似数掌握桥梁承载力安全性第手资料桥梁部法直观者检测病害荷载试验够帮助分析整桥梁结构安全性受力状况完整结外荷载试验够帮助准确掌握桥梁服役状况高效制定加固方案施工质量进行评定适范围广十分实
211 荷载试验务
（1）确定桥梁受力情况否满足日常行车安全求
（2）分析导致桥梁损伤素变化特征
（3）桥梁结构质量进行评定
桥梁荷载试验需考虑众素十分繁杂计算整体布局较高精度求技术水高应该认真分析实际情况整体进行荷载试验设计理分析数计算时候十分重
212 荷载试验容
（1）初步制定实验方案
（2）相关仪器调配测点布设
（3）保证安全前提严格试验加载整体流程
（4）测数进行整体分析客观评价结构性
（5）撰写荷载试验报告
22 桥梁荷载试验原
221 静载试验原
（1）试验原控制截面控制力变位等效采静力荷载试验η控制计算公式公式21示
η（式21）
式中：η静力荷载试验效率η应介080~100间η应介095~105间
试验荷载作控制界面变形力计算值
S 设计活载控制荷载作控制界面变形力计算值
μ击系数
（2） 试验加载必须分级般分3~5级卸载1~2级
（3） 静载试验控制弯矩桥梁设计荷载作产生弯矩
222 动载试验原
桥梁结构固振动特性频率阻尼通桥梁实施动载试验测量桥固频率阻尼等解桥梁结构身动力特性抵抗受迫振动力桥梁结构实际工作状态做出评定阶段结构评估累积原始数
23 荷载试验项目
231 静载试验项目
检验桥梁承载力否满足设计运营求根试验目确定静载试验项目：
（1） 试验荷载作控制截面应变
（2） 试验荷载作控制截面扰度
（3） 试验前混凝土裂缝开展情况
静载试验项目知静载试验关键控制界面选择预应力混凝土空心板桥跨中截面控制截面
232 动载试验项目
动载试验测量动载作桥梁受迫振动频率振特性等动力参数评价结构工作状态
24 实验数处理
（1）修正支点沉降影响
支点沉降量较时修正挠度值影响修正量C式计算：
（式22）
式中：C—测点支点沉降影响修正量
—A支点B支点距离—挠度测点A支点距离
—A支点沉降量—B支点沉降量
（2）变位应变计算
静载试验测点实测变位（挠度位移沉降）应变计算式进行
①总变位（总应变）：（式23）
②弹性变位（弹性应变）：（式24）
③（式25）
中：—加载前测值
—加载达稳定时测值
—卸载达稳定时测值
（3）校验系数
测点校验系数式计算：
（式26）
式中：
25 注意事项
（1）试验方案中应变位移测点布置方案进行放样应变测点位置进行磨找处理粘贴电阻应变片焊接导线期间时量测应变片导线连通性相应电阻值保证连接扫描单元应变片电阻值相差05欧姆测点位置较潮湿先电吹风烘干然贴片
（2）正式加载前结构初始状态进行详细调查便进行试验前状态分析
（3）试验前加载车进行磅称重记录车实际轴重总重轮间距轴间距终挠度应力分析计算中车辆荷载实际轴距轮距轴重取值计算实际加载效率满足105≥ηq≥08求
（4）正式加载前取试验荷载半进行预加载消结构初始塑性变形进入弹性工作状态
（5）采油漆标记出加载位置加载等级便加载车辆准确位
（6）减少温度变化测试结果影响加载时间选温度较稳定时间进行采取良温度补偿措施
（7）加载程中时观测控制点位移应变结构开裂状况旦发现列情况应立终止加载：
a控制点位移应力超检算控制值规范规定值时
b超规范允许缝宽裂缝量增结构寿命造成明显影响时
c墩台位移超允许值稳定时
d发生损坏影响结构承载力正常时
（8）保证结构安全加载时宜进行分级加载根情况分2~4级加载实测数出现异常时应时停止加载
（9）种工况进行两次测试便进行较分析
（10）种工况测试结构控制测点残余变形相残余变形20时查明原确系桥梁强度够酌情降低桥梁承载力
3 某试验桥梁概况
某跨径20m装配式预应力混凝土空心板梁桥原左半幅部结构317m钢筋混凝土空心板（桥宽55m）右半幅双曲拱（桥宽75m）考虑现交通需求右半幅双曲拱拆新建317m钢筋混凝土空心板（桥宽85m）简支结构桥面连续新建部分横八片空心板新老桥梁梁横联结老桥桥面凿50cm宽新桥面起浇筑桥面横连续
全桥梁13片边板宽125m中板宽10m板高10m新桥全桥宽：025米（栏杆）+125米（行道）+11米（行车道）+125米（行道）+025米（栏杆）14m设计荷载城B级桥梁结构示意图见图31中梁边梁断面见图32图33
图31桥梁断面（单位：cm）
图32中梁断面（单位：cm）图33边梁断面（单位：cm）
次荷载试验目检验桥梁结构施工质量检测够承载力否满足设计需求竣工验收提供时桥梁日养护理提供技术
试验规范规程见参考文献
仪器设备见表31
表31 仪器设备表
仪器名称
型号
途
量程
精度
静态应变测试系统
DH3816
静态数采集
1με
电阻应变片
BX12080AA
应变测量
振弦读数仪
BGK408
应变数采集
1
振弦式应变计
BGK2000
应变测量
±3000με
1με
信号测试采集分析系统
DH5922
数采集
加速度传感器
DH610
测试速度振动信号
06ms
10E8 ms
模态采集分析软件
DHMA
数分析
位移计
WBD50型
挠度测量
50mm
001mm
屏蔽导线
四芯
数传输
数码相机
SONY
影记录
Midas软件
V780
分析计算
31 静载试验方案
桥梁静载试验通测量桥梁结构静力试验荷载作变形力确定桥梁结构实际工作状态设计期值否相符检验桥梁结构实际工作性结构强度刚度等直结点效手段方法
311 静载试验测试截面
根该桥结构布置型式受力特点选定该桥中跨进行静载试验动载试验
312 静载试验测点布置
测试试验荷载作应力（应变）状况1357号板梁跨中截面粘贴应变片测试截面应变具体粘贴位置图34测量试验荷载作变形情况1357号板梁跨中截面两端支点截面安装位移计测试梁挠度变形具体安装位置图35
图34应变测点布置
图35扰度测点布置
32 试验荷载加载方案
次试验荷载根设计标准活荷载（城市B级）产生控制截面力位移等利效应值进行等效换算计算确定次试验需3辆总重300kN两轴载重汽车实际加载车辆情况见表32静载试验分两种工况：工况：跨中截面正弯矩中载工况工况二：跨中截面正弯矩偏载工况两种工况车辆横布置见图36图37车辆布置图38
表32 实际车辆加载情况
车号
重量（kN）
轴距
湘F91910
3062
轴距385米
鄂L53387
3045
鄂L53332
3000
图36中载工况车辆横布置
图37偏载工况车辆横布置
图38车辆布置
33 实验数
终试验测满载时1357号梁跨中截面扰度截面底板应变表33表34
表33 跨中截面测点应变览表（单位：με拉应变正压应变负）
工况
测点
第1级
第2级
第3级
卸载
中载
L1
600
1500
2800
000
L3
700
1700
3200
100
L5
1000
2200
3600
100
L7
1200
2500
3900
100
表34 跨中截面扰度测点实测值（单位：mm）
工况
梁编号
第1级
第2级
第3级
卸载
中载
L1
0228
0671
1195
0021
L3
0350
0755
1240
0035
L5
0485
0935
1385
0014
L7
0565
0995
1450
0027
4 限元梁格模型影响素分析
41 限元梁格模型
利Midas Civil建立桥梁梁格模型梁分边梁中梁截面建立梁单元1m划分单元梁间虚拟横梁进行连接取梁划分区段长1m截面宽度取空心板板距离截面高度应位置组成虚拟横梁截面边界条件简支梁处理约束梁端节点试验车位加载没考虑桥面板护栏桥梁模型图图41示中载工况加载图见图42
图41 Midas Civil 建立桥梁梁格模型
图42 中载工况加载图
42 梁接缝刚度影响
梁间连结点形式直结点影响横力分布形式里讨梁结缝刚度整模型影响分找出扰度应变影响文举出刚结点铰结点两种结缝形式Midas Civil软件中文横连接形式中腹板处释放梁端约束中更改横单元间隔断设置断两两横单元间刚度
考虑桥面板护栏等素影响中载工况两种限元模型计算扰度应变数见表41~表42变化规律图43~图44示中载偏载结样里讨中载时候结点缝刚度扰度影响
41 中载工况梁接缝刚度应扰度表（单位：mm）
刚结
铰结
实测值
1
4615
4503
1195
3
5216
5464
1240
5
5623
5936
1385
7
5998
5703
1450
图43中载工况梁结缝刚度扰度影响（单位：mm）
表42 中载工况梁接缝刚度应应变表（单位：με）
刚结
铰结
实测值
1
69
61
28
3
81
76
32
5
88
82
36
7
89
88
39
图44中载工况梁结缝刚度应变影响（单位：με）
扰度应变知：梁刚结点铰结点横刚度更刚结点铰结点计算出扰度应变分布更加均匀刚结情况扰度呈整体升趋势中载工况梁结点缝刚度扰度影响加载处铰结点明显扰应梁应变更加载情况刚结点扰度影响较刚结点时梁应变铰结点时梁应变实测值考虑桥面板护栏影响时两种梁结点缝情况计算扰度应变均实测值表明仅考虑桥梁体部分桥梁刚度实际完全符远实际情况
43 桥面板刚度影响
单纯考虑桥梁体加载时桥梁扰度应变影响出结符合实际考虑桥面板刚度桥梁扰度应变影响参考厚度桥面板桥梁扰度应变影响文选择2cm4cm6cm三种厚度桥面板进行分析较文通梁截面设置中更改T1数原截面T1值10cm考虑桥面板厚度整体模型影响时分左右边梁中梁
T1数值更改12cm14cm16cm
考虑桥面板刚度模型影响时仅考虑接缝刚度考虑护栏模型影响刚结模型桥梁跨中扰度应变三种厚度桥面板情况数见表43表44实际测量值较图45图46示铰结模型桥梁跨中扰度应变三种厚度桥面板情况实测值数见表45表46较图47图48示
表43 刚结模型桥面板厚度应跨中扰度表（单位：mm）
2cm
4cm
6cm
桥面板
实测值
1
3112
2448
1508
4615
1195
3
3643
2936
2183
5216
1240
5
4108
3328
2508
5623
1385
7
4449
3681
2884
5998
1450
图45刚结模型桥面板扰度影响（单位：mm）
表44 刚结模型桥面板厚度应应变表（单位：με）
2cm
4cm
6cm
桥面板
实测值
1
51
36
28
69
28
3
62
49
39
81
32
5
69
55
44
88
36
7
70
56
45
89
39
图46刚结模型桥面板厚度应变影响（单位：με）
表45 铰结模型桥面板厚度应跨中绕度表（单位：mm）
2cm
4cm
6cm
桥面板
实测值
1
3005
2505
2005
4503
1195
3
3823
3323
2823
5464
1240
5
4412
3912
3412
5936
1385
7
4198
3698
3198
5703
1450
图47铰结模型桥面板厚度扰度影响（单位：mm）
表46 铰结模型桥面板厚度应应变表（单位：με）
2cm
4cm
6cm
桥面板
实测值
1
39
46
52
61
28
3
40
50
60
76
32
5
46
57
68
82
36
7
51
61
72
88
39
图48 铰结模型桥面厚度应变影响（单位：με）
述四图表中数出着桥面板厚度增加刚结模型铰结模型曲线逐渐接实测值变化趋势基呈现等增加说明桥面板桥梁限元模型中横连接提供刚度更连接
刚结模型桥面板厚度扰度影响中桥面板厚度6cm时板7处扰度已实测值达吻合135号板旧较差距考虑边板未设置护栏推测续护栏加入会刚结模型扰度变化更加趋完备刚结模型桥面板厚度应变影响中桥面板厚度6cm时应变曲线已基实际测量数曲线重合
铰结模型桥面板厚度扰度影响中出桥面板逐渐变厚程中然曲线实测值曲线逐渐较差距铰结模型刚结模型间扰度应变差距断缩出结：桥面板桥梁模型影响增加横连结刚度
44 护栏刚度影响
考虑护栏类型桥整体影响时文采定长宽矩形截面桥护栏进行似带栏杆梁格模型图49示考虑刚度桥梁栏杆参受力时桥梁跨中扰度应变变化规律采02m*12m01m*12m01m*06m三种形式栏杆考虑栏杆时情况进行分析较栏杆形式采更改边梁截面形式达成先利Auto Cad绘制带护栏左右边梁截面图处需绘制三幅图利Midas Civil中截面计算器导入截面
考虑护栏跨中绕度应变影响时考虑桥面板全桥模型影响刚结模型护栏类型跨中绕度应变数见表47表48影响分析图见图410图411铰结模型护栏类型跨中绕度应变数见表49表410影响见图412图413
图49 带栏杆梁格模型实体
表47 刚结模型护栏类型应跨中绕度表（单位：mm）
01m*06m
01m*12m
02m*12m
栏杆
实测值
1
4115
3008
2024
4615
1195
3
4781
4166
3321
5216
1240
5
5408
5101
4591
5623
1385
7
5873
5738
5224
5998
1450
图410 刚结模型护栏类型跨中绕度影响（单位：mm）
表48 刚结模型护栏类型应应变表（单位：με）
01m*06m
01m*12m
02m*12m
栏杆
实测值
1
61
41
31
69
28
3
79
63
56
81
32
5
87
75
71
88
36
7
88
84
79
89
39
图411 钢结构模型护栏类型应变影响（单位：με）
表49 铰结模型护栏类型应跨中扰度表（单位：mm）
01m*06m
01m*12m
02m*12m
栏杆
实测值
1
4013
3136
1958
4503
1195
3
5135
4208
3418
5464
1240
5
5878
5331
4968
5936
1385
7
5698
5451
5102
5703
1450
图412 铰结模型护栏类型跨中绕度影响（单位：mm）
表410 铰结模型护栏类型应应变表（单位：με）
01m*06m
01m*12m
02m*12m
栏杆
实测值
1
58
47
36
61
28
3
75
69
61
76
32
5
80
78
74
82
36
7
84
82
80
88
39
图413 铰结模型护栏类型应变影响（单位：με）
结果分析知：考虑桥面板厚度梁格模型跨中绕度应变影响时着护栏加高加宽跨中绕度应变逐渐接实测值桥梁护栏显著提高边梁刚度减边梁跨中绕度应变四幅图出号梁刚度明显提升梁号越远离边梁刚度越说明护栏桥梁梁格模型影响提高边梁刚度铰结模型刚结模型图较区铰结模型跨中绕度加载处明显扰跨中绕度说护栏截面积增加跨中绕度断减减幅度着梁号增加断减跨中应变说护栏截面积增加跨中应变断减见效幅度着梁号增加断减少结：护栏截面积越够提供刚度越分担边梁受力
45 基准限元模型
述梁接缝类型桥面板厚度护栏截面积提供数分析情况选择刚结模型5cm厚桥面板025m*12m护栏界面计算跨中扰度应变值实测值见表411~表412较图414~图415示
表411 基准限元实测值应跨中绕度表
基准限元
实测值
1
075
1195
3
130
1240
5
165
1385
7
180
1450
图414 基准限元实测扰度（单位：mm）
表412 基准限元实测值应应变表（单位：με）
基准限元
实测值
1
26
28
3
31
32
5
35
36
7
40
39
图415 基准限元实测应变（单位：με）
图知桥面板厚度5cm护栏采025m*12m截面缝采刚结桥梁限元模型够适应该桥实际情况作桥梁基准限元模型
5 结
文通某装配式预应力空心板梁桥建立桥梁梁格模型荷载试验结果进行考虑缝刚度桥面板刚度护栏刚度桥梁模型影响分析切合实际桥梁梁格模型结：
（1） 刚结模型横刚度铰结模型横刚度刚结模型跨中绕度计算结果分布较均匀铰结模型跨中绕度加载处明显扰刚结模型应变铰结模型应变分布较类似
（2） 着桥面板厚度增加跨中绕度应变理值逐渐接实测值达实际混凝土路面板厚度时接说明桥面板模型建立中确实起明显作桥面板全桥提供梁接缝刚度减刚结铰结间结果差整体结果实际更加
（3） 着护栏横截面积增边梁刚度显著提升边梁跨中绕度减中间梁跨中绕度略微减护栏形式改变明显中间梁影响较铰结模型然加载处明显扰着桥梁护栏截面积增边梁应变显著减护栏全桥边梁刚度较提升该影响中间梁刚度影响逐渐减
（4） 全桥采刚结模型更加接实测值刚结模型铰结模型横刚度更更加接实际加合适桥面板护栏模拟出完整实际情况桥梁基准元模型该模型跨中绕度变化趋势实际值保持直边梁应变明显实测值分析护栏刚度导致中梁扰度明显实测值该基准元模型应变够较切合实际
参考文献
[1]公路桥梁技术状况评定标准(JTGT H212011)
[2]公路桥梁承载力检测评定规程(JTGT J212011)
[3] 公路桥涵养护规范(JTG H112004)
[4]城市桥梁设计准(CJJ 1193)
[5]城市桥梁设计荷载标准(CJJ 7798)
[6]公路钢筋混凝土预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62 2004）
[7]公路圬工桥涵设计通规范（JTG D61 2005）
[8]公路桥涵设计通规范（JTG D60 2004）
[9]彭细荣装配式梁桥梁格模型影响素分析[J]公路2013(09)69~74
[10]张稳梁格法室宽箱梁桥中研究应[D]武汉理工学硕士学位文201416~24
[11]王子成基荷载试验桥梁技术状态评估研究[D]华南学硕士学位文201618~33
[12]岳玉萍基荷载试验某简支空心板桥限元模拟分析[D]蒙古科技学硕士学位文20148~15
[13]韩宇异形变宽箱梁桥基梁格法干问题研究[D]西安：长安学201318~22
[14]聂建国张晓光樊建生等钢混凝土组合梁加宽混凝土梁桥横分布系数[J]清华学学报（然科学版）201050（6）：805809
[15]Chapman CE Behavior of precast bridge deck joints with small bend diameter Ubars Master’s thesis University of Tennessee Knoxville 2010
[16]Gordon SR May IM Design of transverse looped bar joints in precast concrete decks for composite bridges 9th International conference on steel concrete composite and hybrid structures Leeds UK 8–10 July 2009
[17]Jensen UG Limit analysis of reinforced concrete bridge substructures – shear strength of piers and piles with circular cross section and strength of pile capsPhD thesis Faculty of Engineering University of Southern Denmark 2011
致谢
光阴荏苒岁月梭着六月科生阶段马结束回首岁月倍感充实时感慨万千
非常感谢**导师直耐心教导忙碌教学中抽出时间毕业文进行指导修改够利完成毕业文撰写文研究工作始终渗透着邹老师心血衷心感谢邹老师
感谢**等学求学路帮助学术提出建议忠告
感谢父母直微关怀私奉献爱
感谢参文评阅专家教授老师感谢文提出批评指正
**
2019年5月
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题目：
基荷载试验装配式桥梁梁
格模型研究
摘
现阶段中国前建造许桥梁进入养期越越桥梁面着安全隐患加强桥梁养护理运营信息进行实时踪审查桥梁安全运营巨挑战国特跨径桥梁已建立桥梁健康监测系统安全运营提供保障数众中型桥梁建立桥梁基准限元模型作反映桥梁技术状况承载力档案
装配式预应力混凝土空心板梁桥国中型桥梁中运广泛某城镇干线公路配套桥梁（装配式预应力混凝土空心板梁桥）静动载实验测试数基础利Midas Civil 2018建立桥梁限元模型装配式预应力混凝土梁式桥梁格模型梁结点缝刚度桥面板刚度护栏形式等素影响进行分析
计算刚结铰结模型跨中扰度应变数实测数进行考虑三种类型桥面板三种类型护栏形式综合较出结果制成折线图
终桥梁基准限元模型跨中扰度应变已成接实测值桥梁限元模型建立提供参考
关键词：荷载试验装配式桥梁梁格模型限元模型分析
Abstract
Many Bridges previously built in China are now in custody more and more Bridges facing safe hidden trouble how to strengthen the bridge maintenance and management the realtime operating information review the safety of the operation of the bridge is a huge challenge due to the large span Bridges in our country have established a bridge health monitoring system has provided the safeguard for the safe operationFor a large number of small and mediumsized Bridges the reference finite element model of the bridge can be established as a file reflecting the technical status and bearing capacity of the bridge
Prefabricated prestressed concrete slabs was a bridge in our country widely used in the small and mediumsized Bridges a supporting urban trunk road Bridges in contrast (prefabricated prestressed concrete slabs bridge) on the basis of static and dynamic load test data using Midas Civil 2018 bridge finite element model is established the prefabricated prestressed concrete beam bridge girder node joint stiffness of lattice model bridge panel stiffness and fence form were analyzed The influence of such factors as
The midspan disturbance and strain data of the rigidjunction and hinged model were calculated and compared with the measured data Considering the three types of bridge panels and three types of guardrail forms the polyline diagram was made based on the comprehensive comparison of the results
Finally the reference finite element model of the bridge is obtained and its midspan winding and strain have reached the maximum value close to the measured value which can provide a reference for the establishment of other finite element models of the bridge
Key words：load testFabricated bridgeLattice modelFinite element modelAnalysis
目录
1 绪 1
11 文献综述 1
111 桥梁荷载试验概况 1
112 装配式桥梁结构分析方法概述 2
113 梁格模型研究现状 3
12 研究目意义 4
13 研究方法 4
2 荷载试验 4
21 荷载试验务容 4
211 荷载试验务 5
212 荷载试验容 5
22 桥梁荷载试验原 5
221 静载试验原 5
222 动载试验原 5
23 荷载试验项目 6
231 静载试验项目 6
232 动载试验项目 6
24 实验数处理 6
25 注意事项 7
3 某试验桥梁概况 8
31 静载试验方案 9
311 静载试验测试截面 10
312 静载试验测点布置 10
32 试验荷载加载方案 10
33 实验数 11
4 限元梁格模型影响素分析 12
41 限元梁格模型 12
42 梁接缝刚度影响 13
43 桥面板刚度影响 14
44 护栏刚度影响 18
45 基准限元模型 21
5 结 23
参考文献 24
致谢 25
1 绪
11 文献综述
111 桥梁荷载试验概况
着国综合国力增强济发展迅猛交通发展日新月异中桥梁行业更迅猛发展国桥梁建设数量达历史高峰桥梁数量增加引发问题接踵桥梁损伤达预定承载力等桥梁役期间完成预期务桥梁承载力状况进行实时监控建档成首问题
国公路桥梁技术状况评定标准(JTGT H212011)[1]桥梁构件受损程度利分层综合分析评估方法桥梁技术状况出等级评价直结点反应桥梁实际承载力公路桥梁承载力检测评定规程（JTGT J212011）[2]规定荷载试验方法检测评定桥梁承载力等级公路桥涵养护规范（JTG H112004）[3]中荷载试验没列定期检测项目桥梁承载力缺乏硬性规定定期检测桥梁承载力相关档案
年国桥梁频频发生种安全事引起国广泛关注桥梁学业者敲响警钟桥梁安全社会范围引起问题讨必须重视桥梁养护理做桥梁技术状况承载力检测评定建立桥梁档案座桥梁情况进行踪记录保证桥梁安全运营
世纪五十年代许桥梁工作者研究重点转检测桥梁结构种病害养护加固运营中桥梁检测评估桥梁运营安全状况成发达国家发展桥梁行业新目标长期断探索取重成果国家成桥梁建设龙头国家世纪九十年代桥梁结构承载力评价安全性鉴定等方面研究提出吸引国家注意越越国家愿意现役者建桥梁进行荷载试验召开国际会议正式确定相关规程
桥梁荷载试验出现发展判定结构承载力安全性等方面发挥重作静载试验方法十年研究已种十分成熟技术跨中挠度支点沉降跨中截面应变等静载试验测试项目利等效力原试验构件制定加载方案动荷载试验检测桥梁受迫振动动力特征具体分两类：利速度车辆测定结构振动激励获振动参数击系数等二测试结构环境素激励产生振动信息振频率振型等桥梁动力特性反映桥梁日常运营中车辆荷载作实际受力情况强实价值评定结构日常安全稳定性外理值相结合更全面进行结构分析计算总说试验思想利行驶车辆相关仪器结构振动然测试记录分析信号结构动力特性
112 装配式桥梁结构分析方法概述
国中型桥梁中桥应广泛文采某预应力空心作研究目标类装配式桥梁重分析方法限元分析法
限元分析（FEAFinite Element Analysis）指利数学似方法真实物理系统（荷载工况）进行模拟利简单相互作元素单元限数量未知量逼限未知量真实系统旨思想较简单问题代复杂问题求解常见限元分析模型三种：单梁模型梁格模型实体模型优缺点见表11
表11 常见限元模型优缺点应性
优点缺点应性
单梁模型
分析时便利
模型精度够满足常规设计求
较广泛工程应
实体模型
实际模型接计算精度高
建模困难费时较输出应力结果直接强度计算
实际工程较少
梁格模型
较反映结构空间效应求梁力便验算
需计算者手工准备结构参数工作量稍
常作单梁模型校核
中梁格法思路利等效面梁格者空间构架模拟桥梁部结构实际结构中空心板者箱梁区段弯曲刚度抗扭刚度集中接等效梁格实际结构刚度集中梁格构件横刚度集中横梁格构件模型建立实际情况限接时通准确输入实际桥梁结构加载情况模型实际跨中扰度应变限接精准模型部分梁格准确反映原桥结构该部分受力情况单元网格划分原桥接特性参数准确设置外荷载模拟实际荷载致约束条件合理中关重结构桥面板横连接进行准确模拟决定梁格法模拟分析计算准确性虚拟横梁刚度取值截面形状选取间距等均没统方法
113 梁格模型研究现状
着桥梁跨度宽度越做越跨桥梁斜拉桥宽度达三四十米时桥梁结构受力情况仅仅单梁模型进行分析会存较误差果利空间限元实体单元者板壳单元进行分析耗时耗力梁格法作种易理解方便实方法越越广泛应
梁格法初莱特福（Liqhtfoot）邵科（Sawko）提出然汉勃利进行总结进行改进推广梁格法理已学者进行详细介绍纳发展已非常完善
国外诸研究中研究者已意识装配式桥梁梁格模型实际荷载试验间诸突类模型进行量研究十年门整合门学科综合性学科模态分析法慢慢发展起许领域广泛应尤年土木结构状态检测方面越越应模态分析法
统计截止2017年底国已超80万座高铁桥梁累积长度超万公里中公路桥梁绝部分中跨境桥梁桥梁投入时间年十年等庞现役桥梁数量加年量投入桥梁国桥梁检测养护工作变尤艰巨异常重完全统计国均年产生8座夺命桥具安全隐患桥更数胜数种环境更加需桥梁进行定期监测建档理
特跨径桥梁国年推广发展桥梁健康监测系统实现桥梁运营状况实时监控仅仅利桥梁结构健康监测信息达桥梁结构安全评估目标需建立桥梁基准限元模型作反映桥梁承载力核心技术——桥梁基准限元模型正广泛探讨特跨境桥梁进行桥梁基准限元模型建立方法火荼研究中
针国桥梁种类中型桥梁占数桥梁健康监测系统未覆盖国数桥梁中型桥梁技术状况监测安全等级评定显捉襟见肘完全类桥梁建立基准限元模型作反映桥梁技术状况承载力档案国农村城镇桥梁监测信息少少桥梁恰恰生活中获取环种中型桥梁缺乏检修造成果堪设想桥梁外貌完基础已掏空法达应承载力桥梁检测程中没更方法确定桥梁技术等级桥进行荷载试验显太现实利梁格法简单效建立基准模型国解决目前桥梁安全问题重手段
12 研究目意义
通某城市公路干线桥梁（装配式预应力混凝土空心板桥）荷载试验数分析验证文中述梁接缝刚度桥面板刚度护栏刚度桥梁限元梁格模型影响文基该荷载试验具体试验方法结果数利梁格法建立桥梁限元模型该桥进行数计算分讨梁接缝刚度桥面板刚度护栏刚度模型计算带影响数分实测值进行研究终确定三种影响素分桥梁限元模型影响该桥受力情况进
行准确评价实际符合桥梁基准限元模型相似桥梁建立限元梁格模型荷载试验分析阶段结构分析提供参考
13 研究方法
文研究思路利Midas Civil建立该桥梁梁格模型进行模拟分析已取荷载试验数进行讨梁接缝刚度桥面板刚度护栏刚度三素桥梁梁格模型影响分析三种素建立模型时整模型具体影响建立桥梁梁格模型提供参考
（1） Midas Civil建立桥梁模型采梁格法建立桥梁体结构根根梁构成梁间设置横连接模拟时利梁单元模拟桥梁左右边梁中梁利Auto Cad桥梁截面图绘制左右边梁中梁截面Midas Civil中利截面计算器导入横连接截面采中腹板连接梁接缝刚度通调节中腹板刚度达成桥面板厚度通调整梁截面高度达成护栏截面形式通更改左右边梁截面形式达成该桥边界条件模拟采般简支梁弹性支座弹性连接
（2） 荷载试验工况模型应采中载工况加载形式实际加载位置保持致运行计算跨中扰度应变值实际进行
（3） 通梁接缝刚度时梁跨中扰度应变控制梁接缝形式时桥面板厚度桥跨中绕度应变控制梁接缝形式时护栏类型桥跨中绕度应变分析结果数终出结
2 荷载试验
21 荷载试验务容
荷载试验利设备车辆桥梁进行加载模拟桥梁受力情况种感应器桥梁跨中绕度应变进行测量目桥梁日常工作时类似数掌握桥梁承载力安全性第手资料桥梁部法直观者检测病害荷载试验够帮助分析整桥梁结构安全性受力状况完整结外荷载试验够帮助准确掌握桥梁服役状况高效制定加固方案施工质量进行评定适范围广十分实
211 荷载试验务
（1）确定桥梁受力情况否满足日常行车安全求
（2）分析导致桥梁损伤素变化特征
（3）桥梁结构质量进行评定
桥梁荷载试验需考虑众素十分繁杂计算整体布局较高精度求技术水高应该认真分析实际情况整体进行荷载试验设计理分析数计算时候十分重
212 荷载试验容
（1）初步制定实验方案
（2）相关仪器调配测点布设
（3）保证安全前提严格试验加载整体流程
（4）测数进行整体分析客观评价结构性
（5）撰写荷载试验报告
22 桥梁荷载试验原
221 静载试验原
（1）试验原控制截面控制力变位等效采静力荷载试验η控制计算公式公式21示
η（式21）
式中：η静力荷载试验效率η应介080~100间η应介095~105间
试验荷载作控制界面变形力计算值
S 设计活载控制荷载作控制界面变形力计算值
μ击系数
（2） 试验加载必须分级般分3~5级卸载1~2级
（3） 静载试验控制弯矩桥梁设计荷载作产生弯矩
222 动载试验原
桥梁结构固振动特性频率阻尼通桥梁实施动载试验测量桥固频率阻尼等解桥梁结构身动力特性抵抗受迫振动力桥梁结构实际工作状态做出评定阶段结构评估累积原始数
23 荷载试验项目
231 静载试验项目
检验桥梁承载力否满足设计运营求根试验目确定静载试验项目：
（1） 试验荷载作控制截面应变
（2） 试验荷载作控制截面扰度
（3） 试验前混凝土裂缝开展情况
静载试验项目知静载试验关键控制界面选择预应力混凝土空心板桥跨中截面控制截面
232 动载试验项目
动载试验测量动载作桥梁受迫振动频率振特性等动力参数评价结构工作状态
24 实验数处理
（1）修正支点沉降影响
支点沉降量较时修正挠度值影响修正量C式计算：
（式22）
式中：C—测点支点沉降影响修正量
—A支点B支点距离—挠度测点A支点距离
—A支点沉降量—B支点沉降量
（2）变位应变计算
静载试验测点实测变位（挠度位移沉降）应变计算式进行
①总变位（总应变）：（式23）
②弹性变位（弹性应变）：（式24）
③（式25）
中：—加载前测值
—加载达稳定时测值
—卸载达稳定时测值
（3）校验系数
测点校验系数式计算：
（式26）
式中：
25 注意事项
（1）试验方案中应变位移测点布置方案进行放样应变测点位置进行磨找处理粘贴电阻应变片焊接导线期间时量测应变片导线连通性相应电阻值保证连接扫描单元应变片电阻值相差05欧姆测点位置较潮湿先电吹风烘干然贴片
（2）正式加载前结构初始状态进行详细调查便进行试验前状态分析
（3）试验前加载车进行磅称重记录车实际轴重总重轮间距轴间距终挠度应力分析计算中车辆荷载实际轴距轮距轴重取值计算实际加载效率满足105≥ηq≥08求
（4）正式加载前取试验荷载半进行预加载消结构初始塑性变形进入弹性工作状态
（5）采油漆标记出加载位置加载等级便加载车辆准确位
（6）减少温度变化测试结果影响加载时间选温度较稳定时间进行采取良温度补偿措施
（7）加载程中时观测控制点位移应变结构开裂状况旦发现列情况应立终止加载：
a控制点位移应力超检算控制值规范规定值时
b超规范允许缝宽裂缝量增结构寿命造成明显影响时
c墩台位移超允许值稳定时
d发生损坏影响结构承载力正常时
（8）保证结构安全加载时宜进行分级加载根情况分2~4级加载实测数出现异常时应时停止加载
（9）种工况进行两次测试便进行较分析
（10）种工况测试结构控制测点残余变形相残余变形20时查明原确系桥梁强度够酌情降低桥梁承载力
3 某试验桥梁概况
某跨径20m装配式预应力混凝土空心板梁桥原左半幅部结构317m钢筋混凝土空心板（桥宽55m）右半幅双曲拱（桥宽75m）考虑现交通需求右半幅双曲拱拆新建317m钢筋混凝土空心板（桥宽85m）简支结构桥面连续新建部分横八片空心板新老桥梁梁横联结老桥桥面凿50cm宽新桥面起浇筑桥面横连续
全桥梁13片边板宽125m中板宽10m板高10m新桥全桥宽：025米（栏杆）+125米（行道）+11米（行车道）+125米（行道）+025米（栏杆）14m设计荷载城B级桥梁结构示意图见图31中梁边梁断面见图32图33
图31桥梁断面（单位：cm）
图32中梁断面（单位：cm）图33边梁断面（单位：cm）
次荷载试验目检验桥梁结构施工质量检测够承载力否满足设计需求竣工验收提供时桥梁日养护理提供技术
试验规范规程见参考文献
仪器设备见表31
表31 仪器设备表
仪器名称
型号
途
量程
精度
静态应变测试系统
DH3816
静态数采集
1με
电阻应变片
BX12080AA
应变测量
振弦读数仪
BGK408
应变数采集
1
振弦式应变计
BGK2000
应变测量
±3000με
1με
信号测试采集分析系统
DH5922
数采集
加速度传感器
DH610
测试速度振动信号
06ms
10E8 ms
模态采集分析软件
DHMA
数分析
位移计
WBD50型
挠度测量
50mm
001mm
屏蔽导线
四芯
数传输
数码相机
SONY
影记录
Midas软件
V780
分析计算
31 静载试验方案
桥梁静载试验通测量桥梁结构静力试验荷载作变形力确定桥梁结构实际工作状态设计期值否相符检验桥梁结构实际工作性结构强度刚度等直结点效手段方法
311 静载试验测试截面
根该桥结构布置型式受力特点选定该桥中跨进行静载试验动载试验
312 静载试验测点布置
测试试验荷载作应力（应变）状况1357号板梁跨中截面粘贴应变片测试截面应变具体粘贴位置图34测量试验荷载作变形情况1357号板梁跨中截面两端支点截面安装位移计测试梁挠度变形具体安装位置图35
图34应变测点布置
图35扰度测点布置
32 试验荷载加载方案
次试验荷载根设计标准活荷载（城市B级）产生控制截面力位移等利效应值进行等效换算计算确定次试验需3辆总重300kN两轴载重汽车实际加载车辆情况见表32静载试验分两种工况：工况：跨中截面正弯矩中载工况工况二：跨中截面正弯矩偏载工况两种工况车辆横布置见图36图37车辆布置图38
表32 实际车辆加载情况
车号
重量（kN）
轴距
湘F91910
3062
轴距385米
鄂L53387
3045
鄂L53332
3000
图36中载工况车辆横布置
图37偏载工况车辆横布置
图38车辆布置
33 实验数
终试验测满载时1357号梁跨中截面扰度截面底板应变表33表34
表33 跨中截面测点应变览表（单位：με拉应变正压应变负）
工况
测点
第1级
第2级
第3级
卸载
中载
L1
600
1500
2800
000
L3
700
1700
3200
100
L5
1000
2200
3600
100
L7
1200
2500
3900
100
表34 跨中截面扰度测点实测值（单位：mm）
工况
梁编号
第1级
第2级
第3级
卸载
中载
L1
0228
0671
1195
0021
L3
0350
0755
1240
0035
L5
0485
0935
1385
0014
L7
0565
0995
1450
0027
4 限元梁格模型影响素分析
41 限元梁格模型
利Midas Civil建立桥梁梁格模型梁分边梁中梁截面建立梁单元1m划分单元梁间虚拟横梁进行连接取梁划分区段长1m截面宽度取空心板板距离截面高度应位置组成虚拟横梁截面边界条件简支梁处理约束梁端节点试验车位加载没考虑桥面板护栏桥梁模型图图41示中载工况加载图见图42
图41 Midas Civil 建立桥梁梁格模型
图42 中载工况加载图
42 梁接缝刚度影响
梁间连结点形式直结点影响横力分布形式里讨梁结缝刚度整模型影响分找出扰度应变影响文举出刚结点铰结点两种结缝形式Midas Civil软件中文横连接形式中腹板处释放梁端约束中更改横单元间隔断设置断两两横单元间刚度
考虑桥面板护栏等素影响中载工况两种限元模型计算扰度应变数见表41~表42变化规律图43~图44示中载偏载结样里讨中载时候结点缝刚度扰度影响
41 中载工况梁接缝刚度应扰度表（单位：mm）
刚结
铰结
实测值
1
4615
4503
1195
3
5216
5464
1240
5
5623
5936
1385
7
5998
5703
1450
图43中载工况梁结缝刚度扰度影响（单位：mm）
表42 中载工况梁接缝刚度应应变表（单位：με）
刚结
铰结
实测值
1
69
61
28
3
81
76
32
5
88
82
36
7
89
88
39
图44中载工况梁结缝刚度应变影响（单位：με）
扰度应变知：梁刚结点铰结点横刚度更刚结点铰结点计算出扰度应变分布更加均匀刚结情况扰度呈整体升趋势中载工况梁结点缝刚度扰度影响加载处铰结点明显扰应梁应变更加载情况刚结点扰度影响较刚结点时梁应变铰结点时梁应变实测值考虑桥面板护栏影响时两种梁结点缝情况计算扰度应变均实测值表明仅考虑桥梁体部分桥梁刚度实际完全符远实际情况
43 桥面板刚度影响
单纯考虑桥梁体加载时桥梁扰度应变影响出结符合实际考虑桥面板刚度桥梁扰度应变影响参考厚度桥面板桥梁扰度应变影响文选择2cm4cm6cm三种厚度桥面板进行分析较文通梁截面设置中更改T1数原截面T1值10cm考虑桥面板厚度整体模型影响时分左右边梁中梁
T1数值更改12cm14cm16cm
考虑桥面板刚度模型影响时仅考虑接缝刚度考虑护栏模型影响刚结模型桥梁跨中扰度应变三种厚度桥面板情况数见表43表44实际测量值较图45图46示铰结模型桥梁跨中扰度应变三种厚度桥面板情况实测值数见表45表46较图47图48示
表43 刚结模型桥面板厚度应跨中扰度表（单位：mm）
2cm
4cm
6cm
桥面板
实测值
1
3112
2448
1508
4615
1195
3
3643
2936
2183
5216
1240
5
4108
3328
2508
5623
1385
7
4449
3681
2884
5998
1450
图45刚结模型桥面板扰度影响（单位：mm）
表44 刚结模型桥面板厚度应应变表（单位：με）
2cm
4cm
6cm
桥面板
实测值
1
51
36
28
69
28
3
62
49
39
81
32
5
69
55
44
88
36
7
70
56
45
89
39
图46刚结模型桥面板厚度应变影响（单位：με）
表45 铰结模型桥面板厚度应跨中绕度表（单位：mm）
2cm
4cm
6cm
桥面板
实测值
1
3005
2505
2005
4503
1195
3
3823
3323
2823
5464
1240
5
4412
3912
3412
5936
1385
7
4198
3698
3198
5703
1450
图47铰结模型桥面板厚度扰度影响（单位：mm）
表46 铰结模型桥面板厚度应应变表（单位：με）
2cm
4cm
6cm
桥面板
实测值
1
39
46
52
61
28
3
40
50
60
76
32
5
46
57
68
82
36
7
51
61
72
88
39
图48 铰结模型桥面厚度应变影响（单位：με）
述四图表中数出着桥面板厚度增加刚结模型铰结模型曲线逐渐接实测值变化趋势基呈现等增加说明桥面板桥梁限元模型中横连接提供刚度更连接
刚结模型桥面板厚度扰度影响中桥面板厚度6cm时板7处扰度已实测值达吻合135号板旧较差距考虑边板未设置护栏推测续护栏加入会刚结模型扰度变化更加趋完备刚结模型桥面板厚度应变影响中桥面板厚度6cm时应变曲线已基实际测量数曲线重合
铰结模型桥面板厚度扰度影响中出桥面板逐渐变厚程中然曲线实测值曲线逐渐较差距铰结模型刚结模型间扰度应变差距断缩出结：桥面板桥梁模型影响增加横连结刚度
44 护栏刚度影响
考虑护栏类型桥整体影响时文采定长宽矩形截面桥护栏进行似带栏杆梁格模型图49示考虑刚度桥梁栏杆参受力时桥梁跨中扰度应变变化规律采02m*12m01m*12m01m*06m三种形式栏杆考虑栏杆时情况进行分析较栏杆形式采更改边梁截面形式达成先利Auto Cad绘制带护栏左右边梁截面图处需绘制三幅图利Midas Civil中截面计算器导入截面
考虑护栏跨中绕度应变影响时考虑桥面板全桥模型影响刚结模型护栏类型跨中绕度应变数见表47表48影响分析图见图410图411铰结模型护栏类型跨中绕度应变数见表49表410影响见图412图413
图49 带栏杆梁格模型实体
表47 刚结模型护栏类型应跨中绕度表（单位：mm）
01m*06m
01m*12m
02m*12m
栏杆
实测值
1
4115
3008
2024
4615
1195
3
4781
4166
3321
5216
1240
5
5408
5101
4591
5623
1385
7
5873
5738
5224
5998
1450
图410 刚结模型护栏类型跨中绕度影响（单位：mm）
表48 刚结模型护栏类型应应变表（单位：με）
01m*06m
01m*12m
02m*12m
栏杆
实测值
1
61
41
31
69
28
3
79
63
56
81
32
5
87
75
71
88
36
7
88
84
79
89
39
图411 钢结构模型护栏类型应变影响（单位：με）
表49 铰结模型护栏类型应跨中扰度表（单位：mm）
01m*06m
01m*12m
02m*12m
栏杆
实测值
1
4013
3136
1958
4503
1195
3
5135
4208
3418
5464
1240
5
5878
5331
4968
5936
1385
7
5698
5451
5102
5703
1450
图412 铰结模型护栏类型跨中绕度影响（单位：mm）
表410 铰结模型护栏类型应应变表（单位：με）
01m*06m
01m*12m
02m*12m
栏杆
实测值
1
58
47
36
61
28
3
75
69
61
76
32
5
80
78
74
82
36
7
84
82
80
88
39
图413 铰结模型护栏类型应变影响（单位：με）
结果分析知：考虑桥面板厚度梁格模型跨中绕度应变影响时着护栏加高加宽跨中绕度应变逐渐接实测值桥梁护栏显著提高边梁刚度减边梁跨中绕度应变四幅图出号梁刚度明显提升梁号越远离边梁刚度越说明护栏桥梁梁格模型影响提高边梁刚度铰结模型刚结模型图较区铰结模型跨中绕度加载处明显扰跨中绕度说护栏截面积增加跨中绕度断减减幅度着梁号增加断减跨中应变说护栏截面积增加跨中应变断减见效幅度着梁号增加断减少结：护栏截面积越够提供刚度越分担边梁受力
45 基准限元模型
述梁接缝类型桥面板厚度护栏截面积提供数分析情况选择刚结模型5cm厚桥面板025m*12m护栏界面计算跨中扰度应变值实测值见表411~表412较图414~图415示
表411 基准限元实测值应跨中绕度表
基准限元
实测值
1
075
1195
3
130
1240
5
165
1385
7
180
1450
图414 基准限元实测扰度（单位：mm）
表412 基准限元实测值应应变表（单位：με）
基准限元
实测值
1
26
28
3
31
32
5
35
36
7
40
39
图415 基准限元实测应变（单位：με）
图知桥面板厚度5cm护栏采025m*12m截面缝采刚结桥梁限元模型够适应该桥实际情况作桥梁基准限元模型
5 结
文通某装配式预应力空心板梁桥建立桥梁梁格模型荷载试验结果进行考虑缝刚度桥面板刚度护栏刚度桥梁模型影响分析切合实际桥梁梁格模型结：
（1） 刚结模型横刚度铰结模型横刚度刚结模型跨中绕度计算结果分布较均匀铰结模型跨中绕度加载处明显扰刚结模型应变铰结模型应变分布较类似
（2） 着桥面板厚度增加跨中绕度应变理值逐渐接实测值达实际混凝土路面板厚度时接说明桥面板模型建立中确实起明显作桥面板全桥提供梁接缝刚度减刚结铰结间结果差整体结果实际更加
（3） 着护栏横截面积增边梁刚度显著提升边梁跨中绕度减中间梁跨中绕度略微减护栏形式改变明显中间梁影响较铰结模型然加载处明显扰着桥梁护栏截面积增边梁应变显著减护栏全桥边梁刚度较提升该影响中间梁刚度影响逐渐减
（4） 全桥采刚结模型更加接实测值刚结模型铰结模型横刚度更更加接实际加合适桥面板护栏模拟出完整实际情况桥梁基准元模型该模型跨中绕度变化趋势实际值保持直边梁应变明显实测值分析护栏刚度导致中梁扰度明显实测值该基准元模型应变够较切合实际
参考文献
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[7]公路圬工桥涵设计通规范（JTG D61 2005）
[8]公路桥涵设计通规范（JTG D60 2004）
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[12]岳玉萍基荷载试验某简支空心板桥限元模拟分析[D]蒙古科技学硕士学位文20148~15
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[17]Jensen UG Limit analysis of reinforced concrete bridge substructures – shear strength of piers and piles with circular cross section and strength of pile capsPhD thesis Faculty of Engineering University of Southern Denmark 2011
致谢
光阴荏苒岁月梭着六月科生阶段马结束回首岁月倍感充实时感慨万千
非常感谢**导师直耐心教导忙碌教学中抽出时间毕业文进行指导修改够利完成毕业文撰写文研究工作始终渗透着邹老师心血衷心感谢邹老师
感谢**等学求学路帮助学术提出建议忠告
感谢父母直微关怀私奉献爱
感谢参文评阅专家教授老师感谢文提出批评指正
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2019年5月
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