桥梁承载能力综合评定方法的应用

发布时间:2010-01-14 共2页

    0 引言
    由于结构自然老化、车辆荷载增加、不利环境影响以及养护维修欠缺,桥梁结构不可避免地会出现各种病害,各病害的发展状况和严重程度将会引起桥梁结构承载能力和耐久性降低,甚至导致桥梁结构使用功能衰退、运营状况不能满足规定的要求。因此,分析桥梁结构的病害并对桥梁状态进行全面、准确地评定,是桥梁维修和加固的首要问题之一。
    目前公路行业广泛应用的旧桥承载能力评定方法是交通部在1988年颁布的“公路旧桥承载能力鉴定方法(试行)”,该方法在过去近二十年中对我国的桥梁承载能力评定起到了十分重要的指导意义。可是随着环境的变化和检测技术的提高,该方法在桥梁承载能力评定工作中逐渐反映出一些缺陷和不足,具体为:(1)在检算要点、检算方法等方面规定得过于原则。(2)该方法主要是在结构检算的基础上进行荷载试验鉴定,但由于其对桥梁检查和检测结果在检算中如何应用、检算系数取定以及试验结果评定等方面存在明显不足,使得基于检测结果的评定方法应用困难。
    文献在此基础上,对现有桥梁承载能力的评定方法进行了改进。该方法结合现场检测工作和现行养护规范,考虑了结构构件的表观质量、结构振动特性及强度等指标,针对不同类型的桥梁,考虑具体的检测结果分别引入了恶化系数、截面折减系数和活载影响修正系数,用于修正结构构件承载能力检算结果,分桥型给出了结构检算分析方法,并且增加了动力荷载试验结果的评价分析,使承载能力评定结果能比较全面地反映桥梁的实际情况。
    本文以某高速公路上的一座立交桥为例,通过桥梁调查、检测、检算分析、承载能力评定及荷载试验,运用公路桥梁承载能力检测评定规程(报批稿) 的方法,全面、系统地对桥梁进行承载能力综合评定。
    1 桥梁病害简述
    该桥是京珠高速公路广珠段上的一座立交桥,主跨30m+55m+30m,为预制预应力混凝土分体箱梁+现浇预应力混凝土箱梁(图1),现已运营7年多。2006年检测时发现T构的悬臂段出现了下挠现象,该桥T构的线形监测结果与竣工时的结果相比,左右幅T构悬臂端下挠变形值最达到8.9cm.现场检测发现,左右幅4个T构悬臂段牛腿内外侧端部横梁下方均出现斜向开裂,且裂缝宽度较;而且与以往检测结果相比,部分裂缝有增长的迹象。边跨的跨中存在通长的横向裂缝,裂缝削弱了截面的刚度,使得边跨的整体性差。为了确定该桥的现状是否满足运营需求,并为进一步养护维修措施提供必要的依据,通过结构性状专项检测、结构验算和荷载试验相结合的方法,对该桥的实际承载能力进行评定。
    2 静载试验与承载能力分析
    桥梁荷载试验是对桥梁结构物整体工作状态进行直接测试的一种评定手段,对桥梁结构物的工作状态进行评定。针对本桥的结构形式以及所发现病害的特点,本次进行荷载试验主要目的是考察T构悬臂根部截面在各级荷载作用下的工作性能。根据该桥T构的检测结果,选择右幅8 墩的T构进行荷载试验。试验工况为墩顶截面的最负弯矩工况。本次试验采用横向偏载加载,墩顶悬臂根部的荷载效率系数为0.99.
    在试验过程中对于T构在各级荷载作用下的挠度、应变和既有裂缝宽度变化情况进行跟踪测量,主要测试结果如下所述。
    2.1 挠度测试结果
    该T构的实测挠度均小于理论挠度,其校验系数基本上在0.6-0.7之间,满足有关规定的要求,这说明结构整体上有一定的变形富裕量,具有一定的安全储备。
    2.2 应变测试结果
    试验过程中,测试结果经过传感器自身温度的变化修正,混凝土与传感器之间的温度变化差异通过在同环境条件下不受力混凝土测点上传感器的测试结果进行修正。图2是箱梁腹板的整体应变图。(略)
    测试曲线显示,由于受偏载影响较小,箱梁腹板整体应变曲线基本呈直线分布,各级荷载作用下的整体应变曲线基本上交汇于截面的型心,说明结构基本上处于弹性工作阶段。测试截面的最理论拉应变于实测最拉应变,应变校验系数为0.55,说明结构的整体应变尚有一定的安全富裕量。
    2.3 裂缝监测结果
    监测结果表明,箱梁负弯矩区局部出现的裂缝受外部荷载的影响较,裂缝宽度随荷载的增加而增,满荷作用下裂缝宽度最增长量0.09 mm,卸载后部分裂缝宽度出现约10% -13%的相对残余变形,说明箱梁局部负弯矩区附近的裂缝受到荷载的影响较,但T构箱梁总体上仍处于弹性工作状态。
    2.4 基于静载荷试验的桥梁承载能力分析
    T构的荷载试验结果表明,该桥T构箱梁总体上处于弹性工作状态,结构校验系数均小于1,具有一定的安全储备。

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