钢板加固后刚架拱桥承载能力评定.pdf

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1、粱嘉彬等：钢板加固后刚架拱桥承载能力评定41钢板加固后刚架拱桥承载能力评定梁嘉彬，刘汝生(兰州交通大学土木工程学院．兰州780070)【摘要】某桥为一座新加固的钢筋混凝土刚架拱桥。通过荷载试验，可检验桥梁结构的设计与施工质量，判断桥梁结构实际承载等级，为评定其性能提供必要的依据。同时，可为完善同类结构分析理论积累资料。【关键词】刚架拱桥；静载试验；动载试验【中图分类号】TU392．4【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2012)01—0041—03刚架拱桥是交通部公路科学研究所的科研成果，某刚架拱桥始建于1986年，全长83．3m，桥面净它是钢筋混凝土拱式结构，是在双曲拱

2、、桁架拱、肋拱空：7m+2×0．75m。主跨上部结构为一跨40m刚架拱和斜腿刚构等结构型式基础上研制发展起来的一种桥，见图1。主跨的刚架拱的矢高5m，矢跨比1／8。拱新桥型，属于有推力的高次超静定结构。具有构件片原采用矩形截面共三个拱片，每个拱片由拱腿(直少，自重轻，经济指标较先进等优点，在我国得到了广线段)，实腹段(底弧为二次抛物线)、弦杆、斜撑组成，泛应用。刚架拱桥具有许多优点的同时也存在不少的拱片间用横系梁联结。原设计荷载为汽一2O，挂一问题，刚架拱桥结构的特点带来一个致命的问题就是100。经检查该桥在使用过程中拱肋出现大量较宽裂刚架拱桥的整体性较差，横向稳定性不够，导致桥梁结

3、缝，使该桥承载能力降低，影响桥梁使用。因此对该桥构产生病害，如：微弯板开裂断板乃至穿孔、塌陷、拱脚进行了钢板加固维修。加固设计标准：①设计荷开裂、主拱肋负弯矩区开裂等，有许多刚架拱桥己成为载：公路II级；②桥面净空：7．5m+2×0．5m。为了全危桥，严重影响车辆的正常运行。因此，对刚架拱的维面了解钢板加固后的刚架拱桥实际状况和承载能力修加固的研究具有十分重要的实际意义。是否达到加固目的并提供数据依据，因此需要进行荷1工程概况载试验。塑下游上游3#拱2#／I~l并拱图1全桥上部结构示意图2荷载试验方案2．1静载试验[5]李刚。程耿东．基于模糊综合评判的结构寿命周期总费用评估[J]．土

4、木工程学报，2005，38(6)：115—121．参考文献[6]徐晓红．刘国光，赵彩荣。刘宝堂．模糊综合评判方法在建筑结构选型中的应用[j]．建筑经济，2009，(s1)：24—26．[1]王恩茂，刘晓君，刘振奎．节能住宅全寿命周期费用研究[7]张尚根，陈灿寿，夏炎．深基坑支护方案的模糊优选模型及[J]．建筑经济，2006，(6)：89—92．其应用[J]．岩石力学与工程学报，2004，23(12)：2046．[2]刘玉明，刘长滨．基于全寿命周期成本理论的既有建筑节能经济效益评价[J]．建筑经济，2009，(3)：58—61．[收稿日期]2011一o9—3Of3]刘国光．杭州来福士广

5、场复杂超高层结构选型分析【J]．广东[作者简介】薛勇(1977一)。男，天津人，工程师，从事建筑土木与建筑，20o8，(9)：9一l1．结构抗震设计。【4]郭艳红，秦旋，林格．基于全生命周期的建筑节能多级模糊综合评价[J]．建筑科学。2009．25(8)：9一l5．42低温建筑技术2012年第1期(总第163期)表1试验车辆参数t2．2动载试验根据该钢架拱桥主体结构的构造特点和结构受力特征，从典型性和代表性方面考虑并完成振动测点的布置。分别在桥梁上游侧跨中、L／4截面、3L／4截面布置竖向及横向振动传感器测点，在跨中1}}、2#拱肋(从上游至下游依次为1#、2撑、3#拱肋)下缘外包钢

6、板桥梁位移测点分别布置在桥台、跨中、四分点、拱表面布置动应变测点。当试验车辆以20、30、40、脚的下翼缘。刚架拱应变测试断面为L／4截面、跨中；45km／h四个速度等级通过桥跨并激起桥梁振动时，测应变测点布置在拱肋外包钢板及外露混凝土表面的定其固有频率、阻尼比、振型、行车响应等动力参量，从上、下翼缘见图2，静载实验分为二个工况：工况1而判定桥梁结构的整体刚度、行车性能。为纵桥向拱顶跨中断面最大正弯矩布载，横桥向为中3实验数据分析载；工况2纵桥向按照拱肋L／4断面最大弯矩布载，横3．1静载试验结果及分析桥向为偏载。r_]1-6旺：一口二Ⅱ1-21-12-32-23—3l号拱拱顶2号拱

7、拱顶3号拱拱顶3号拱Id4注：中一代表钢板表面应变片q一代表混凝土表面应变片图2拱顶、I，4截面应变测点布置图3．1．1拱顶截面应变测试结果20％。从试验结果来看，试验荷载作用下，各个测点工况1逐级加载到满载时拱顶计算应变、实测应的应力校验系数均未超出常值范围0．40—0．80；测试变、相对残余应变测试结果见表2。应变较小时，相对残余应变较大；试验荷载下，未观测在工况1时拱顶截面承受的最大正弯矩实测应变到新裂缝产生表明混凝土拉应力小于极限拉应力性值校验系数