對(duì)橋頭搭板荷載的試驗(yàn)與檢測(cè)

1、<p>　　對(duì)橋頭搭板荷載的試驗(yàn)與檢測(cè)</p><p>　　論文摘要：橋頭搭板做為過(guò)渡性措施，以緩解橋頭突變性跳車(chē)以及將橋頭差異沉降分散在一定距離范圍內(nèi)，有較好改善效果，本文通過(guò)對(duì)高速公路橋頭搭板靜載和動(dòng)載試驗(yàn)進(jìn)行研究，對(duì)橋頭搭板的結(jié)構(gòu)形式的合理性，以及試驗(yàn)橋頭的行車(chē)舒適性進(jìn)行分析。 </p><p>　　關(guān) 鍵 詞：橋頭搭板，靜載試驗(yàn)，動(dòng)載試驗(yàn)，行車(chē)舒適性 </p>

2、<p>　　中圖分類(lèi)號(hào)：K928.78 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p>　　橋頭搭板是一端簡(jiǎn)支在橋臺(tái)上，另一端擱置在橋頭引道路基或者路面結(jié)構(gòu)材料上的鋼筋混凝土板。在實(shí)際工程中也有在搭板下設(shè)置鋼筋混凝土枕梁的做法，依據(jù)搭板長(zhǎng)度的不同，枕梁有位于搭板遠(yuǎn)離臺(tái)端處和位于搭板中段下的不同位置；擬對(duì)高速公路通道橋兩端橋頭搭板進(jìn)行了試驗(yàn)與研究，其中靜載試驗(yàn)荷載作用下搭板底面對(duì)路基產(chǎn)生壓力大小，以便判

3、斷是否有脫空即脫空位置，動(dòng)載試驗(yàn)內(nèi)容動(dòng)載試驗(yàn)是對(duì)通道橋頭搭板的動(dòng)力特性以及汽車(chē)荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)研究，并評(píng)價(jià)行車(chē)舒適性。。根據(jù)試驗(yàn)測(cè)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。 </p><p>　　一、舉例橋頭搭板試驗(yàn)概況 </p><p>　　1.橋頭搭板的設(shè)置 </p><p>　　本試驗(yàn)中采用20號(hào)混凝土的50°斜交鋼筋混凝土板，試驗(yàn)板寬度11.05ｍ，厚度0.3

4、ｍ，板長(zhǎng)為4ｍ，在高速公路全副范圍內(nèi)分別采用有枕梁和無(wú)枕梁設(shè)計(jì)，全部為連續(xù)構(gòu)造。 </p><p>　　試驗(yàn)搭板中縱向鋼筋為&Oslash;12螺紋鋼筋，橫向?yàn)?amp;Oslash;8光圓鋼筋，搭板的二個(gè)鈍角處采用&Oslash;12鋼筋補(bǔ)強(qiáng)。 </p><p>　　枕梁亦采用20＃混凝土的鋼筋混凝土梁，其長(zhǎng)度11.05ｍ，寬度為1.00ｍ，高度為0.8ｍ。 </p

5、><p>　　2.試驗(yàn)橋搭板下填料與施工工藝 </p><p>　　為了對(duì)橋頭路堤沉降實(shí)行綜合防治措施，不僅采用搭板，而且對(duì)搭板下填料及基質(zhì)進(jìn)行換填，并設(shè)置30ｍ的過(guò)渡段。橋頭搭板4ｍ長(zhǎng)度范圍內(nèi)，在試驗(yàn)路段全寬分別在兩個(gè)半幅上采用不同的路基結(jié)構(gòu)層。 </p><p>　　1）試驗(yàn)搭板下填料組成 </p><p>　　北端：搭板以下，地基以上全部換

6、填二灰土，配合比（重量比）：石灰：粉煤灰：砂土＝7：23：70 </p><p>　　南端：搭板以下，地基以上全部換填天然砂礫 </p><p><b>　　2）基底處理 </b></p><p>　　臺(tái)背基坑全部換填天然級(jí)配砂礫，15ｃｍ一層，層層夯實(shí)，密實(shí)度>95％，過(guò)渡段基底挖去0.5ｍ的表層耕植土，換填天然級(jí)配砂礫。 </p

7、><p>　　二、橋頭搭板靜載試驗(yàn)與分析 </p><p>　　1、橋頭搭板靜載試驗(yàn)的測(cè)試系統(tǒng)、荷載工況及測(cè)點(diǎn)布置 </p><p>　　1）靜載試驗(yàn)儀器與系統(tǒng) </p><p>　　靜力試驗(yàn)所用的電測(cè)式量測(cè)系統(tǒng)將結(jié)構(gòu)位移或應(yīng)變等機(jī)械量轉(zhuǎn)換成電訊號(hào)，通過(guò)放大和接受將電訊號(hào)又以機(jī)械量值給出的一種量測(cè)系統(tǒng)。搭板下土壓力值采用VW－1弦振讀數(shù)儀來(lái)測(cè)定。

8、 </p><p><b>　　2）荷載工況 </b></p><p>　　工況一：二臺(tái)超－20中線(xiàn)偏心加載，次數(shù)為3次； </p><p>　　工況二：三臺(tái)超－20中線(xiàn)中心加載，次數(shù)為3次。 </p><p>　　試驗(yàn)荷載采用裝滿(mǎn)瀝青混凝土車(chē)輛太脫拉重載汽車(chē)。 </p><p><b>

9、;　　3）測(cè)點(diǎn)布置 </b></p><p>　　為了測(cè)試在荷載作用下搭板底面對(duì)路基產(chǎn)生壓力大小，以便判斷是否有脫空即脫空位置，在搭板中心線(xiàn)縱向埋設(shè)四個(gè)土壓力盒，在枕梁下埋設(shè)了三個(gè)土壓力盒。 </p><p>　　2、試驗(yàn)結(jié)果與初步分析 </p><p>　　中心加載搭板下的土壓力盒讀數(shù)以及枕梁下土壓力和讀數(shù)值見(jiàn)表 </p><p&g

10、t;　　測(cè)試結(jié)果表明，搭板下1＃，2＃土壓力盒變化值遠(yuǎn)小于3＃土壓力盒，顯示橋臺(tái)臺(tái)背路堤2米范圍內(nèi)有脫空的趨勢(shì)，枕梁301＃土壓力盒在靠近中央分隔帶，303＃在耳墻附近，303＃變化值小于301?？芍鷫板F坡附近路堤可能產(chǎn)生了一定數(shù)量的下陷。由此可見(jiàn)，橋頭下陷區(qū)域不僅發(fā)生在臺(tái)背，邊坡的下陷也是造成橋頭下沉的原因之一，它使得搭板受力不勻，甚至?xí)拱暹吘壈l(fā)生裂隙。 </p><p>　　三、橋頭搭板動(dòng)載試驗(yàn)與分析

11、</p><p>　　1、橋頭搭板動(dòng)載試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)，荷載工況及測(cè)點(diǎn)布置 </p><p>　　1）動(dòng)載試驗(yàn)儀器與系統(tǒng) </p><p>　　動(dòng)載測(cè)試儀器由YJ-3-1型加速度傳感器；2635型電荷放大器CD-7-C型速度傳感器；GZ－2型六線(xiàn)測(cè)振儀，2034型動(dòng)態(tài)分析儀及2313型圖表記錄儀等組成。 </p><p><b>　　2

12、）荷載工況 </b></p><p>　　振動(dòng)試驗(yàn)（跑車(chē)試驗(yàn)），以東風(fēng)140汽車(chē)（半重載75KN）沿橋中心分別以不同速度通過(guò)橋位及搭板聯(lián)接部位，使上部結(jié)構(gòu)及搭板產(chǎn)生不同程度的強(qiáng)迫振動(dòng)。 </p><p>　　沖擊試驗(yàn)（跳車(chē)試驗(yàn)），以75KN重的太脫拉后輪越過(guò)位于跨中斷面高20ｃｍ三角墊木，使突加的瞬時(shí)沖擊力作用于橋梁結(jié)構(gòu)和搭板上，從而引起具有附加質(zhì)量的自由振動(dòng)。沖擊試驗(yàn)分別在橋

13、孔跨中，普通搭板和試驗(yàn)搭板上進(jìn)行。 </p><p>　　行車(chē)舒適性試驗(yàn)，采用狀態(tài)良好的標(biāo)致轎車(chē)，以不同速度勻速通過(guò)試驗(yàn)橋，產(chǎn)生不同的振動(dòng)加速度。標(biāo)致轎車(chē)以40～120km/ｈ，每次遞增10km/ｈ。 </p><p><b>　　3）測(cè)點(diǎn)布置 </b></p><p>　　A、振動(dòng)試驗(yàn)和沖擊荷載試驗(yàn)的測(cè)點(diǎn)布置 </p><

14、p>　　動(dòng)應(yīng)變測(cè)點(diǎn)利用試驗(yàn)橋頭搭板設(shè)置三個(gè)豎向位移傳感器，以此推求結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)和動(dòng)力特性。在路面上，沿線(xiàn)路方向在普通搭板，試驗(yàn)搭板和橋上，分別布置CD-7-C,CD-7-S速度計(jì)，YE14015加速度計(jì)，測(cè)取橋面垂直、縱向和水平振動(dòng)信號(hào)。 </p><p>　　B、汽車(chē)舒適性試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)布置 </p><p>　　汽車(chē)舒適性試驗(yàn)是將加速度傳感器分別布置在汽車(chē)前橋、后橋、司機(jī)座椅和車(chē)架上。

15、 </p><p>　　2、試驗(yàn)結(jié)果與分析 </p><p>　　1）跳車(chē)、跑車(chē)試驗(yàn)確定結(jié)構(gòu)自振頻率，結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性的分析 </p><p>　　根據(jù)測(cè)試結(jié)果，試驗(yàn)段路面振動(dòng)固有頻率為4.1312HZ，普通搭板在工作（約束）條件下，固有頻率為5.750HZ，試驗(yàn)橋固有頻率為9.00～9.25HZ，試驗(yàn)搭板在工作（約束）條件下固有頻率為11.062HZ，試驗(yàn)結(jié)果表明，普

16、通板固有頻率為5.750，介于橋梁固有頻率與路面固有頻率之間，形成搭板的剛度階梯形變化，而試驗(yàn)板固有頻率過(guò)大，甚至大于橋梁的固有頻率，說(shuō)明試驗(yàn)板剛度過(guò)大，分析造成該部分剛度過(guò)大的原因是由于搭板擱置在枕梁上，由于施工時(shí)，將搭板與橋梁澆筑在一起，使遠(yuǎn)臺(tái)方向的搭板端部形成一個(gè)很大的截面，剛度有一個(gè)突然的增大，當(dāng)車(chē)輛駛過(guò)這個(gè)搭板邊緣時(shí)，振動(dòng)頻率差值增大，長(zhǎng)期作用后，會(huì)使枕梁處產(chǎn)生二次跳車(chē)。 </p><p>　　與此同時(shí)

17、，搭板下的臺(tái)背填料一般選用顆粒材料，剛度大，密實(shí)度好的材料，加上搭板的厚度和結(jié)構(gòu)配筋也增加橋頭剛度。 </p><p>　　2）行車(chē)舒適性分析 </p><p>　　對(duì)于車(chē)輛駛過(guò)試驗(yàn)橋頭的舒適性分析，主要參考了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO2631《人體承受整體振動(dòng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》。根據(jù)不同工況下的振動(dòng)加速度az的時(shí)間歷程，按照ISO2631中規(guī)定的人體承受振動(dòng)能力的評(píng)價(jià)指標(biāo)“降低舒適界限”，通過(guò)差值計(jì)算求得

18、測(cè)點(diǎn)處乘員舒適界限的Tcd值。 </p><p>　　試驗(yàn)結(jié)果表明，轎車(chē)以40～80ｋｍ/ｈ，以及120ｋｍ/ｈ時(shí)速通過(guò)試驗(yàn)段，在該工作狀況下可持續(xù)4～16小時(shí)不感到疲勞，時(shí)速為90，100ｋｍ/ｈ時(shí)，工作時(shí)間為1～2.5小時(shí)，故路面行車(chē)的舒適性較好。 </p><p>　　通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)靜、動(dòng)載試驗(yàn)，對(duì)搭板受力狀態(tài)下的變形形態(tài)，結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性和行車(chē)舒適性進(jìn)行了分析研究，得出如下結(jié)論： </

19、p><p>　　搭板下的脫空現(xiàn)象普遍存在，并隨時(shí)間逐漸增加。它不僅與臺(tái)背基底固結(jié)和填料壓縮有關(guān)，同時(shí)還受到邊坡及錐坡穩(wěn)定性的影響；枕梁的作用是調(diào)整搭板內(nèi)力，做為車(chē)輛從路堤駛上搭板的緩沖。當(dāng)路堤橫向沉降不均勻時(shí)，由于枕梁增加了搭板的橫向抗彎剛度對(duì)減少搭板的橫向變形有重要的作用，但是，由于路堤整體穩(wěn)定性較好時(shí)，就不采用枕梁，以免增加搭板剛度，使路面到橋面形成剛度的梯度變化；對(duì)于橋頭跳車(chē)一般采用綜合防治措施，當(dāng)橋臺(tái)臺(tái)背填料