既有大跨度钢筋混凝土拱桥荷载试验

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1、学兔兔www.xuetutu.com104桥梁结构城市道桥与防洪2013年4月第4期既有大跨度钢筋混凝土拱桥荷载试验甘袁华(六盘水市规划设计研究院，贵州六盘水553001)摘要：在对既有钢筋混凝土拱桥进行有限元分析的基础上，在满足荷载试验效率的前提下，首先确定荷载试验工况、车辆荷载及布置、试验分级及测试项目等关键内容，然后对其进行现场荷载试验。通过现场加载试验来对其承载能力进行评定，进一步明确钢筋混凝土拱桥荷载试验的步骤和重点。关键词：钢筋混凝土拱桥；荷载试验；有限元分析；应变；挠度；裂缝中图分类号：

2、U446文献标识码：B文章编号：1009—7716(2013)04—0104—040引言2试验基本原则及工况布载拱桥是在我国的桥梁建设中较广泛使用的一桥梁荷载试验通常需按荷载效率卵来确定试种桥型。相对于梁桥来说，在竖向荷载作用下水平验采用的最大荷载，荷载效率田的计算公式为：推力的存在大大降低了拱圈中的弯矩，使得主拱(1)截面以受压为主，从而可以充分发挥混凝土材料的抗压强度，这在很大程度上使得钢筋混凝土拱式(1)中——试验荷载作用下检测部位变形或桥的跨越能力比一般钢筋混凝土梁桥大得多【”。内力的计算值；

3、我国的钢筋混凝土拱桥大多建于2O世纪八s——设计荷载作用下检测部位变形或内九十年代，在长期的使用过程中，由于材料老化、力的计算值；环境侵蚀以及荷载标准提高等各方面的不利影d——设计取用的动力系数。响，大量的既有钢筋混凝土拱桥出现了各种各样实际荷载试验时，荷载效率宜控制在0．80的病害，直接影响到桥梁结构的正常使用和安全1．05之间[。通行【21。因此，对既有钢筋混凝土拱桥进行检查、检根据当前的试验规程，并结合所研究桥梁的测和评定，确定其当前的技术状况、使用性能和承实际情况，具体荷载试验的工况设置如表1

4、所列。载能力就显得异常重要。表1试验工况表本文以一座典型的钢筋混凝土拱桥为例，通工况序号工况名称过现场加载试验来对其承载能力进行评定，进一IL截面最大正弯矩加载工况步明确钢筋混凝土拱桥荷载试验的步骤和重点，II拱顶截面最大正弯矩加载工况对同类型桥梁的检测和评定有借鉴作用。III拱脚截面最大负弯矩加载工况为了最有效地进行荷载试验，通常需要在影响1桥梁概况线最大值附近区域进行最不利加载，因此就有必某上承式钢筋混凝土肋拱桥，一孔跨河，拱轴要根据确定的各个工况计算相应截面的内力影响线为悬链线。桥梁全长66m，

5、拱肋净跨径为45m，线，从而为试验加载提供理论指导。采用有限元方净矢高为7．5m，矢跨比为1／6，拱轴系数为1．347。法建立如图1所示的桥梁空间有限元模型。该桥的设计荷载为汽车一15级，桥面宽度为净一4．5m(行车道)+2×0．25m(安全带)。桥梁的主拱拱肋、横隔板、立柱、盖梁、行车道连续板等均为现浇钢筋混凝土结构，其中拱肋采用30#混凝土，横隔板、立柱、盖梁、行车道连续板等采用25#混凝土。两侧桥台采用重力式桥台，台图1桥梁空间有限元模型经过有限元分析，计算得到的各关键截面的内力身采用块石混凝土

6、，基础采用片石混凝土。影响线如图2～图4所示。在对桥梁进行理论分析的收稿日期：2012—12—06过程中，30#混凝土的弹性模量取为3．03×104MPa，作者简介：甘袁华(1963一)，女，四川邻水人，高级工程师，主要从事道路与桥梁工程设计研究工作。25#混凝土的弹性模量取为2．85Z10MPa。学兔兔www.xuetutu.com2013年4月第4期城市道桥与防洪桥梁结构1052l罂醯0根据确定的加载车辆和车辆布置方案，计算得蛋箍一一一32l0l23到在试验荷载作用下对应于汽车一15级级荷载，1／

7、,l踌截庙i弯矩黉．响线／t各荷载工况的荷载效率如表2所列。i{l表2荷载效率表}，＼、＼f＼／／＼＼、一，一—图2U4截面弯矩影响线在荷载试验过程中，采用分级加载方式，加载，，前读取初始读数，每级加载待变形稳定后读数，加+载完毕后卸载，加载分级如表3所列。i

8、表3各荷载工况加载分级＼／I2。1I1。一距／m加拍。。图3拱顶截面弯矩影响线／／／、、I拱截面弯镉景；响线一／⋯／

9、＼、＼／＼／跑禺／图4拱脚截面弯矩影响线试验荷载一方面应保证结构的安全性，另一方3测试项目及测点布置面又应要求能够充分暴露结构

10、的承载能力圈。在保证根据当前的试验规程和现场实际情况，在试验荷载试验效率的基础上，根据当地能够获得的车辆荷载作用下，主要对桥梁关键截面的应力应变、挠条件，最终采用的试验车辆为2辆4轴载重汽车，1#度和裂缝等项目进行观测。车的载重为450．0kN，2#车的载重为230．0kN。应变测点主要布置在下游拱肋的L／4截面、拱根据影响线形状、确定的加载车辆，并在保证顶截面和拱脚截面，每个截面布置两个应变测点，达到荷载试验效率的基础上，各加载工况试验车分别位于截面上