A-A
1400
4@1400
1100
B-B
4
5
6
7
方案优化
以右边跨M+max（E-E截面）为例，通过适当调整加载车 载位，将加载车在纵桥向上以控制截面为对称轴进行布置， 即将控制截面留出一定距离的“空载段”，而不是将加载车 直接加载在控制截面上。
1350
1350
2@450 3700
4
5
6
7
方案优化
模型建立
在建模前，应首先需要根据分析的目的来选择相应的单 元以及模型的简化原则，并应事先划分好施工阶段、结构组、 荷载组以及一些必要的计算（如一期、二期恒载）等。
一般地，在模型完全建立后，可选择“消隐”功能以显 示与校验所建立的有限元模型是否与实际结构一致；还可以 按照不同材料、截面等信息选择不同的颜色显示，使得桥梁 整体的有限元模型更加清晰、明了。
7
3
8
4
11 12
1 2
9 10
5 6
4 5 6
9
11
12
10
13
1
7
2
3
8
4
8
5
6
1
2
7
3
方案优化
工况数量 大工况 小工况
1
①
②
2
③
3
④
4
⑤
⑥
5
⑦
⑧
控制 截面
A-A M+max
B-B M-min C-C M-min
D-D M+max
E-E M+max
控制项目
设计 荷载
试验 荷载
加载 加载车 备 效率 数量 注
多跨矮塔斜拉桥 静力荷载试验方案设计与优化
交流提纲
模型建立 内力计算 初步设计 方案优化
引言
矮塔斜拉桥又称为部分斜拉桥，是近几十年发展起来的介于连续 刚构桥与普通斜拉桥之间的一种新桥型，具有塔矮、梁高、刚度大等 特点。
就矮塔斜拉桥这一新兴桥型而言，进行成桥静力荷载试验不仅是 为检验桥梁结构的整体受力性能，掌握结构的实际工作状态，评估桥 梁施工质量与实际承载能力，为桥梁交（竣）工验收提供重要依据， 也是为桥梁的健康监测提供完整的初始状态信息，为同类型桥梁结构 的受力特性的研究及设计计算积累实桥试验资料。
内力/ kN·m 27318.47 26513.08 0.97
挠度/ mm
-53.276
-52.627
0.99
13
合 并
内力/ kN·m -140324.72 -139891.92 1.00
内力/ kN·m -38280.78 -36332.76 0.95
内力/ kN·m 27301.81 27455.91 1.01
根据图示的计算结果并结合《试验规程》要求，同时考虑需要避 开实际桥梁结构中局部加劲（如横隔板等）位置及测点布置的易操作 性与合理性，最终选取了如图示的6个截面作为此次静力荷载试验的控 制截面。
内力计算
12800
21000
10500
21000
10500
10500
21000
10500
FE FE
200
A
60kN
120kN 120kN
350
140
180
初步设计
初步设计
6200
A-A
4@1200
B-B
7000
5@1200
C-C D-D
5@1200
5800
4@1200
E-E
2300
2400
3@1200
4
5
6
7
第四部分
模型建立 内力计算 初步设计 方案优化
方案优化
以右边跨M+max（E-E截面）为例，将同一截面的内力与 挠度加载工况优化为1个工况，优化后的加载车载位布置。
内力/kN·m 挠度/mm
72938.93 -91.669 74314.48 -46.324
内力/kN·m 21977.41
试验值
69626.95 -43.981
-155584.37
69291.98 -44.918 71341.90 -24.088
20878.54
挠度/mm
24.308
21.391
加载 效率 0.95 0.48
➢ 对该类结构进行静力荷载试验时，如果仅按照初步加 载方案来布置试验荷载，挠度荷载效率往往会偏小。
➢ 挠度是反映桥梁结构整体刚度的重要指标，因此应考 虑内力并兼顾挠度的加载效应。
方案优化
以右边跨M+max（A-A截面）为例，将同一截面的内力 与挠度加载工况优化为1个工况，优化后的加载车载位布置。
弯矩影响线
内力影响线
1400
1400
ห้องสมุดไป่ตู้3@900
挠度影响线
4
5
6
7
方案优化
从初步载位布置图可看出，中跨跨中M+max（A-A截面） 与6#墩顶附近M-min（B-B截面）2个加载工况的加载车载位布 置较为接近，同时，结合截面影响线图形的互补性，即正负
弯矩影响线曲线变化趋势恰好相反，可以将A-A与B-B截面2
个加载工况优化为1个工况。
12
合 并
挠度/ mm
-52.565
-51.086 0.97
内力/ kN·m 26852.61
挠度/ mm
-18.312
26821.18 -17.546
1.00 0.96
8
合 并
结语
✓ 若只根据内力影响线进行加载布置，虽然内力的加载 效率能够满足要求，但是挠度往往偏低，而通过考虑 内力并兼顾挠度的加载效应，可以将同一截面的内力 与挠度加载工况优化为1个工况，避免了对同一截面的 重复加载。
桥梁荷载试验 方案布置与优化过程详解
大跨长联连续刚构桥 静力荷载试验方案设计与优化
交流提纲
模型建立 内力计算 初步设计 方案优化
引言
荷载试验是检验与评定桥梁承载能力最直接有效的方 法，也是桥梁交（竣）工验收及后期养护的重要科学依据。
针对目前荷载试验工况多、耗时长、费用大等缺点， 结合高墩大跨长联连续刚构桥的受力特性与影响线特点， 在保障结构安全的条件下，对荷载试验的工况进行了优化。
✓ 这样将全桥原来5个大工况、8个小工况最终优化为3个 工况，优化后的试验方案不仅可以保证各控制截面的 加载效率均达到规范要求，极大地提高了加载车的加 载效应，缩短了试验过程的耗时，而且避免了加载车 在同一（相近）位置的重复加载，此外，加载车辆较 之优化前有所减少，具有一定的经济效益。
结语
✓ 通过适当调整加载车载位，将加载车在纵桥向上以控制 截面为对称轴进行布置，将控制截面留出一定距离的 “空载段”，而不是将加载车直接加载在控制截面上， 避免了加载车直接加载在控制截面上形成内力突变，使 得内力在控制截面的一定范围内为一“恒定值”，减少 了现场测点布置偏差造成的数据采集误差，提高了试验 结果的准确性与可靠性。
1600
1525
45 175
1.5m人 行 道
300
815
21000
21000
桥面挠度测点
桥塔顶偏位测点
12800
第三部分
模型建立 内力计算 初步设计 方案优化
初步设计
静 力荷 载试验 的加 载车拟 选取 总重为 350kN 的车 辆 ， 前 轴 为 70kN，中后轴均为140kN，前中轴距为3.5 m，中后轴距为1.5 m，加 载车荷载采用集中力等效模拟。
P3
P4
方案优化
工况 编号 ① ②
③
④ ⑤ ⑥ ⑦
⑧
⑨
控制 截面 A-A M+max B-B M-min C-C M+max D-D M+max E-E M+max F-F f+max
控制项目
设计值
内力/kN·m 挠度/mm
73291.53 -91.628
内力/kN·m -163773.02
内力/kN·m 挠度/mm
车辆布置不尽合理，如E-E截面，加载车载位距离相距甚远，不 利于现场加载控制，而且每次加载只能够满足一个试验工况， 加载车利用率较低，耗时费力，需进行优化。
第四部分
模型建立 内力计算 初步设计 方案优化
方案优化
➢ 对于多跨矮塔斜拉桥而言，由于结构自身特点（跨度 大、结构柔）的原因，设计荷载作用下主梁的竖向挠 度会比较大。
模型建立
全桥共划分851个节点、782个单 元（含128个桁架单元与654个梁单元）。
第二部分
模型建立 内力计算 初步设计 方案优化
内力计算
结构自重由程序自动考虑，箱梁横隔板与齿板不考虑刚度贡献仅 考虑质量影响，用集中力输入，二期恒载（铺装、栏杆等）用均布荷 载考虑，汽车荷载的冲击系数通过输入基频来考虑。
引言
为减少桥梁荷载试验耗时及中断交通时间等，以一座四塔五跨单 索面预应力混凝土矮塔斜拉桥为例，结合多跨矮塔斜拉桥结构的受力 特点及控制截面影响线的特点，通过考虑内力兼顾挠度的加载效应， 截面影响线的图形相似性及互补性，并适当调整加载车载位，将加载 车在顺桥向以控制截面为对称轴进行布置，对桥梁静力荷载试验工况 进行了优化。
挠度影响线
P1
P2
P3
P4
方案优化
从初步载位布置图可看出， 3号索塔底附近最大正弯矩 E-E截面与3号索塔顶端最大纵向位移F-F截面2个加载工况的 加载车载位布置较为接近，且影响线曲线变化趋势基本一致， 可将E-E截面与F-F截面2个加载工况优化为1个工况。
F-F截 面 影 响 线
0.95
0.95 0.49 0.96 0.52