既有大跨度钢筋混凝土拱桥荷载试验

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发布时间：2021-09-26

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既有大跨度钢筋混凝土拱桥荷载试验
甘袁华
(六盘水市规划设计研究院，贵州六盘水 553001)
摘要：在对既有钢筋混凝土拱桥进行有限元分析的基础上，在满足荷载试验效率的前提下，首先确定荷载试验工况、车辆荷载
及布置、试验分级及测试项目等关键内容，然后对其进行现场荷载试验。通过现场加载试验来对其承载能力进行评定，进一步明确
钢筋混凝土拱桥荷载试验的步骤和重点。
关键词：钢筋混凝土拱桥；荷载试验；有限元分析；应变；挠度；裂缝
中图分类号：U446 文献标识码：B 文章编号：1009—7716(2013)04—0104—04
0 引言 2 试验基本原则及工况布载
拱桥是在我国的桥梁建设中较广泛使用的一
种桥型。相对于梁桥来说，在竖向荷载作用下水平
推力的存在大大降低了拱圈中的弯矩，使得主拱
截面以受压为主，从而可以充分发挥混凝土材料
的抗压强度，这在很大程度上使得钢筋混凝土拱
桥的跨越能力比一般钢筋混凝土梁桥大得多【”。
我国的钢筋混凝土拱桥大多建于 2O世纪八
九十年代，在长期的使用过程中，由于材料老化、
环境侵蚀以及荷载标准提高等各方面的不利影
响，大量的既有钢筋混凝土拱桥出现了各种各样
的病害，直接影响到桥梁结构的正常使用和安全
通行【21。因此，对既有钢筋混凝土拱桥进行检查、检
测和评定，确定其当前的技术状况、使用性能和承
载能力就显得异常重要。
本文以一座典型的钢筋混凝土拱桥为例，通
过现场加载试验来对其承载能力进行评定，进一
步明确钢筋混凝土拱桥荷载试验的步骤和重点，
对同类型桥梁的检测和评定有借鉴作用。
1 桥梁概况
某上承式钢筋混凝土肋拱桥，一孔跨河，拱轴
线为悬链线。桥梁全长 66 m，拱肋净跨径为 45 m，
净矢高为 7．5 m，矢跨比为 1／6，拱轴系数为 1．347。
该桥的设计荷载为汽车一15级，桥面宽度为净
一 4．5 m(行车道 )+2×0．25 m(安全带 )。
桥梁的主拱拱肋、横隔板、立柱、盖梁、行车道
连续板等均为现浇钢筋混凝土结构，其中拱肋采
用 30#混凝土，横隔板、立柱、盖梁、行车道连续板
等采用 25#混凝土。两侧桥台采用重力式桥台，台
身采用块石混凝土，基础采用片石混凝土。
收稿日期：2012—12—06
作者简介：甘袁华 (1963一)，女，四川邻水人，高级工程师，主
要从事道路与桥梁工程设计研究工作。
桥梁荷载试验通常需按荷载效率卵来确定试
验采用的最大荷载，荷载效率田的计算公式为：
(1)
式 (1)中 ——试验荷载作用下检测部位变形或
内力的计算值；
s——设计荷载作用下检测部位变形或内
力的计算值；
d——设计取用的动力系数。
实际荷载试验时，荷载效率宜控制在 0．80
1．05之间 [ 。
根据当前的试验规程，并结合所研究桥梁的
实际情况，具体荷载试验的工况设置如表 1所列。
表 1 试验工况表
工况序号工况名称
I
II
III
L 截面最大正弯矩加载工况
拱顶截面最大正弯矩加载工况
拱脚截面最大负弯矩加载工况
为了最有效地进行荷载试验，通常需要在影响
线最大值附近区域进行最不利加载，因此就有必
要根据确定的各个工况计算相应截面的内力影响
线，从而为试验加载提供理论指导。采用有限元方
法建立如图 1所示的桥梁空间有限元模型。