公铁两用桥公路组合桥面板车辆荷载试验

公路桥面板直接承受反复车轮荷载,活载效应大,疲劳破坏风险大,已成为桥梁工程领域不可忽视的问题。为研究新型平钢板-PBL组合桥面板的初始应力状态和长期车辆荷载作用下的活载应力响应,以某新建公铁两用钢桁梁桥为工程背景,利用3轴施工车辆进行单车静载、单车动载和双车并行动载试验,通过预埋钢弦应变计和电阻应变片测量桥梁跨中截面和支墩截面的应变,并建立桥梁有限元模型分析桥面板在各种工况下的受力。研究结果表明:桥梁服役之前跨中截面和支墩截面桥面板分别处于受压和受拉的初始应力状态,支墩截面即使采用分段浇筑拉应变仍达101.8×10^(-6),存在较大的开裂风险;车辆荷载在桥面板大部分部位产生附加压应力,但在主桁附近横桥向产生附加拉应力,车辆长期作用下主桁附近桥面板有纵向开裂风险;桥面板各测点的影响线长度较短,大多为20 m左右,小于2个节间长度,试验车辆每次通过产生1个较大的应力循环;活载引起的实测应变幅值最大为34.6×10^(-6),考虑弯曲应变沿板厚的分布梯度,相应部位桥面板顶、底面的最大应变幅值为51.9×10^(-6),有可能引起疲劳失效;有限元模型得到的主桁处桥面板应力分布规律与实测结果总体吻合较好,表明模型可用于后续疲劳应力分析。研究结果可为同类型桥梁组合桥面板的评估与养护提供数据支撑和参考。