加固后的双曲拱桥承载力评估试验研究.pdf

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1、第38卷第3期四川建筑科学研究2012年6月SichuanBuildingScience85加固后的双曲拱桥承载力评估试验研究张彬彬，曹万林，王海城，张建伟(1．北京工业大学建筑工程学院，北京100124；2．中国建筑科学研究院，北京100013)摘要：主桥为8X60(rf1)等截面箱肋单波双曲拱的中曹司大桥，经过21年的营运使用导致桥体积累了许多病害，为了解该桥的结构性能和承载能力，保证该桥正常使用，对该桥进行了加固，并对其加固前后进行了结构检算和鉴定性荷载试验，以测试其加固前后的实际承载力，检验加固效果。试验结果表明，该桥加固效果明显。其加固和评定方法为同类桥梁的加固和承载

2、能力的鉴定提供了有益参考。关键词：双曲拱桥；荷载试验；加固改造；承载力中图分类号：U446．3文献标识码：B文章编号：1008—1933(2012)03—085—04大桥于1988年6月开工建设，1990年5月竣工，桥0引言长654．2m，跨越两条公路、两条铁路，大桥主桥为8双曲拱桥具有结构新颖、节省材料、便于施工、×60(m)等截面箱肋单波双曲拱桥，采用钢管脚手造价低廉等优点，自1964年在我国首创并建成之架搭设空腹式拱架现浇施工，拱轴线为悬链线，Lo=后，在以前公路桥梁建设中得到了广泛应用。然而60m,fo=10m，矢跨比1／6，拱上建筑为梁式，采用在双曲拱桥的使用过程中，

3、出现了不同程度的病害圬工横墙支承钢筋混凝土桥面板。西侧引桥为1跨和损伤引，在役双曲拱桥承载能力备受桥梁界关13m简支板，东侧引桥为8×13(m)简支板。桥梁注。目前针对这种桥型的加固前后结构性能和承载全宽12．5m，桥面布置为：0．5m防撞护栏+1．25m能力评定相关文献较少，因此，贵阳市中曹司双曲拱人行道+9m车行道+1．25m人行道+0．5m防撞桥的加固及承载能力鉴定方法对该类拱桥的加固和护栏。桥面铺装为9cm厚混凝土铺装。桥梁设计加固前后的结构承载能力鉴定具有借鉴意义J。荷载为汽超一20，验算荷载为挂一120，人群荷载3．5kN／m，立面如图1所示J。经过21年的营运1工

4、程概况使用，现需要鉴定该桥是否满足公路一I级荷载的贵阳市中曹司大桥位于贵阳绕城公路南二环，承载能力使用要求。图1立面示意(单位：em)2．1主拱圈2加固设计根据圬工拱桥的特点采用增大截面法加固拱根据结构有限元受力分析，结构检算中主拱圈脚。拱脚增大截面加固区段为拱脚至2(1O)立柱部分拱脚截面强度不满足公路一I级荷载的承载能范围，采用C50混凝土，拱肋上新增混凝土厚度为力要求，但按2车道公路一I级荷载标准拱脚截面20cm至10cm，拱波上新增混凝土厚度为10cm，拱超限幅度较小，因此可对其进行加固改造刮。肋处新增混凝土厚度沿拱肋顶板从拱脚起按直线变化。2．2拱上横墙收稿日期：20

5、12-03—19作者简介：张彬彬(1976一)，男，高工，博士研究生，研究方向为工程对既有裂缝进行修补，在出现裂缝的横墙处设结构的检测与鉴定。置预应力碳纤维板和粘贴抗剪钢板，同时，对部分空基金项目：北京市科技计划重大项目(I)09050603720000)E—mail：betczbb@126．eom腹式横墙设置混凝土拉杆，对横墙下横系梁设置预86四川建筑科学研究第38卷应力碳纤维板。3．2动力荷载试验测试2．3主桥行车道板动力荷载试验主要包括H引：①脉动试验：桥梁为封闭装配式行车道板板底裂缝及抑制裂缝发结构的自振特性参数测试；②跑车、跳车试验：在外展，采用板底纵向粘贴碳纤维布进

6、行加固处治，处治部激励作用下，桥梁的动力响应测试；③动应变测试范围在每块板底跨中4．05m范围内粘贴1层纵向截面应变观测：在混凝土表面粘贴应变片，以动态电碳纤维布，每块宽度25cm，相邻间距15cm，共3阻应变仪自动扫描观测混凝土表面应变，动应变控块。制截面如图4所示。为封闭现浇行车道板板底裂缝及抑制裂缝发小河金竹’。。。一ZD4ZD1I‘。。一展，采用板底粘贴纵向碳纤维布的同时，横向设置碳∈ZD6llZD7lIIl7n0II纤维板进行加固处治。纵向碳纤维布加固范围在板2拱座昌昌昌3t墩4墩5墩6墩底跨中4m范围内粘贴1层纵向碳纤维布，每块宽度20cm，相邻间距10cm，共22

7、块。横向碳纤维板图4动应变控制截面示意设置3道。相邻间距为2m。2．4桥面铺装4加固前的荷载试验桥面铺装全部凿除后重新施工，重新铺装1Ocm厚C40混凝土+7em沥青混凝土桥面铺装。在4．1静载试验桥面现浇混凝土内设置竖向连接钢筋使混凝土铺装4．1．1荷载效率层参与桥面板受力，提高行车道板的承载能力；在铺桥梁原设计荷载为汽超一20，验算荷载为挂装层内设置横向加强钢筋，改善车行道板横向连接。一120，人群荷载3．5kN／m，本次试验以汽超一20作为控制荷载，考虑到该桥营运21年，试验荷载效3荷