欢迎光临江苏新美叶交通设施有限公司官方网站!

    联系我们

    江苏新美叶交通设施有限公司

    地址:常州市新北区西夏墅工业园

    联系人:葛先生
    手机:13706128870
    电话:0519-83621660
    传真:0519-83316580
    网址:www.chinahulanw.com
    Email:jsxinmeiye@163.com
    行业动态
    你的当前位置:首页>>新闻中心>>行业动态

    双曲拱桥加固前后荷载试验对比分析

    2020-08-08    作者:admin  阅读:72次

    1 工程概略及病害描绘

       该双曲拱桥为3孔净跨径L0=40m的空腹式悬链线钢筋混凝土双曲拱桥,净矢跨比为f0/L0=1/8,规划拱轴系数m=3.5,规划荷载等级为汽-13,拖-60。桥面总宽7.0m,主拱圈宽度为10.05m,由7片C25钢筋混凝土拱肋和6个拱波组成,每片拱肋间设有10根15×25cm钢筋混凝土横系杆(1994年另加焊有4根角钢进行抗震加固),主拱圈厚度为1.15m,下部结构为片石混凝土重力式桥台,桥墩为沉井根底,均砌置在砂砾石根底上。

       于2008年11月进行了结构检测,首要病害状况如下:

       全桥拱肋、拱波等主拱圈呈现多处裂缝;

       拱肋部分混凝土掉落,箍筋及主筋显露且锈蚀严峻;

       部分横系梁与主拱肋接头处混凝土破碎,部分横系梁歪斜,全桥1994年加固的角钢均呈现严峻的锈蚀,部分角钢锈蚀开裂;

       腹拱圈存在很多横向裂缝,大部分腹拱圈砌缝不丰满,呈现大面积渗水;

       桥面不平坦,沥青混凝土外表处理老化,车辆直接效果在显露的碎石面层上。

       2 加固规划

       原桥规划荷载挨近89标准中的汽-15,挂-80级荷载,在有限元模型中依照此荷载等级对原桥结构进行验算,成果标明主拱肋拱脚截面承载才能不能满意标准要求。为了改进结构受力功能,进步桥梁承载才能,对该桥进行了加固规划,本次加固规划的首要思路为:根据本桥已展开的查询及评价剖析成果与定论,在不改动原有结构受力系统的状况下,首要对主拱及腹拱首要受力系统中已发生的损害与缺点进行修理与补强,增强结构受力的全体性,避免首要受力资料进一步劣化,在此根底上采纳有用的加固办法进步桥梁损害构件的承载才能,为改进主拱的受力功能,本次修理加固选用撤除桥面铺装和人行道系,从头浇筑桥面铺装层混凝土,装置新的人行道系。在此准则与思路下,构成以下详细的加固办法:

       1、原桥腹拱圈砌体砌缝遍及不丰满,空地率高,首要对砌缝采纳压浆处理,以使砌缝丰满;

       2、撤除桥面铺装和人行道系,增设新的横挑梁以加宽桥面,从头浇筑桥面铺装层混凝土,装置新的人行道系和排水系统;

       3、对检测中发现的各类裂缝进行密封和修补处理;

       4、为了进步主拱圈的承载才能,在空腹段的主拱肋选用套箍混凝土进行加固补强,拱背加厚20cm,在拱肋下缘加厚20cm,拱肋两边加厚15cm,其间榜首腹拱段拱波空心区域填实,实腹段仅对拱肋进行套箍加固,对一切横系梁下缘加厚40cm,两边加厚10cm;

       5、对腹拱拱圈选用U型套箍混凝土进行加固补强,套箍层混凝土厚度为15cm;

       6、凿除原桥面铺装层,整治拱上填料,再放置预制的横挑梁加宽桥面,浇筑钢纤维混凝土铺装层,一起从头设置桥面排水系统,设置变形缝和伸缩缝。

       3 加固前荷载实验

       3.1 静载实验

       3.1.1 荷载功率

       原桥规划荷载为汽-13,拖-60,本次实验依照89标准中荷载较为挨近的汽-15作为操控荷载,考虑到本桥运营时刻较长,损害较多,实验荷载功率操控在标准规则规模的下限值。通过核算剖析,本次实验选取拱脚及拱顶两个内力操控截面共五个实验工况(包括偏载工况),实验车辆选取30T重双桥车。

       3.1.2 测验截面及测点安置

       应力测验截面为拱脚及拱顶截面,挠度测验截面为跨中截面。

       3.1.3 挠度测验成果

       测验截面各测点在实验荷载效果下的实测挠度与理论值比较见表3-2。表中的挠度值以向下为正,向上为负,梁的编号从下流侧开端,挠度单位为mm。拱顶操控截面在各中载工况下,各测点实测挠度值均小于理论值,挠度校验系数在0.74~0.89之间,处于拱桥结构挠度校验系数的正常规模,标明其刚度满意规划要求。从表中数据可以看出,横向增大系数较大,阐明该桥横向联系较差,全体性欠好。

       3.1.4 应变测验成果

       操控截面在实验荷载效果下应力实验值与核算值的比较见表3-4。丈量应力核算中混凝土弹性模量依照规划混凝土250#进行计取,即E=2.8×104MPa。表中数据以受压为负,受拉为正,单位均为MPa。表中数据可以看出,正载工况应力校验系数在0.41~0.95之间,处于拱桥结构应力校验系数的正常规模,标明其强度满意规划要求。

       3.2 动载实验

       动载实验首要包括:(1)脉动实验:桥梁结构的自振特性测验,选用环境鼓励法进行测验;(2)跑车实验:选用一辆载重300kN的实验车作为动力实验荷载,实验轿车别离以5km/h、 10km/h、20km/h、30km/h、 40km/h的速度无障碍匀速过桥激振。实测频率低于理论频率,阐明桥梁实践刚度略小于核算模型。

       不同车速下跨中截面的行车冲击系数见表3-6。依照文献[1]中规则,冲击系数(1+μ)理论值为1.26。从实验数据成果剖析可以看出,跨中截面行车冲击系数最大数值为1.21,与理论值比较挨近,属正常规模。

       4 加固后荷载实验

       4.1 静载实验

       4.1.1 荷载功率

       加固后规划荷载等级为:公路-I级,人群3.0kN/m2,桥面净宽:净-10米行车道+2×1.25(人行道+栏杆),主拱圈宽度为10.05m。通过核算剖析,本次实验选取拱脚截面、L/4截面和拱顶截面作为内力操控截面,共六个实验工况(包括偏载工况),实验车辆选取42T重双桥车。

       4.1.2 测验截面及测点安置

       应力测验截面为拱脚截面、L/4截面及拱顶截面,挠度测验截面为跨中截面。

       4.1.3 挠度测验成果

       测验截面各测点在实验荷载效果下的实测挠度与理论值比较见表4-2。表中的挠度值以向下为正,向上为负,梁的编号从下流侧开端,挠度单位为mm。拱顶操控截面在各中载工况下,各测点实测挠度值均小于理论值,挠度校验系数在0.84~0.89之间,处于拱桥结构挠度校验系数的正常规模,标明其刚度满意规划要求。从数据可以看出,横向增大系数较加固前有所减小,阐明所采纳的加固办法进步了桥梁结构的全体功能。通过重复工况后,两次丈量数据较符合。实验前后对L/4及跨中各选取三条裂缝进行监控,均未发现裂缝有扩展现象。实验荷载卸载后结构无显着剩余变形,标明结构在实验荷载下处于弹性作业状况。

       4.1.4 应变测验成果

       操控截面在实验荷载效果下应变实验值与核算值的比较见表4-4。表中数据以受压为负,受拉为正,单位均为με。表中数据可以看出,正载工况应力校验系数在0.43~0.96之间,处于拱桥结构应力校验系数的正常规模,标明其强度满意规划要求。

       4.2 动载实验

       实测频率大于理论频率,阐明桥梁实践刚度大于核算模型。

       不同车速下跨中截面的行车冲击系数见表4-6。依照文献[1]中规则,冲击系数(1+μ)理论值为1.27。从实验数据成果剖析可以看出,跨中截面行车冲击系数最大数值为1.27,与理论值共同。

       5 定论

       由静载实验成果可知:挠度及应变实测值均小于理论核算值,加固后结构的强度和刚度均能满意公路-I级荷载的要求,达到了加固规划的预期方针,加固后实测成果的横向增大系数从1.62减小至1.38,阐明采纳的加固办法可以有用改进桥梁的横向功能,进步了结构的全体性。由动载实验数据可知:加固后桥梁的自振频率大于加固前,阐明加固办法进步了桥梁刚度。归纳剖析可知:该桥梁加固效果显着,加固后的桥梁满意公路-I级荷载效果下的正常运用要求。