甬舟鐵路西堠門公鐵兩用大橋是位于中國(guó)浙江省舟山市境內(nèi)的跨海大橋，采用公鐵平層布置，兩線高鐵，兩邊通行六車道高速公路，其主跨1488米，是世界跨度最大公鐵合建大橋。

　　由于橋址具有“風(fēng)大、浪高、水深、流急”等特點(diǎn)，建設(shè)條件惡劣，橋梁結(jié)構(gòu)和材料的受力情況就顯得十分重要。

　　本實(shí)驗(yàn)選取了西堠門大橋的主梁部件進(jìn)行了1:1模型試驗(yàn)，測(cè)定了它在不同加載工況下的應(yīng)力及位移情況，并進(jìn)行相應(yīng)工況下的有限元分析，計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)值是否吻合。

　　本試驗(yàn)選取了西堠門大橋主梁曲線腹板部分板件開展了1：2縮尺模型試驗(yàn)，測(cè)試試件極限承載力及試件加載全過程位移、應(yīng)變演化規(guī)律，驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果是否與理論計(jì)算保持一致。

　　雖然有限元軟件仿真分析技術(shù)發(fā)展飛速，大部分橋梁結(jié)構(gòu)受力性能都能通過有限元軟件來(lái)模擬，然而由于橋梁主梁材料和結(jié)構(gòu)的特殊性，有限元軟件在模擬主梁材料的力學(xué)性能上存在一定偏差。

　　模型加載物理試驗(yàn)，仍是橋梁結(jié)構(gòu)力學(xué)測(cè)試最直接、最準(zhǔn)確的方法，對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)的力學(xué)研究大都采用模型試驗(yàn)的物理驗(yàn)證方法，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造進(jìn)行模擬數(shù)據(jù)驗(yàn)證。

　　數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)（DIC），通過捕捉橋梁主梁構(gòu)件散斑特征在像素級(jí)別的移動(dòng)，從而得到表面的全場(chǎng)位移、應(yīng)變等。DIC技術(shù)在橋梁工程變形監(jiān)測(cè)、巖樣的破壞、混凝土材料的破壞等研究中的應(yīng)用均有較好的效果。

　　在橋梁工程中，由于橋梁主梁在加載后整體變形非常小，同時(shí)造成裂縫寬度的變化量非常小，利用新拓三維XTDIC全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，可對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)在加載時(shí)的位移變化、裂紋擴(kuò)張等情況進(jìn)行較為準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)。

　　使用XTDIC系統(tǒng)連續(xù)拍攝數(shù)字圖像，精確測(cè)量結(jié)構(gòu)表面全場(chǎng)位移情況，從而獲取箱梁全場(chǎng)的應(yīng)變測(cè)量響應(yīng)以及裂紋的張開情況，得到箱梁加載過程中全場(chǎng)變形、應(yīng)變及裂紋寬度張開情況的準(zhǔn)確試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

　　測(cè)試加載過程中，主梁結(jié)構(gòu)會(huì)有一個(gè)整體的位移，不同顏色表示不同的水平位移值，紅色表示較大的水平位移值。主梁構(gòu)件模型整體位移場(chǎng)-軸向位移場(chǎng)如下圖所示：

　　試驗(yàn)在XTDIC軟件中直接進(jìn)行應(yīng)變分析，輸出加載過程中主梁應(yīng)變?cè)茍D，紫色的區(qū)域是壓縮應(yīng)變，紅色的表示拉伸應(yīng)變，板件中部在加載過程中呈現(xiàn)了壓縮現(xiàn)象，出現(xiàn)了壓縮應(yīng)變集中。主梁構(gòu)件模型整體應(yīng)變場(chǎng)-軸向應(yīng)變場(chǎng)如下圖所示：

　　截取板件中部位移分布，輸出板件面板方向位移云圖，可以看到板件中部出現(xiàn)帶狀波浪屈曲變形，板件關(guān)鍵位置截線位移場(chǎng)-截線位置位移分布如下圖所示。

　　模擬實(shí)驗(yàn)采用新拓三維XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)大橋主梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行模型試驗(yàn)，通過在不同工況載荷作用下模型構(gòu)件應(yīng)力測(cè)試，實(shí)時(shí)測(cè)量模型構(gòu)件的表面形貌、位移以及應(yīng)變，分析主梁構(gòu)件的應(yīng)力和位移變化規(guī)律，進(jìn)而研究主梁構(gòu)件的應(yīng)力分布、承載能力和傳力機(jī)理等，以便于對(duì)橋梁主梁結(jié)構(gòu)安全性和合理性做出參數(shù)評(píng)價(jià)。