第 47卷 第 3期
2015年 6月
西安建筑科技大学学报 (自然科学版)
J．Xi’an Univ．of Arch．&Tech．(Natural Science Edition)
Vo1．47NO．3
Jun．2015
DOI：10．15986／j．1006—7930．2015．03．014
大 跨 度 CFST 系 杆 拱 桥 静 动 载 试 验 分 析 研 究
卜志 鹏
(中铁第一勘察设计院集团有限公司，陕西 西安 710043)
摘要 ：包西铁路跨黄延高速公路大桥主桥为单跨 128 m的钢管混凝土 (CFST)系杆拱桥．通过对该铁路大桥进行实桥静动载
试验，研究了在静动载作用下大跨度 CFST系杆拱桥的结构特性、脱轨系数、加速度及振幅响应等关键参数，并与 ANSYS
有限元分析结果进行了对比．发现大跨度 CFST系杆拱桥挠度和应力校验系数处于合理范围，结构各项关键参数满足规定要
求．结果表明：该铁路大桥具有足够的强度和刚度，动力性能良好 ，满足设计的荷载等级和营运要求；有限元计算结果能够
反映该桥梁结构静力及动力性能．本文研究结果对大跨度 CFST系杆拱桥的竣工验收及鉴定评价有重要指导意义．
关键词 ：铁路桥 ；CFST系杆拱桥；静动载试验；有限元分析；校验系数
中图分类号：U446 文献标志码：A 文章编号：1006—7930(2015)03．0388．04
Study on the static and dynam ic load test for long—span CFST tied arch bridge
BUZhipeng
(China Railway First Survey and Design Institute Group Ltd．，Xi’an 710043，China)
Abstract：Main bridge of Baoxi Railway across Huangyan Highway is a tied concrete—filled steel tubular(CFST)arch bridge with a single span of 128m．Static and dynamic test on this real bridge were conducted and key parameters such as structural characteristics，
derailment coefficient，accelerations，amplitude response in action of static and dynam ic loads were studied and compared with
results of finite element method(FEM)analysis using ANSYS．All key parameter are identified to be good and the railway bridge has enough stiffness and strength，deflection and the stress calibration factor of the structure are at reasonable range，meeting
requirements of codes and operating．FEM analysis results can show the static and dynamic characteristics．Results of the paper are important in guiding completion inspection and acceptance work，identification and evaluation work．
Key words：railway bridge；CFST tied arch bridge；static and dynamic test；finite element analysis；verification coefficient．
由于 建造 桥 梁 的材 料 性能 、 结构效 应 等影 响 ，
使 得 实 桥 结 构 的各 关 键 参 量 与 理 论 结 算结 果 存在
较大 差 异 ，为 研究 大跨 度桥 梁结 构 的运 营荷 载作 用
下 结构 的工作 状态 ，荷载 试 验 作 为 最直 接 的测 试
方 法 被 广 泛应 用 ．荷 载 试 验 是通 过对 桥 梁 结 构 直 接
加载 ，并进行 实 时测 试与 分析 ，获 得实 际结 构 的特
征效 应值 及 关键 参 量 ，将 其评价 结 果作 为 实桥结 构
性 能评 价和 判 定主 要依 据 ．
文献 【2．5]对不 同跨 度 、不 同形式 的系 杆拱桥 的
成 桥进 行 了荷 载试 验分 析和 研 究 ，但是 针对 大 跨度
单跨 钢管 混凝 土 系杆拱 桥 的研 究相对 较 少．本文 以 1
座主 跨跨径 128m 的 CFST 系杆 拱桥 为研 究对 象 ，
进 行 了 实桥静 动载 试验 研 究 ， 旨在检 验该 新建 桥梁
结构 的设 计和 施 工质 量 ，确 定其工 程可 靠性 ．此外 ，
通过 对 比静 动载 试验 结果 与有 限元 计 算结果 ，为对
桥 梁 有 限元 分 析 模 型 修 正提 供 可 靠 的 静 动载 试 验
数据 ．
1工 程 概 况
跨 黄 延 高速 大 桥 是 包 西 铁 路 跨 越 黄 陵至 延 安
的重 要铁 路工 程 ，主桥 位 于线 路 平均 纵坡 为 7．73‰
的坡道 上 ，按照 正 拱斜置 设 计 ．主桥 上 部结 构为 钢管
混凝 土系 杆拱 ，拱 轴线 方程 为 ：Y--0．8X-0．006 25 ，
矢跨 比 ．肛 =1／5．横桥 方 向设 置 两道 拱 肋 ，拱 肋 中 心
问距 l3．05 m．拱肋截 面 为外径 130 cm，壁厚 26 nllrl
的钢 管混 凝 土哑铃 型截 面 ，拱 肋截 面高 3．5 m，上
下 弦 管 中 心 距 2．2 m．拱 肋 上 下 弦 管 间 缀 板 厚 26
mm，缀板 间距 70 cm，缀 板 问除 拱脚 面 以外 6 m 范
围及 吊杆纵 向 1．5 m 范 围灌 注混 凝 土外其 余 均不 灌
注混 凝 土 ．拱 肋 间共 设 7道一 字型 横撑 和 2组 K 形
对 角撑 ，各 横 撑和 对角 撑均 为 空钢 管组 成 的桁 式结
构 ．横 撑 上、 下弦 管外径 850 mm，壁 厚 16 mm；K
形 对角 撑 上、下 弦管 外径 600 mm，壁厚 12 mn'1．横
撑 和 K形 角撑 之 间
大跨度CFST系杆拱桥静动载试验分析研究（论文）.pdf
