棧橋是用于連接躉船和岸的重要港口設(shè)施。確定棧橋的實(shí)際承載能力,，對確定裝,、卸貨物的車輛的安全載重量具有實(shí)際意義。本文對長35M自重46T的鋼棧橋進(jìn)行了動,、靜態(tài)應(yīng)變測試，并分析了測量結(jié)果,，提出了確保車輛安全過橋應(yīng)采取的措施,。

35M鋼棧橋情況簡介

棧橋各部分采用不同的型鋼、鋼板焊接而成,，總長35m,，自重46T。橋梁采用了梁格結(jié)構(gòu),，主梁為桁梁,，縱梁、橫梁為板梁,。

通過分析棧橋的結(jié)構(gòu)和受力情況,，棧橋可簡化為簡支梁?？烧J(rèn)為,，其自重為均布載荷。并且,，如果將自重的一半作用于橋中,，則其*大彎矩和均布載荷相同。

測試原理和測點(diǎn)布置

棧橋動,、靜態(tài)應(yīng)力應(yīng)變測試采用了應(yīng)變電測技術(shù),。在棧橋的適當(dāng)位置粘貼電阻應(yīng)變片，用以感受受載棧橋的變形,。動,、靜態(tài)應(yīng)變儀將電阻應(yīng)變片的應(yīng)變信號放大后通過記錄裝置或顯示裝置表示出來，從而反映棧橋的受力情況。

考慮到棧橋以彎曲為主要變形,，橋中彎矩值*大,。測點(diǎn)布置在橋的跨中部分。布片示意圖如下,。

靜態(tài)應(yīng)變測試

預(yù)測試

為了安全起見,，在實(shí)測時，*行預(yù)測試,。載荷分別取1T,、4.6T和5.8T，記錄各級載荷作用下的測點(diǎn)應(yīng)變值,，實(shí)測應(yīng)變數(shù)據(jù)說明：

1,、在每檔載荷增量作用下，應(yīng)變值增量很小,，正式測試時,，可一次性加載；

2,、將棧橋自重折算為作用于橋中的集中力,，可推算得在自重和小于7T的外加載荷作用下，橋的應(yīng)力值在許用范圍內(nèi),。

應(yīng)變實(shí)測與應(yīng)力計算

由于測量在長江邊進(jìn)行,，風(fēng)載、人員走動,、卸貨等隨機(jī)干擾因素較多,，實(shí)測時，取橋加載前,、卸載后的應(yīng)變儀讀數(shù)值的平均值為應(yīng)變儀初讀數(shù),。

加載工況為：6.5T載荷作用于跨中橋面中間和偏西一側(cè)。在各工況下,，測出各測點(diǎn)的應(yīng)變值,，減去各自初值后，為加載后各測點(diǎn)應(yīng)變值增量,。

根據(jù)各測點(diǎn)應(yīng)變值可知,，橋面下各測點(diǎn)中，24號測點(diǎn)的應(yīng)變值*大,，為66μ由ε再計入自重影響,，縱梁*大正應(yīng)力為63MPa。

上弦桿中,，2號測點(diǎn)應(yīng)變值*大,，為-185με。計及自重，此點(diǎn)正應(yīng)力為-176MPa,。

動態(tài)應(yīng)變測試

選擇靜應(yīng)變較大的測點(diǎn)作為動應(yīng)變測點(diǎn),，它們分別為1、2,、5,、6號測點(diǎn)及24號測點(diǎn)。

動態(tài)應(yīng)變測試時,，取6.5T卡車勻速過橋,，2.5T手扶拖拉機(jī)在橋中停車后快速啟動和快速過橋三種工況。在各工況下,，記錄各測點(diǎn)的應(yīng)變波形,，將各波形峰值與標(biāo)定值比較，可算得動載峰值應(yīng)變,。將動載作用下應(yīng)變峰值和棧橋自重引起的靜應(yīng)變疊加,，得到動應(yīng)變*大值，相同工況下動應(yīng)變量*大值和靜應(yīng)變的比值即為動荷系數(shù),。由數(shù)據(jù)可知,，各工況下，動荷系數(shù)均未超過1.2,。

分析討論

縱梁強(qiáng)度分析

由試驗(yàn)結(jié)果可知,，橋下縱梁的強(qiáng)度是足夠的,。各測點(diǎn)中,，*大應(yīng)力值為63MPa，取動荷系數(shù)K_d=1.2,，σ_max小于80MPa,，遠(yuǎn)小于許用應(yīng)力【σ】=215MPa。

主梁上弦桿強(qiáng)度分析

上弦桿2號測點(diǎn)的應(yīng)變值為-185με,，計入棧橋自重影響靜應(yīng)力達(dá)-176MPa,。再考慮動荷系數(shù)，動應(yīng)力數(shù)值高達(dá)215MPa,，等于許用應(yīng)力,。從強(qiáng)度考慮、上弦桿安全,。

因上弦桿受壓且較細(xì)長,，應(yīng)考慮其穩(wěn)定性。兩根鉛直綴條之間的上弦桿長2m,，其側(cè)向可視為兩端鉸支的壓桿,。 計算可知，壓桿柔度λ=33，查表得,，折減系數(shù)ψ=0.93,，穩(wěn)定許用應(yīng)力：【σ】_w=0.93【σ】=200MPa。

僅考慮2號測點(diǎn),，其應(yīng)力超過了許用值,。

從1、2兩測點(diǎn)應(yīng)變數(shù)值看,，兩者嚴(yán)重不對稱,，這是上弦桿存在很明顯的初彎曲所致，初彎曲的存在,，破壞了力的正常傳遞,，應(yīng)力分布紊亂，局部應(yīng)力值很大,。當(dāng)某點(diǎn)處的材料屈服后,，塑性變形沿截面發(fā)展，可能會導(dǎo)致上弦桿某段突然失穩(wěn),，因此,，棧橋必須按照鋼梁側(cè)向彎曲矢度不超過20mm的要求，采取措施,，控制上弦桿的初彎曲,。

不同工況下動應(yīng)力峰值比較

從動應(yīng)力波形圖可看出，各工況中,，以車輛快速過橋工況動應(yīng)力峰值較大,。分析其原因，車速越高,，由種種因素引起的載荷沖擊作用就越大,，車內(nèi)不均衡的運(yùn)動部件引起的慣性也越大。因此,，應(yīng)限制車輛過橋時的速度,。

從以上應(yīng)變測試及分析可知，保證35M鋼棧橋安全承載的關(guān)鍵在于加強(qiáng)主梁上弦桿,，特別要注意控制其側(cè)向初彎曲,。另外，從安全角度來看,，車輛通過棧橋時應(yīng)限制車速,，并盡可能從橋中行駛。

結(jié)束

用電測法實(shí)測受載棧橋的應(yīng)力,，這一方法簡單,、易行,。分析實(shí)測結(jié)果，可找出棧橋的*薄弱環(huán)節(jié),，并采取相應(yīng)措施,，確保棧橋安全承載。因此,，本文介紹的方法具有通用性,、實(shí)用性，可供實(shí)測,、分析一般橋梁應(yīng)力時借鑒,。