在役圬工拱桥承载能力评定分析-论文.pdf

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1、在役圬工拱桥承载能力评定分析■陈昶(福建省交建公路工程有限公司，福州350004)摘要结合某在役圬工拱桥的桥梁承载能力评定，阐述运营期桥梁缺损状况检查、桥梁结构自振频率检测、荷载试验、桥梁结构检算以及最终承载能力评定的内容和方法。关键词圬工拱桥承载能力荷裁试验评价1工程概况性。某圬工拱桥于1981年开始动工修建，1985年2月自振特性试验表明，该桥实测竖向自振频率为建成投入使用。上部结构为跨径Lo=16m，Fo／Lo=1／5的6．46Hz，理论计算值为5．62Hz；竖向频率实测值与理空腹式圬工拱桥，全桥共1o跨，其中5跨一联。主拱圈论值的比值为1．15，该桥跨

2、结构竖向自振频率评定标厚度为0．75m。桥面铺装钢筋混凝土，桥面宽度为净度为1。该桥实测横向自振频率为1．21Hz，理论计算值6．00m行车道+2x0．75m护轮带。下部结构：桥墩为重为1．08Hz，横向频率实测值与理论值的比值为力式桥墩，桥台采用u型台。1．12，该桥跨结构横向自振频率评定标度为1。2评定目的5荷载试验评定该桥在运营过程中，由于承载、超载、交通事根据结构受力特性和病害情况，对桥跨结构的受故、环境变化、灾害侵袭等因素，造成桥梁建筑材料力控制截面进行静载试验，测定试验荷载作用下控制老化和结构损伤。通过对该桥进行外观检查、静动载断面的挠度变化情况。

3、在试验加载工况作用下，各控试验和承载能力评定，评估该桥的技术状况及承载能制截面的实测挠度及其与理论计算值的比较，如表2所力是否满足汽车一15级荷载等级要求。刁。3桥梁缺损状况检查评定从表2可以看出，第1跨跨中截面挠度校验系数为桥梁缺损状况检查以常规目测检查为主，辅以必0．84，相对残余挠度最大值为17．5％，第1跨L／4~3L／4要的仪器设备等，利用设备接近桥梁各部件仔细检查截面挠度绝对值之和的校验系数为0．88，相对残余挠度其外观质量和缺损情况，依据检查结果分析桥梁病害最大值为16．7％。第2跨跨中截面挠度校验系数为出现的初步原因，提出病害处理建议措施。检查

4、主要0．71，相对残余挠度最大值为11．9％，第2跨L／4和3L／4针对桥梁的桥面系、上部结构和下部结构等部位。该截面挠度绝对值之和的校验系数为0．73，相对残余挠度桥缺损状况检查的评定结果，如表1所示。最大值为10．3％。各测试截面挠度校验系数均小于规定的限值1．00⋯，相对残余挠度最大值均小于规定的20％L“。表1总体技术状况等级评定6桥梁结构检算6．1分项系数确定圬工拱桥应综合考虑桥梁结构或构件表观缺损状况、材质强度和桥梁结构自振频率等的检测评定结果，按下式(式1)确定该桥承载能力检算系数评定标4桥梁结构自振频率检测评定度D：在桥面无任何交通荷载以及桥址

5、附近无规则振源D=∑D_(1)的情况下，测定桥跨结构由于桥址处风荷载、地脉动式中：为某项检测指标的权重值，D为结构或等随机荷载激振而引起的桥跨结构微小振动响应，测构件某项检测指标的评定标度。试桥跨结构自振频率和振型，以分析桥跨结构自振特该桥承载能力检算系数评定标度计算如表3所示。福建交通科技2014年第3期曰表2各控制截面挠度分析注：(1)挠度向下为正；(2)校验系数11：实测值／理论值。表3承载能力检算系数评定标度载试验后的旧桥承载能力检算系数Z代替上式Z进行检算，根据查表5得Z：=1．03。表5经过荷载试验的承载力检算系数Z2值经过计算，该桥承载能力检算系

6、数评定标度D=2．1，可只进行承载能力极限状态截面强度和整体“强度一稳定”验算n，计算结果取受力最不利位置处的内注：对主要挠度测点和主要应力测点的校验系数，两力，承载能力检算公式如式2所示：者中取较大值；Z值可按‘值线内插。。s≤R(，∈aa)Z(2)6-2建模计算式中：^y。为结构的重要性系数，S为荷载效应函根据该桥现场实测资料，采用有限元结构分析软件数，R(·)为抗力效应函数，f=l为材料强度设计值，adMIDAS／CIVIL对该桥结构进行建模计算分析。主拱为结构的几何尺寸，z为承载能力检算系数，毛为截圈、腹拱圈采用梁单元模拟，全桥共划分为515各节面折减

7、系数。点，683个单元，按原桥设计标准，考虑了恒载、汽车截面损伤的综合评定标度R依据材料风化、物理荷载等荷载组合进行计算。有限元分析模型如图1所与化学损伤两项检测指标的评定标度，按式3进行计7算：R=∑0【Rj(3)式中：d为某项检测指标权重值，为某项检测指标的评定标度。该桥验算截面损伤的综合评定标度计算，如表4所。表4桥梁验算截面损伤综合评定标度图1圬工拱桥模型图6．3检算结果6．3．1截面强度检算该桥在承载能力极限状态荷载基本组合作用下，各检算截面的强度检算结果如表6所示。从表6可以看出，主拱圈结构在承载能力极限状态经过计算，该桥验算截面损伤综合评定标度R

8、=荷载基本组合作用下，拱顶和拱脚截面的