基于静动载试验的某连续刚架拱桥承载能力评定.pdf

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1、第8期广东土木与建筑No．82008年8月GUANGD0NGARCHIICTURECIVILENGINEERINGAUG2Oo8基于静动载试验的某连续刚架拱桥承载能力评定郭明泉1姜海波1陈荣卓2余朝阳2(1、广东工业大学建设学院广州510006；2、广东省公路工程质量监测站广州510500)摘要：某五跨连续刚架拱桥在运营多年后发现较多病害，故对其进行全面的外观检测及静动载试验．通过有限元计算分析确定相应的试验方案、实施及数据的分析处理等，对桥梁实际承载力和结构安全性进行了合理评价，并提出相应的加固措施及管养建议，可为类似工程提供

2、参考与借鉴。关键词：刚架拱桥；静动载试验；承栽能力；有限元分析；评价通过测试桥梁在动载作用下的响应．分析桥梁的频1概述率、阻尼和振型等模态参数，根据动力响应和模态参数进行桥梁的承载能力评定。随着社会经济发展．交通量的快速增长尤其是超重车的行驶使得公路桥梁负荷不断增大．许多早2工程概况期建造的桥梁均处于超负荷的运营状态此外．在外界自然条件等各种因素作用的影响下．桥梁结构终西枝江大桥新桥位于广东惠州市东出口路K2+究会产生各种病害和缺陷．以至严重影响桥梁的正常064．4处．于1992年底竣工通车．该桥全长245．8m，使用．在役桥梁

3、承载能力不足的问题Et益严重近年跨径组合为5x40m．上部结构为刚架拱桥．下部结构来桥梁安全事故频繁发生．使人们对桥梁的安全问为重力式桥墩．灌注桩基础．桥面总宽l6．1m．行车题日益关注．对运营桥梁承载能力的评估逐渐重视。道宽15m，设计荷载为汽一2O、挂一100。外观检查结国内外学者提出了多种承载能力评估的方法．目前果大致如下：以桥梁承载能力评估为重点的评估方法主要包括经(1)桥面系基本完好，只有第2跨÷及÷L处桥验系数法[引、基于设计规范的方法、基于荷载试验面分别出现3条和1条横向裂缝．最长约6．1m，宽约的方法、基于结构可

4、靠性理论的方法[4-5]、基于损伤lmm。局部有小坑槽，防撞栏有露筋锈蚀现象。力学和疲劳断裂的方法[]等(2)该桥经过10余年的运营使用，上部结构已荷载试验作为对桥梁结构承载能力最有效、最出现一定程度的缺损及病害．主要表现为拱脚及斜直接和最有说服力的评定手段⋯．在工程界被广泛撑开裂．2004年采用芳纶纤维包裹拱脚并加设斜撑采用本文结合工程实例对荷载试验法承载能力评加固后运营使用至今。检测中发现：第1跨1拱架定应用进行研究汕头侧大节点处有2条裂缝．最长52em．最大裂宽桥梁荷载试验分为静载试验和动载试验．其中静0．13mm：6#拱

5、架广州侧大节点有1条裂缝，长20cm，载试验是按照预定的试验目的及方案．将静止的荷载作用在桥梁的指∞定位置上．观测桥梁结构的静力位移及应变、裂缝等参量的变化，再根31斜搓据有关规范规程指标判断桥梁结构在荷载作用下的工作性能及使用能力桥梁荷载试验的目的是检验桥梁设计与施工质量．判断桥梁结构的实际承载能力．以及验证桥梁斜撑结构设计理论及方法动载试验是592008年8月第8期郭明泉等：基于静动载试验的某连续刚架拱桥承载能力评定AUG2008No．8最大裂宽0．18ram：第2跨病害情况较严重．其中1别为319．4，318．6，319．

6、8，316．8kN，加载分4级进行，其墩处1、36斜撑均有开裂现象．裂缝均出现在距加顺序为：0—319．4kN~638kN--*957．8kN一1274．6kN．固段10-40cITI处．由斜撑上表面向腹部开裂．最长为满载后持荷(0．51)h，卸载顺序为：1274．6kN一0，卸20cm，最大裂宽0．14ram，如图1所示；1肋拱脚出现载后连续观测(0．5～1)h1条横向裂缝，由拱肋顶面向下开裂，长20eIn，最大(1)挠度测点布置：在试验跨拱脚、÷、跨中、}L缝宽0．18mm此外．部分拱肋施工质量较差．存在较等主要控制断面纵向

7、布置挠度测点l5个．用N3精密多的蜂窝孔洞及露筋现象水平仪观测结构沿纵向变形曲线．测点布置如图4(3)墩台部分在外观检测中未见严重病害偏载侧N108N107N1)6N105N104N103N02N101＼／2静载试验汕头一拱⋯脚位移测点第1跨第2跨第3跨2．1结构有限元模型分析N207N2)6N205N204N加3N：02N201根据该工程设计、竣工、养护资料，以及外观检测结果、实桥测试数据等．采用桥梁专用计算分析软图4挠度测点平面布置图件MIDASCivi12006建立该桥空间结构有限元模型进行计算分析．全桥空间有限元模型如图

8、2所示(2)应力测点布置：在试验跨拱脚、跨中等主要模型建立中未考虑微弯板对全桥横向刚度的贡献．控制断面布置应变测点66个，测点布置如图5。也未考虑护栏刚度的影响对于已开裂构件应根据裂缝情况对构件刚度进行折减或用铰接来模拟9_：藜合理设置该桥的实际边界条件．考虑桩