铁道建筑 ２０１３年第１０期 Ｒａｉｌｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ２ｌ 文章编号：１００３—１９９５（２０１３）１０－００２１—０３ 混凝土连续梁桥承载力评定分析 赵敏，魏渊博 （西安工业大学建筑工程学院，陕西西安７１００３２） 摘要：以一２０ Ｉｎ等跨立交桥为试验对象，介绍了此钢筋混凝土连续梁桥承载力试验的方法及加载过程。 通过静载和动载试验，获得了在试验过程中桥梁控制截面的挠度、刚度等随加载变化的规律，据此对桥 梁的承栽能力及安全性能进行分析说明，为今后类似桥梁的承栽力检测提供参考依据。 关键词：连续梁桥 承载力 分析评定 中图分类号：Ｕ４４６．１ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３．１９９５．２０１３．１０．０７ 交通基础设施特别是桥梁由于巨额的建设投资以 及对公共安全的直接影响，在国民经济发展中向来扮 演着重要角色。随着我国交通事业的发展，新建桥梁 越来越多，同时既有的许多桥梁亦逐渐进入了大修加 固阶段，桥梁管理者对桥梁的养护已日益重视。为了 适应交通运输载重量不断发展的要求，充分利用现有 的桥梁，使之能继续安全地为交通运输服务，根据交通 ⑨ ① ② 部颁布的《公路养护技术规范》要求，必须对桥梁进行 图１桥梁立面布置（单位：ｃｍ） 鉴定。 通过对桥梁的承载力进行检测，系统地收集当前 静载试验：①主梁控制截面混凝土的应变；②主梁 桥梁技术数据，积累技术资料，为加强桥梁科学管理和 控制截面的挠度；③观测主梁裂缝开展情况。 提高桥梁技术水平提供必要条件。同时，通过合理设 动载试验：①不同车速冲击下桥跨结构的加速度 计检测的方法，逐步建立桥梁健康监测系统，确保桥梁 和动挠度；②桥跨结构的自振频率；③桥跨结构的冲击 长期安全运营。 系数。 １ 工程概况及试验目的 ２试验方案和实施 １．１桥梁概况 ２．１ 静载试验 桥梁上部结构采用１．４ Ｉｎ高钢筋混凝土连续箱 ２．１．１ 测试截面的确定和测点布置 梁，桥墩采用圆柱桥墩，桥台采用轻型薄壁桥台，墩台 为了分析主梁在试验荷载下的混凝土应变和挠度 基础采用钻孔灌注桩基础。桥梁设计荷载：城市Ａ 状况，在截面１，截面２处横桥向各设置５个应变测点 级，验算荷载：挂．１２０。桥梁全貌如图１所示。 和５个挠度测试点，测取主梁在第一孔Ｌ／２和第二孔 １．２试验目的和内容 Ｌ／２处的挠度与应变；测试截面位置和测试内容见表 本次试验工作目的是：通过静载试验，测定桥跨结 １，测点位置布置见图２，图中的“一”表示应变片、“ ” 构的静力效应；通过动载试验，测定桥跨结构的动力性 表示挠度计。 能；进而对桥梁结构的承载能力进行综合评定。主要 表１控制截面及测试截面位置及内容 包括以下几个方面的试验内容。 控制截面位置和控制内力 测试截面位置和测试内容 耋霉 截面位置 控制内力 耋萼 截面位置 测试内容 收稿日期：２０１３—０５—１５；修回日期：２０１３—０７ ２５ 作者简介：赵敏（１９７Ｏ一），女，陕西杨陵人，副教授，硕士。 ２２ 铁道建筑 １： ’『● 『１ｔ ，１ １ １ ］ 巫 巫 图２挠度、应变测试点布置示意（单位：ｅｍ） 厂 图４工况ｔ、工况３横桥向中载示意（单位：ｍ） ２．１．２加载车辆 本次试验经计算共用８辆加载车。计算时取各辆 ｌ １ １ ｌ １ １ ｌ ｌ 车重的平均值，即前轴重６０ ｋＮ，中轴和后轴总重 ２４０ ｋＮ，车总重为３００ ｋＮ。试验车辆的轴重及轴距的 具体数值见表２和图３。 表２加载车轴重 ｋＮ 图３加载车辆示意 ２．１．３ 试验工况 与测试内容对应，主线桥采用４种加载工况。使 用桥梁专用程序绘出各控制截面的弯矩影响线图，根 据影响线及车道布置（计入车道折减）可确定各工况 中汽车荷载的位置。 工况１：顺桥向按Ａ截面正弯矩的最不利位置１ 排车布载，横桥向４辆车中载（图４），本工况共需４ 辆车。 工况２：顺桥向按Ａ截面正弯矩的最不利位置１ 排车布载，横桥向４辆车偏载（图５），本工况共需４ 辆车。 工况３：顺桥向按Ｂ截面正弯矩的最不利位置２ ］ 厂一 图５工况２、工况４横桥向偏载示意（单位：ｍ） 排车布载，每排横桥向４辆车中载，本工况共需８ 辆车。 工况４：顺桥向按Ｂ截面正弯矩的最不利位置２ 排车布载，每排横桥向４辆车偏载，本工况共需８ 辆车。 ２．２动载试验 在静载试验完成后进行动载试验，每种跑车试验 均实施２次，各次试验的间隔时间不少于５ ｍｉｎ，以便 结构恢复弹性变形，保证测试结果的可靠性。 动载试验采用静载试验重车作为动载试验荷载， 试验车分别以２０ ｋｍ／ｈ，３０ ｋｍ／ｈ，４０ ｋｍ／ｈ的速度匀速 通过桥梁结构；测取加速度和动挠度，分析其频率、阻 尼比及最大动挠度，并根据最大动挠度与相应静挠度 的比值，求出桥梁的冲击系数。 ３静载试验结果与分析 通过对各加载工况下各测点的挠度及应变计算 值、实测值进行对比分析，得到各工况下控制截面校验 系数的最大值、最小值和平均值，见表３。由表３可知 控制截面的挠度校验系数平均值为０．６９～０．８６，应变 校验系数平均值为０．７２～０．７７。 表３各加载工况校验系数统计 ２０１３年第１０期 赵 敏等：混凝土连续梁桥承载力评定分析 ２●，Ｏ ∞ ２３ ∞ 加 ４动载试验结果与分析 通过实施２０ ｋｍ／ｈ，３０ ｋｍ／ｈ，４０ ｋｍ／ｈ三种速度跑 车激振试验得到： ３０ ｋｍ／ｈ车速下桥跨结构的加速度时程曲线如图 ６所示，３０ ｋｍ／ｈ车速下桥跨结构的动挠度时程曲线如 图７所示，对结构加速度时程曲线进行频谱分析得到 幅频特性曲线，如图８所示。 ｇ 瑙 景 图６ ３０ ｋｍ／ｈ跑车桥面振动时程曲线 １ ｏｏ ｏ ７５ Ｏ ５０ 宕 ｏ ２５ 豢 Ｏ 端 ｏ ２５ ｏ ５０ －ｏ．７５ —１ Ｏ０ 图７ ３０ ｋｍ／ｈ跑车桥梁动挠度时程曲线 笔 垂 蜷 图８桥梁幅频特性曲线 结构实测一阶频率 ＝６．８４ Ｈｚ，由动挠度时程曲 线得最大动挠度，除以相应静挠度得到桥跨结构的冲 击系数 ＝０．０３４，如图９所示。 图９桥梁跨中动挠度曲线 ５ 评定结论 由静载试验结果分析可知：各试验工况荷载作用 下，主桥控制截面的挠度校验系数平均值为０．６９～ ０．８６，处于《公路旧桥承载能力鉴定方法》给出的钢筋 混凝土梁桥应变校验系数常值范围０．５０～０．９０的正 常值。应变校验系数的平均值为０．７２～０．７７，处于 《公路旧桥承载能力鉴定方法》给出的钢筋混凝土梁 桥应变校验系数常值范围０．４０～０．８０的正常值。说 明该桥在设计荷载作用下基本处于弹性工作状态，强 度及刚度满足正常运营的要求。 由动载试验结果可知：结构的一阶实测自振频率 ６．８４ Ｈｚ高于理论计算频率５．９０ Ｈｚ，实测冲击系数 ０．０３４低于理论冲击系数０．２０；说明该桥动刚度满足 设计要求，结构抗冲击性能较好。 经过试验检测和分析综合评定可知，该立交主线 桥承载能力和工作性能达到设计规范要求，能满足道 路运营荷载等级要求。 参 考 文 献 ［１］中华人民共和国交通运输部．ＪＴＧ／Ｔ Ｊ２１—２０１１公路桥梁 承载能力检测评定规程［ｓ］．北京：人民交通出版社，２０１１． ［２］中华人民共和国交通部．ＪＴＧ Ｄ６２－－２００４公路钢筋混凝土 及预应力混凝土桥涵设计规范［ｓ］．北京：人民交通出版社， ２Ｏｏ４． ［３］刘利，高岩，梁志广．弯剪开裂后预应力混凝土梁承载能力 试验研究［Ｊ］．铁道建筑，２０１２（６）：１３ １５． ［４］马耕，李子春，柯在田．某高速公路预应力混凝土梁桥的检 测评估［Ｊ］．铁道建筑，２００８（１Ｏ）：２５—２８． ［５］中华人民共和国交通部．ＪＹＪ Ｆ８０／１—２ｏｏ４公路工程质量 检验评定标准［ｓ］．北京：人民交通出版社，２００４． ［６］胡大琳．桥涵工程试验检测技术［Ｍ］．北京：人民交通出版 社，２０００． ［７］叶见曙．结构设计原理［Ｍ］．北京：人民交通出版社，１９９６． （责任审编孟庆伶）
