某雙曲拱橋靜力荷載試驗(yàn)與結(jié)構(gòu)評(píng)定.pdf

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1、某雙曲拱橋靜力荷載試驗(yàn)與結(jié)構(gòu)評(píng)定袁露羲(湖南城市學(xué)院．湖南益陽413000)摘要：筆者通過對(duì)某雙曲拱橋進(jìn)行靜力荷載試驗(yàn)。探討了雙曲拱橋的靜栽試驗(yàn)方法與結(jié)構(gòu)分析方法．根據(jù)測(cè)試結(jié)果對(duì)工程實(shí)例進(jìn)行了評(píng)價(jià)分析，評(píng)定了該橋目前的整體受力性能。關(guān)鍵詞：雙曲拱橋；靜力荷載試驗(yàn)；整體性能中圖分類號(hào)：u448．22+1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1672—4011(2012)05一0098—03l工程概況某橋?yàn)榛炷岭p曲拱橋，建成于1972年，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，該橋凈跨為3×15．Om，凈矢高為2．6m，凈矢跨比為O．173。橋面全寬12．5m，其中行車道凈寬8．0m，人行道凈寬

2、2×2．0m，設(shè)計(jì)荷載為城市一B級(jí)。該橋概貌見圖l。隨著當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展，該橋交通量逐年遞增，且出現(xiàn)橋面破損、拱圈滲水等病害，為了判斷該橋橋跨結(jié)構(gòu)實(shí)際受力狀況和工作狀態(tài)，評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能和工作性能，判斷其結(jié)構(gòu)承載力能否滿足現(xiàn)有荷載及未來一段時(shí)問交通流量增長的要求，通過靜載試驗(yàn)對(duì)該橋的承載能力和使用性能作一次全面的技術(shù)評(píng)估，確保該橋在正常營運(yùn)期間的使用安全。j?—翟籬≯1iI‘p翟2靜載試驗(yàn)圖l橋梁概貌2．1試驗(yàn)荷載確定為了檢測(cè)橋梁關(guān)鍵截面的受力、變形及橋梁的運(yùn)營安全系數(shù)，按試驗(yàn)構(gòu)件截面“等效內(nèi)力”原則確定每次加載時(shí)汽車總數(shù)量和排列位置，使加載汽車組成的

3、荷載與設(shè)計(jì)荷載在該截面產(chǎn)生的內(nèi)力基本相等。對(duì)各測(cè)試截面活載內(nèi)力進(jìn)行計(jì)算分析，確定靜載試驗(yàn)時(shí)荷載的大小。本次靜載試驗(yàn)需裝載后總重為275kN的加載車兩臺(tái)。2．2試驗(yàn)工況確定采用midaS／civil有限元分析軟件對(duì)該橋進(jìn)行仿真分析。根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)受力情況，選取該橋第2跨作為試驗(yàn)跨，選取第2跨跨中截面、L／4截面及1’墩處拱腳截面作為控制截基金項(xiàng)目：湖南省教育廳科研基金資助項(xiàng)目(10C0502；10C0504)面。該橋橋型布置見圖2，橫斷面圖見圖3。o．臺(tái)1‘墩2‘墩3‘臺(tái)圈2橋型布置圖下游『≮萬i芙7麗麟l。肋2。肋3’肋9‘肋lO’肋lI‘肋圖3橫斷面圖

4、為了檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)承載力是否滿足設(shè)計(jì)荷載要求，確定橋梁能否正常使用。按施工檢測(cè)性質(zhì)，屬“評(píng)估荷載試驗(yàn)”，即最大試驗(yàn)荷載為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的荷載。橋梁的靜力試驗(yàn)按荷載效率仉來確定，靜力荷載效率仇計(jì)算式為：”蒔齋(1)式中，S。為靜力試驗(yàn)荷載作用下，某一加載試驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的加載控制截面內(nèi)力或變位的最大計(jì)算效應(yīng)值；5為控制荷載(城市一B級(jí))產(chǎn)生的同一加載控制截面內(nèi)力或變位的最不利效應(yīng)計(jì)算值；肛為按規(guī)范取用的沖擊系數(shù)值。按拱橋受力與變形特點(diǎn)，本次試驗(yàn)對(duì)該橋考慮了3種靜載試驗(yàn)工況。各工況下的荷載效率系數(shù)見表1，由表1可知：1．05至仇姜0．95，符合《公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)

5、定規(guī)程》(J’rG／TJ21—2011)的要求。表l荷載試驗(yàn)效率系數(shù)S·(1+弘)S，項(xiàng)目彎矩控制點(diǎn)'7目(kN·m)工況I(第2跨拱頂6。拱肋29．4100．O截面最大正彎矩)工況Ⅱ(第2跨從截面最大正彎矩)6。拱肋34．635．1101．4工況Ⅲ(1。墩拱腳截6‘拱肋一45．9—44．997．8面最大負(fù)彎矩)在已有技術(shù)資料的基礎(chǔ)上，本次試驗(yàn)采用Mid∞／civil有限元分析軟件對(duì)該橋進(jìn)行理論計(jì)算分析。實(shí)際靜載試驗(yàn)時(shí)由表l可知：1．05≥仉≥0．95，符合《公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程》(JTC／TJ21—2011)的要求。2．3測(cè)點(diǎn)布置與觀測(cè)方法(

6、1)撓度觀測(cè)。根據(jù)荷載試驗(yàn)計(jì)算及設(shè)計(jì)要求，遵循測(cè)點(diǎn)布置的必要性、適量性及方便觀測(cè)的基本原則，選取第2跨6。拱肋的M、耽和3洲截面進(jìn)行撓度測(cè)試，本次試驗(yàn)采用千分表對(duì)測(cè)試截面進(jìn)行位移觀測(cè)。(2)應(yīng)變觀測(cè)。根據(jù)荷載試驗(yàn)計(jì)算及設(shè)計(jì)要求，遵循測(cè)點(diǎn)布置的必要性、適量性及方便觀測(cè)的基本原則，選取第2跨忱截面l。一6。拱肋進(jìn)行應(yīng)變測(cè)試，本次試驗(yàn)采用靜態(tài)電阻應(yīng)變儀對(duì)測(cè)試截面進(jìn)行應(yīng)變觀測(cè)。(3)裂縫觀測(cè)。對(duì)全橋特別是跨中、支座等敏感部位一一k江iJ灞剃萋穗_在加載前后均進(jìn)行仔細(xì)的裂縫觀測(cè)。首先用目測(cè)搜尋有元裂縫，如發(fā)現(xiàn)裂縫，則用裂縫觀測(cè)儀測(cè)量其寬度，用鋼尺測(cè)量其長度。2．

7、4試驗(yàn)工況及車輛壽星(1)工況I：第2跨拱頂截面最大正彎矩。通過計(jì)算確定，靜載試驗(yàn)需用2輛加載試驗(yàn)車。拱頂截面彎矩影響線見圖4，車輛布置見圖5。一。嬲j：坦m允；～～．蘸圖4第2跨拱碩截面彎矩影響線人行遭L*．U．．nI7。。‘卜前進(jìn)方向l占I一=I2·：p跨中人行道圖5工況I車輛布置(單位：m)(2)工況Ⅱ：第2跨Ⅲ截面最大正彎矩。經(jīng)過計(jì)算確定，靜載試驗(yàn)需用2輛加載試驗(yàn)車。第2跨∥4截面彎矩影響線見圖6，車輛布置見圖7。曩i簍一一l姍二一，～一麟圖6第2跨從截面彎矩影響線。：l^75·人行道’I．r4”：8I·’弘——一；全I(xiàn)2．卜跨}人行道圖7工況

8、Ⅱ車輛布置(單位：m)(3)工況Ⅲ：1’墩拱腳截面最大負(fù)彎矩。經(jīng)過計(jì)算確定，靜載試驗(yàn)需用2輛加