棧橋是用于連接躉船和岸的重要港口設(shè)施,。確定棧橋的實際承載能力，對確定裝,、卸貨物的車輛的安全載重量具有實際意義,。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應(yīng)變值，實測應(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,，測出各測點的應(yīng)變值，減去各自初值后,，為加載后各測點應(yīng)變值增量,。

根據(jù)各測點應(yīng)變值可知，橋面下各測點中,，24號測點的應(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號測點應(yīng)變值*大，為-185με,。計及自重,，此點正應(yīng)力為-176MPa。

動態(tài)應(yīng)變測試

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

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

由試驗結(jié)果可知，橋下縱梁的強(qiáng)度是足夠的,。各測點中,，*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，其應(yīng)力超過了許用值,。

從1,、2兩測點應(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

用電測法實測受載棧橋的應(yīng)力,，這一方法簡單、易行,。分析實測結(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,、實用性,，可供實測、分析一般橋梁應(yīng)力時借鑒,。