在役钢筋混凝土旧拱桥的现场检测和模型试验研究

《在役钢筋混凝土旧拱桥的现场检测和模型试验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基金项目：吉林省公路交通厅资助项目作者简介：范颖芳（1972.5~），女，河南开封市人，副教授，博士后，主要从事老化结构健康诊断和安全性评价研究。在役钢筋混凝土旧拱桥的现场检测和模型试验研究范颖芳1，周晶1，朱彤1，张学志2（1.大连理工大学海岸及近海工程国家重点实验室,辽宁,大连116024）（2.吉林省公路管理局,吉林,长春,130021）摘要：本文对一座服役了三十余年的钢筋混凝土旧拱桥进行了结构损伤检测，对桥梁进行了现场检测、结构静动力有限元计算和模型试验，三者的结果吻合良好。以大桥的动力特性

2、作为大桥“健康”状况的指纹，尝试利用对主拱圈局部增加质量块改变结构阻尼，从而改变结构固有频率和振型。得到了不同情况下结构动力特性的演变过程，为在役桥梁结构损伤识别的研究建立了新的基础。关键词：拱桥，健康检测，有限元分析，模型试验HealthMonitoringofanOldReinforcedConcreteArchBridgeFANYing-fang1，ZHOUJing1，ZHUTong1，ZhangXue-zhi2(1．StateKeyLaboratoryofCoastalandOffshore

3、Engineering,DalianUniversityofTechnology,Dalian116024,China)(2．JilinHighwayManagementBureau,Changchun,130021,China)Abstract：Fieldtestswereconductedonareinforcedconcretearchbridge,whichhasbeeninserviceformorethan30years.FEManalyseswerefulfilledforthesta

4、ticanddynamicpropertiesofthebridge.NumericalresultsachievedbyFEMshowgoodagreementwiththefieldtestresults.Scaledmodelofone-spanbridgewasfabricatedbyorganic-glasses.Dynamictestswereperformed.Itisshownthatdynamicpropertiesofthemodelachievedbythemodeltests

5、canwellreflectthestructuraldynamicproperties.Theevolvingprocessesofthestructuraldynamicpropertiesarederived.KeyWords：archbridge,healthmonitoring,FEManalysis,modeltest1引言桥梁结构造价动辄几亿甚至几十亿元，在交通、军事和社会生活等方面有着重要的战略意义。钢筋混凝土桥梁使用寿命多长，是人们一直在努力探索的问题。如许多其他基础设施一样，大型

6、桥梁也是一个土木工程，要经受“壮年、老年和死亡”三个阶段，在其服役期间，要经受外界因素的侵袭和内部因素的影响。环境侵蚀与腐蚀、车辆与风的动力荷载等都是造成桥梁结构累积损伤和抗力衰减以及影响桥梁使用寿命的重要因素。这些环境载荷作用、疲劳效应、腐蚀效应和材料老化等不利因素的影响将造成混凝土桥梁结构不可避免地产生损伤积累、抗力衰减，甚至导致突发事故。据统计，全世界桥梁每年因损伤、超载和极端荷载（不包括地震）将造成近40余座桥梁发生倒塌，如今在美国近60万座桥梁中性能不足和有功能缺陷的占28.6%，美国19

7、91年仅用于修复由于耐久性不足而损坏的桥梁就耗资910亿美元；目前每年桥梁投资90%用于更新维修旧桥，只有10%用于新建桥梁；我国现有的1500余座公路桥梁中，约有30%以上存在不同程度的结构性缺陷和损伤；我国近年来也出现过几次重大桥梁事故。我国现有道路上的桥梁是在不同的时期按不同的技术标准修建的，因此其承载力显然不同。特别是对于建国前建造的桥梁，其标准与现有通行车辆轴重不相适应，显得过低。加上近年来，由于超重车辆越来越多，对桥梁承载能力的要求也就越来越高。桥梁承载力不足是当前桥梁维修加固工作的主要

8、问题。对那些承载能力过低，或遭受严重破坏，已不能正常发挥作用的桥梁，需要对车辆11通行加以限制。然而对这部分危桥危险到什么程度，能通过多大重量的车辆仍不甚明确。因此对一些老、旧桥梁的性能、可靠性及抗灾害能力的评价，是普遍关注的重要课题，也是一个急需解决的实际工程问题。公路旧拱桥的健康检测和损伤机理的研究工作具有十分重要的意义。近年来，有关桥梁损伤机理及诊断与健康检测的研究工作已成为国际上的研究热点。为了进行桥梁的损伤检测，一方面不少学者在实验室和现场对桥梁结构开展了广