某双曲拱桥静力荷载试验与结构评定.pdf

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1、某双曲拱桥静力荷载试验与结构评定袁露羲(湖南城市学院．湖南益阳413000)摘要：笔者通过对某双曲拱桥进行静力荷载试验。探讨了双曲拱桥的静栽试验方法与结构分析方法．根据测试结果对工程实例进行了评价分析，评定了该桥目前的整体受力性能。关键词：双曲拱桥；静力荷载试验；整体性能中图分类号：u448．22+1文献标识码：B文章编号：1672—4011(2012)05一0098—03l工程概况某桥为混凝土双曲拱桥，建成于1972年，经现场测量，该桥净跨为3×15．Om，净矢高为2．6m，净矢跨比为O．173。桥面全宽12．5m，其中行车道净宽8．0m，人行道净宽

2、2×2．0m，设计荷载为城市一B级。该桥概貌见图l。随着当地经济的发展，该桥交通量逐年递增，且出现桥面破损、拱圈渗水等病害，为了判断该桥桥跨结构实际受力状况和工作状态，评价结构的力学性能和工作性能，判断其结构承载力能否满足现有荷载及未来一段时问交通流量增长的要求，通过静载试验对该桥的承载能力和使用性能作一次全面的技术评估，确保该桥在正常营运期间的使用安全。j?—翟篱≯1iI‘p翟2静载试验图l桥梁概貌2．1试验荷载确定为了检测桥梁关键截面的受力、变形及桥梁的运营安全系数，按试验构件截面“等效内力”原则确定每次加载时汽车总数量和排列位置，使加载汽车组成的

3、荷载与设计荷载在该截面产生的内力基本相等。对各测试截面活载内力进行计算分析，确定静载试验时荷载的大小。本次静载试验需装载后总重为275kN的加载车两台。2．2试验工况确定采用midaS／civil有限元分析软件对该桥进行仿真分析。根据桥梁结构受力情况，选取该桥第2跨作为试验跨，选取第2跨跨中截面、L／4截面及1’墩处拱脚截面作为控制截基金项目：湖南省教育厅科研基金资助项目(10C0502；10C0504)面。该桥桥型布置见图2，横断面图见图3。o．台1‘墩2‘墩3‘台圈2桥型布置图下游『≮万i芙7丽麟l。肋2。肋3’肋9‘肋lO’肋lI‘肋图3横断面图

4、为了检验结构承载力是否满足设计荷载要求，确定桥梁能否正常使用。按施工检测性质，属“评估荷载试验”，即最大试验荷载为设计标准规定的荷载。桥梁的静力试验按荷载效率仉来确定，静力荷载效率仇计算式为：”莳斋(1)式中，S。为静力试验荷载作用下，某一加载试验项目对应的加载控制截面内力或变位的最大计算效应值；5为控制荷载(城市一B级)产生的同一加载控制截面内力或变位的最不利效应计算值；肛为按规范取用的冲击系数值。按拱桥受力与变形特点，本次试验对该桥考虑了3种静载试验工况。各工况下的荷载效率系数见表1，由表1可知：1．05至仇姜0．95，符合《公路桥梁承载能力检测评

5、定规程》(J’rG／TJ21—2011)的要求。表l荷载试验效率系数S·(1+弘)S，项目弯矩控制点'7目(kN·m)工况I(第2跨拱顶6。拱肋29．4100．O截面最大正弯矩)工况Ⅱ(第2跨从截面最大正弯矩)6。拱肋34．635．1101．4工况Ⅲ(1。墩拱脚截6‘拱肋一45．9—44．997．8面最大负弯矩)在已有技术资料的基础上，本次试验采用Mid∞／civil有限元分析软件对该桥进行理论计算分析。实际静载试验时由表l可知：1．05≥仉≥0．95，符合《公路桥梁承载能力检测评定规程》(JTC／TJ21—2011)的要求。2．3测点布置与观测方法(

6、1)挠度观测。根据荷载试验计算及设计要求，遵循测点布置的必要性、适量性及方便观测的基本原则，选取第2跨6。拱肋的M、耽和3洲截面进行挠度测试，本次试验采用千分表对测试截面进行位移观测。(2)应变观测。根据荷载试验计算及设计要求，遵循测点布置的必要性、适量性及方便观测的基本原则，选取第2跨忱截面l。一6。拱肋进行应变测试，本次试验采用静态电阻应变仪对测试截面进行应变观测。(3)裂缝观测。对全桥特别是跨中、支座等敏感部位一一k江iJ灞剃萋穗_在加载前后均进行仔细的裂缝观测。首先用目测搜寻有元裂缝，如发现裂缝，则用裂缝观测仪测量其宽度，用钢尺测量其长度。2．

7、4试验工况及车辆寿星(1)工况I：第2跨拱顶截面最大正弯矩。通过计算确定，静载试验需用2辆加载试验车。拱顶截面弯矩影响线见图4，车辆布置见图5。一。嬲j：坦m允；～～．蘸图4第2跨拱硕截面弯矩影响线人行遭L*．U．．nI7。。‘卜前进方向l占I一=I2·：p跨中人行道图5工况I车辆布置(单位：m)(2)工况Ⅱ：第2跨Ⅲ截面最大正弯矩。经过计算确定，静载试验需用2辆加载试验车。第2跨∥4截面弯矩影响线见图6，车辆布置见图7。曩i篓一一l姗二一，～一麟图6第2跨从截面弯矩影响线。：l^75·人行道’I．r4”：8I·’弘——一；全I2．卜跨}人行道图7工况

8、Ⅱ车辆布置(单位：m)(3)工况Ⅲ：1’墩拱脚截面最大负弯矩。经过计算确定，静载试验需用2辆加