陜西土木建筑網首頁 > 學術研究 > 課題研究 > 鋼筋混凝土拱橋檢測與結構計算分析

摘要：某橋為一座2×40 m的空腹式鋼筋混凝土拱橋，運營至今已20佘年、結合該工程實例介紹了公路拱橋全橋鑒定內容，分析病害產生原因，并用橋梁平面計算軟件建立仝橋模型，對主拱圈進行T模擬分析，計算了主拱圈應力及其承載能力。...

鋼筋混凝土拱橋檢測與結構計算分析

曹策慧

(四川省成綿(樂)高速公路建設指揮部，四川成都610041)

1.工程概況

    某大橋為一座2×40m的空腹式雙曲鋼筋混凝土箱板拱橋。橋粱全長80m，橋面寬84m．主拱肋采用2跨等截面箱型結構．拱軸線線形采用懸鏈線，凈跨40 m，矢高5m，矢跨比1／8。墩身為圓端形片石餛凝土實體墩。該橋建成于1982年．運營至今已有20多年。原為縣交通用橋，因附近有礦區．經常通過載重40t以上重車。故2007年lO月對該橋進行了檢測武驗和結構構件承載力狀況分析。

2.拱橋病害檢測

    拱橋病害檢測內容主要包括：主拱圖、拱上一般承重構件、橋面系、墩臺和基礎等部分。

    2.1橋墩及橋臺

    墩臺檢測主要是檢查墩臺的風化侵蝕、剝落、破損及裂縫情況，并觀察墩臺是否存在下沉、傾斜、滑移等現象。由于原設計橋墩混凝土強度較低，加之年代稍長，橋墩混凝土表層風化痕跡比較嚴重，橋墩混凝土平均碳化深度38mm，最大深度6mm。

    橋臺與周圍建筑物及土體未出現錯位縫和沉降跡象，其表面沒有露筋、混凝土保護層剝落，掉塊和空洞現象，但混凝土表層嚴重風化。混凝土平均碳化深度6mm。最大深度超過6mm。

    2.2主拱圖

    拱圈檢測包括棍凝土強度、裂縫分布、破損情況。著重拱腳、拱頂、跨L／4跨截面混凝土裂縫情況及構件破損情況檢查．全橋主拱圈共設4個超聲探傷刪區，所測位置混凝土密實，沒有缺陷存在，主拱圈混凝土強度實際檢測結果不低于原設計標準．對每個側區混凝土碳化深度檢測，碳化深度平均25mm．最大值4mm。

    拱橋拱軸線的線形是拱橋的核心，拱軸線如果發生變化，意味著橋梁的病害已經相當嚴重。經實際測量，大橋實測線形與設計懸鏈線線形吻臺。

    2.3拱上一般承重結構

    拱上結構主要檢測立柱是否存在開裂、變形、錯位以及混凝土外觀質量。全橋腹拱拱圈板跨中存在橫橋向裂縫，部分有漏水現象。立柱混凝土強度實際檢測結果多數不低于原設計標準，沒有開裂、變形、錯位現象。

    2.4橋面系

    人行道欄桿高度僅75cm，部分立柱破損嚴重，出現裂縫、露筋以及破碎現象。橋面泄水孔大部分堵塞嚴重，已經影響到橋面的正常排水。

    2.5全橋整體技術狀況等級評定

    全橋總體技術狀況等級的評定．采用考慮各部件權重的綜合評定方法，根據《公路養護技術規范》，大橋總體質量狀況得分為705分，評定為二類橋，需要進行維修。

3.拱橋承載能力驗算

    依據橋梁結構的設計或竣工技術資料，通過結構驗算分析，評定橋梁結構的承載能力及其使用條件。對于上承式鋼筋混凝土拱，應考率活載的橫向分布。拱上建筑為立柱排架式雙曲拱可采用彈性支承連續粱計算反力的方法近似計算活載的橫向分布系數。

    3.1拱橋分析模型

    大橋原設計荷載為汽車-13級，本次分析計算采用04規范，荷載設計等級為公路Ⅱ級車道荷載，不計掛車荷載，為檢驗主拱圈結構的安全儲備，計算拱軸線采用實測拱圈的拱軸線進行，材料密度均按規范取值。分析時考慮溫度影響，按均勻升溫15℃，均勻降溫l 5℃分別計人。拱肋的橫向分布系數采用杠桿法進行計算。2車道考慮折減系數l.0采用橋粱博士平面分析軟件建模，主橋共劃分l08個單元，107個節點。

    3.2主拱圈承載能力計算

    在承載能力極限狀態和正常使用極限狀態荷載組舍下拱圈截面沒有出現拉應力，拱腳處壓應力值最大，最大壓應力為l04MPE，承載能力極限狀態下主拱圈在荷載組臺下各控制截面均滿足結構抗力要求。

    3.3豎向剛度計算結果

    拱圈最不利的最大撓度為l842 cm，L／1000(4 cm)，滿足規范要求。

    由計算結果可知，在正常使用極限狀態和承載能力極限狀態下，可控制截面的變形及強度都能滿足規范要求。因此，主拱圈可以滿足04規范公路二級荷載等級標準的要求。

4.結束語

    根據拱橋檢測和主拱圈驗算分析結果，可得出該拱橋需要進行維修、加固。目前我國有大量運營多年的橋梁存在不同程度缺陷與安全隱患，對舊橋進行全面的鑒定能準確地了解橋梁現行狀況，并為橋梁后續維修加固提供寶貴資料。

參考文獻:

[I]JTCHll一2004公路橋涵養護規范[s]

[2]JTGD62 2004公路鋼筋混凝土廈預應力混凝土橋函設計規范[S]

[3]rrG D60一2004公路橋函設計通用規范[S]

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)

上一篇： “架起的鋼琴”——貴陽大劇院建筑設計

下一篇： 自然因素對城市人居環境的影響