某旧双曲拱桥荷载试验与结构评定.pdf

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1、DOI：10．3969／j．issn．1672—4011．2013．03．016某旧双曲拱桥荷载试验与结构评定陈泉(长沙理工大学，湖南长沙410000)摘要：对某旧双曲拱桥进行静力和动力荷载试验，详细介绍了荷载试验的全过程，通过现场荷载试验，测试了该桥的各种力学性能指标，并将试验结果与理论分析结果进行对比分析，了解桥梁结构在试验荷载作用下的实际工作状态，从而判断桥梁的承载能力能否满足现行荷载等级(公路一II级)要求，评价桥梁的营运质量。关键词：双曲拱桥；荷载试验；结构评定中图分类号：TU375．5文献标志码：B文章编号：1672—4011(2013)0

2、3—0031—041工程概况某桥为三孔净跨径30．0m的钢筋混凝土双曲拱桥，拱轴线为悬链线，矢跨比为1／7；主拱圈由7条矩形截面拱肋，6道预制拱波组成；空腹式(腹拱)拱上建筑，侧墙和腹拱立墙采用浆砌料石；下部结构为砌石重力式墩台。桥梁概貌见图l。该桥修建于1987年，原设计荷载为：汽车一20，挂一100。随着该桥交通流量的增大，现行荷载要求为公路一II级，为了判定该桥的整体质量是否满足现行荷载要求，对该桥进行了荷载试验(包括静载试验与动载试验)以对桥梁的承载能力和使用性能作一次全面的技术状况评估，确保该桥在正常营运期间的使用安全。2拱腹线形测量图1桥梁

3、概貌由于该桥设计图纸缺失，试验前，对该桥试验跨的拱腹线形进行测量，从而运用midas／civil有限元分析软件进行结构计算。采用全站仪等工具，距离1m左右一个测点，把各测试点的数据导入CAD描绘出拱腹线形，本次试验跨为第3跨，第3跨主拱圈拱腹线形见图2。通过对测量数据绘制的线形进行分析可知该桥拱轴线较平滑，未发现现形的突变及异常情况。根据拱轴线坐标值，进行回归分析，确定该桥拱圈为拱轴系数m=1．687的悬链线拱。作者简介：陈泉(1984一)，男，湖南益阳人，工程师，主要从事桥梁隧道检测方向研究。昌魁恒莨罂7＼／＼／＼／＼3静载试验图2主拱圈拱腹线形3．

4、1试验荷载确定根据现场条件和试验跨选取原则，对第3跨进行静载试验。试验各工况下所需加载车辆的数量，将根据设计标准活载产生的某工况下最不利效应值按照静载效率系数换算得到，再考虑加载车辆的来源以及试验时加载车辆容易调头等因素。在试验中对每辆车需进行配重、过磅、编号，使加载车轴重达到试验要求，并保证试验过程中不发生明显的变化。经计算本次荷载试验需要装载后总轴重为465kN的加载车2台。3．2试验工况及车辆布置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。工况I。第3跨拱顶截面最大正弯矩，通过计算确定，静载试验需要2台加载试验车，跨中截面弯矩影响

5、线见图3，车辆布置见图4。图3第3跨拱顶截面弯矩影响线郴州市人行道．．器。一。幽瓜互蜀i小匹三到；J人行道豁。图4工况I车辆布置(单位：m)工况II。第3跨3L／4截面最大正弯矩，通过计算确定，静载试验需要2台加载试验车，3I_,／4截面弯矩影响线见图5，车辆布置见图6。工况Ⅱl。3。台拱脚截面最大负弯矩，通过计算确定，静载试验需要2台加载试验车，3’台拱脚截面弯矩影响线见图7，车辆布置见图8。圈5第3跨3L／4截面弯矩影响线郴州市人行道．6．9前进方向11t·。』I；o●●-------一l^_L—．dIrrr]悸人行遭圈6工况Ⅱ车辆布王(单位：m)

6、田73’台拱脚截面弯矩影响线郴州市凡行道豁。．9．3二。蚴向匝三盈至a匹三型要^●人行遣竺．圈8工况m车辆布王(单位：m)3．3静藏试验效率确定静力荷载试验各测试工况的荷载大小和加载位置时，采用静力荷载试验效率仇进行控制。仇宜介于0．95～1．05之间，静力试验荷载的效率按下式计算：置吼。双而式中置一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；S一控制荷载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；弘一按规范取用的冲击系数值；仇一静力试验荷载效率，应介于O．95～1．05之间。在已有技术资料的基础上，本次试

7、验采用Midas／civil有限元分析软件对该桥进行理论计算分析。各工况荷载效率系数见表1。表1荷载效率系数计算表项目／(kN·m)工况I(拱顶截面最大正弯矩)179．8179．799．9工况II(3L／4截面最大正弯矩)88．187．399．1工况in(3’台拱脚截面最大负弯矩)一168．2一166．999．2由表1可知，0．95<-q。<1．05，符合<公路桥梁承载能力检测评定规程>(JTG／TJ21—2011)中的要求。3．4静栽试验结果(1)应变观测。对第3跨跨中截面的1。一4。拱肋、3L／4截面和3’台拱脚截面的1。～7。拱肋应变进行测量。应

8、变测点具体布置见图9。l秧肋2徽肋3秧肋4快肋5铁肋6秧肋7快肋水流方向a)第3i／-垮ee截