钢筋混凝土双曲拱桥活载横向分布系数有限元分析

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基于有限元分析钢桁架混凝土组合梁桥的力学性能

安徽建筑中图分类号：U448.21+1文献标识码：A文章编号：1007-7359（2024）3-0162-03DOI:10.16330/ki.1007-7359.2024.3.059为了使传统钢桁架桥在结构体系上更趋合理、经济性能更具竞争力，钢-混凝土组合桁梁桥应运而生。

其主要通过剪力连接件将混凝土桥面板和钢桁架上弦杆组合在一起共同受力，目前国内外普遍采用有限元分析对钢桁架-混凝土组合结构的力学性能进行研究。

在模拟方法及模型建立方面，王军文等[1]采用了空间杆系梁单元来模拟钢桁架梁，矩形板壳单元模拟公路桥面板；朱海松[2]运用有限元程序SAP-5进行分析，对主桁架分别采用空间刚接梁单元和空间铰接杆单元两种形式进行建模，对混凝土桥面板则亦采用板壳单元建立；周惟德和陈辉求[3]将组合桁架划分为四个单元，混凝土面板采用板单元，钢桁架的上下弦杆采用钢架单元，腹杆则采用杆单元。

不同学者根据所建得的不同模型得出了有关钢桁架-混凝土组合结构的各种研究成果，为后人提供了坚实的基础和有益的参考。

本文基于有限元软件ABAQUS6.10，依托天津滨海新区西外环海河特大桥主桥（95+140+95）m ，建立有限元模型，比较分析钢桁架-混凝土组合梁桥和纯钢桁架梁桥的力学性能。

1研究对象依托工程为上承式钢桁架-混凝土组合梁桥。

立面简图见图1，节点间距及腹杆高度见表1。

图1组合桁架立面简图2计算模拟方法及模型的建立为了保证模型的收敛性，将桁架杆件均划分为梁单元，将桥面板离散为板壳单元。

混凝土桥面板被看成是各向同性的均质材料，且不考虑钢筋的作用，桥面板既可承受压力亦可承受拉力，且不会开裂而导致刚度降低。

所有构件均在弹性范围内工作，其应力-应变关系符合胡可定律，所有由于加工制造和安装原因导致的缺陷、偏心和残余应力影响均不考虑。

分别计算纯钢桁架结构和钢桁架混凝土组合结构在结构自重+活载（汽车荷载）下的位移和应力。

对结构自重（包括结构附加重力），可按结构构件的设计尺寸与材料的重力密度计算确定，桥梁结构的整体计算采用车道荷载，车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。

钢管混凝土拱桥不同拱肋截面恒载+活载作用下静力分析

Cement production 水泥生产13钢管混凝土拱桥不同拱肋截面恒载+活载作用下静力分析张银松（中铁物资集团港澳有限公司，广东珠海 519070）中图分类号：TQ172 文献标识码：B 文章编号1007-6344（2019）06-0013-01摘要：本文以某水库特大桥为研究对象，利用大型桥梁专用有限元软件Midas Civil 分别建立了双横哑铃型钢管拱肋缀板填充混凝土、双横哑铃型钢管拱肋缀板不填混凝土、将双横哑铃型拱肋改为桁架拱这3种不同拱肋截面的钢管混凝土拱桥有限元模型。

分析了不同拱肋截面对钢管混凝土拱桥静力性能的影响，对比了不同拱肋组合截面各部分的吊杆内力和拱肋内力的内力变化规律。

关键词：钢管混凝土拱桥；双横哑铃型钢管拱肋；有限元；静力性能1 主桥构造以某水库大桥建立有限元模型，拱桥结构中采用中承式有推力钢管混凝土，有关参数如下：跨径R=248m，矢高比i=1/4，拱轴线采用m=1.5的悬链线。

桥梁全宽为主桥拱肋与桥道系相交部位之间宽度，关于行车道程对称布置，具体参数如下：15m(行车道)+2×(2.75m(拱肋)+0.075m+0.5m(护栏)，桥道系全宽16m；为了方便整体桥梁的维护与检修，在吊杆范围内桥道系两侧分别加宽了1m 检修通道，拱肋范围内间距由此增加到18m。

2 设计荷载(1) 结构自重：混凝土重力密度采用26kN/m 3，钢材重力密度采用78.5kN/m 3，沥青混凝土重力密度采用20 kN/m 3；(2) 汽车活载：汽车活载采用公路-Ⅰ级，按四车道加载并以规范的折减值进行计算。

活载冲击系数取0.063；主拱横向分布系数取1.16；(3) 风荷载：静风荷载按《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)第4.3.7条计算，基本风速取V 10=24.5m/s；3 恒载+活载作用下静力分析3.1 恒载+活载作用下吊杆内力吊杆是将桥面系承受的荷载通过横梁传到拱肋的重要结构，恒载作用下吊杆内力分布比较均匀，但是由于移动荷载的作用，吊杆的内力分布将会发生较大的变化，为了明确结构正常使用情况下吊杆的内力分布，计算吊杆在恒载+活载工况下的张力数值并与恒载作用下的吊杆张力进行对比。

钢管混凝土提篮拱桥施工阶段有限元分析

ｌ
＝三＝＝
截１水槽
图１提篮拱主桥布置及提篮拱上部结构横断面示意
梁。系梁底板在３０ｍ范围内上抬０５ｍ以减小风阻．．
收稿日期：０００ —０；回日期：００５８２１－１１修２１－－００作者简介：王剑（９８）男，１７一，山东蓬莱人，程师。工
力。桥面箱梁顶宽１．梁高２５ｍ。系梁吊点处７８ｍ，．
设横梁，横梁为实体截面。系梁箱体底板厚为２ｍ，８ｅ
２１００年第７期
钢管混凝土提篮拱桥施工阶段有限元分析
５１
顶板厚为３ｍ，腹板厚为３ｎ，腹板厚为０ｃ边５ｏ１中
３ｍ。０ｃ
提篮拱桥按尼尔森体系布置吊杆，跨比为１矢：５拱肋平面内矢高为２．，２４ｍ。拱肋采用悬链线线型，
拱肋横截面采用哑铃形混凝土钢管截面，面高度为截３０ｍ，程等高布置，管直径１２０ｍｍ，１ｍ。．沿钢０厚８ｍ
摘要：广深港铁路线广深段沙湾水道特大桥为钢管混凝土提篮拱桥，篮拱桥上部结构可划分为１提５个
施工阶段，该桥的ｌ对５个施工阶段，别采用桥梁博士软件和Ｍｄｓ件建立二维平面模型和三维空分ｉａ软间模型，行有限元对比分析，进得到各阶段拱肋钢管和拱肋混凝土压应力以及拱肋钢管竖向位移，该对桥梁工程的施工控制起到了很好的指导作用，为今后同类工程的施工和设计提供了参考和借鉴。也

基于静载试验的刚架拱桥荷载横向分布系数分析

支座固结约束；微弯板和桥面板采用一定厚度的板单元模拟，即板单元与刚架拱片共同承受荷载作用。
２有限元模型及荷载横向分布系数
２．１空间有限元模型
采用ＭＩＤＡＳ有限元软件建立刚架拱桥空间有
响，在有限元模型中改变板的厚度（分别取６、１２、
１８、２４、３Ｏ、３６ｃｍ），计算偏载工况和居中工况下的
荷载横向分布系数。有限元计算结果与实测结果对
比见图６＂－－９。
行道）＋３．３５ｍ（人行道）。桥面系采用矢跨比１／１６、厚６ｃｍ的微弯板及现浇砼填平层；下部结构
型对其横向分布系数进行分析，并与弹性支承连续
东（城关）
．
采用钢筋砼组合式桥台。团结桥布置见图１和图２。
算。但是，在使用过程中刚架拱桥普遍存在主拱片、
横系梁、微弯板及桥面板开裂现象。该文以一座钢筋砼刚架拱桥为背景，利用有限元软件建立空间模
装连续，桥面宽度为３．３５ｍ（人行道）＋１４．３ｍ（车
通常是把由横系梁和拱片组成的空间结构问题通过
横向分布系数转化为平面结构问题。刚架拱桥的荷载横向分布系数一般采用弹性支承连续梁法简化计

基于Midas的双曲拱桥常见裂缝模拟分析

Vol.8 No.9 Sep. 2018第8卷第9期 2018年9月The Journal of New Industrialization新型工业化基于Midas 的双曲拱桥常见裂缝模拟分析谢栋明*，王浩伟（福建农林大学金山学院，福建福州 350000）摘要：桥梁作为一种立体的交通方式，在我国交通建设中得到了广泛应用。

然而，随着交通量和使用年限的增加，我国现有的许多桥梁都存在有不同程度的病害，桥梁裂缝成为一种不容忽视的典型病害，甚至有的严重影响到了桥梁的正常使用。

本文通过桥梁的有限元分析软件Midas civil 对桥梁裂缝进行模拟分析，并论证其可行性。

关键词：双曲拱桥；病害；Midas；模拟分析中图分类号: U448.22 文献标志码: A DOI: 10.19335/ki.2095-6649.2018.9.023Simulation Analysis of Common Cracks in DoubleCurved Arch Bridge Based on MidasXIE Dong-ming *, WANG Hao-wei(Jinshan college, Fujian Agriculture And Forestry University, Fuzhou, Fujian 350000)Abstract: As a three-dimensional transportation mode, bridges have been widely applied in China's transportation construction. However, with the increase of traffic volume and service life, many existing bridges in our country have different degrees of disease, bridge cracks become a typical disease can not be ignored, and some seriously affect the normal use of bridges. In this paper, the bridge cracks are simulated and analyzed by the finite element analysis software Midas civil, and its feasibility is demonstrated.Key words: Hyperbolic arch bridge; Disease; Midas; Simulation analysis0 引言桥梁作为道路交通的联系和控制部位，在现代交通中发挥着重要作用。

桥梁承载能力检测评定

法。按表5.4.3评定。
5.5 混凝土中氯离子含量的测定评定对钢筋锈蚀电位评定标度值为3、4、5的主要构件或主要受力部位，应布置测区测定混凝土中氯离子含量极其分布，每一被测构件测区数量不易少于 3个。混凝土中的氯离子含量，可采用现
场按混凝土不同深度取样，通过对样品进行化学分析的方法加以
测定。按表5.5.3评判标准确定氯离子含量评定标度。5 5.6 混凝土电阻率的检测评定对钢筋锈蚀电位评定标度值为3、4、5的主要构件或主要受力部位，应进行混凝土电阻率测量，被测构件测区数量不易少于30 个。可采用四电极阻抗测量法测定。根据5.6.3表确定混凝土电阻率评定标度。
主要测定塔顶水平变位（挂垂球方法或坐标测量）、桥面结
构纵向线形和主缆线形。桥面线形分上、中、下三条线，取 5点或9点测定。
拱轴线和主缆线形，宜按桥跨的8等分点分别在拱背和拱腹、主缆顶面布设测点，采用极坐标法进行平面坐标和三角高程测量。对下部结构，测定墩（台）顶的水平变位。对超静定结构，依据实测的结构几何参数，模拟计算分析确定当前桥梁结构在持久荷载下的内力和变位状况。
6.2 检算荷载修正
6.2.1 对结构重力，可根据实际调查的结构
重力变异情况，对原设计结构重力进行必要的调整与修正。 6.2.2 当桥梁需要临时通过特殊重型车辆荷载，且重车产生的荷载效应大于该桥近期
要求达到的标准荷载等级的荷载效应时，
可按重压浆、漏张、断丝或滑丝等的检测情况，结合桥梁结构表面开裂和几何参
与横梁、横梁与主梁的连接检算，以及纵梁与主梁间的
横梁区段在最弱截面处的剪应力检算。
6.3.2 对于钢桁梁结构，其承载能力主要按下列各项检算结果确定： (1) 按杆件截面的强度与总稳定性； (2) 按连接及接头的强度； (3) 承受反复应力杆件的疲劳强度； (4) 联接系的强度与稳定性。

钢筋混凝土桥梁的受力性能分析及优化设计

钢筋混凝土桥梁的受力性能分析及优化设计钢筋混凝土桥梁作为现代桥梁中的主流形式，具有良好的受力性能，广泛应用于交通建设领域。

钢筋混凝土桥梁的设计和施工对保障公众的出行安全起着至关重要的作用。

因此，钢筋混凝土桥梁的受力性能分析及优化设计显得极其必要。

一、钢筋混凝土桥梁的受力情况钢筋混凝土桥梁的受力情况主要包含：悬臂梁的弯曲、受弯梁的转换、中跨刚架的挠曲和侧向位移等问题。

1. 悬臂梁的弯曲悬臂梁的弯曲是钢筋混凝土桥梁常见的受力形式，其偏转程度主要受到梁距与荷载大小的影响。

在设计与施工中，悬臂梁需满足严格的几何尺寸、质量和材质指标，以满足其承受弯矩的要求。

2. 受弯梁的转换受弯梁的转换是钢筋混凝土桥梁中的另一常见受力形式，其是由弯曲梁靠近支座的位置发生转移而引起。

转化点处，梁所受的受力当量增加，需加强该部位的结构设计。

3. 中跨刚架的挠曲和侧向位移中跨刚架的挠曲和侧向位移是由荷载荷重分布引起的。

在钢筋混凝土桥梁设计中，需要采用合适的构造形式，增加刚性并避免跨中塌陷现象的发生。

二、优化设计方法优化设计通过结构分析和受力计算来选择最优的设计方案。

可以采用有限元分析方法，对钢筋混凝土桥梁的受力情况进行清晰、准确的理解和评估。

此外，优化设计还可以考虑采用轻质高强混凝土、压实混凝土和高性能混凝土等材料，以提高桥梁的耐久性、承载能力和抗震能力。

1. 有限元分析有限元分析是一种在工程领域中常用的计算方法，可以用于求解钢筋混凝土桥梁的受力情况，包括应力、位移和变形。

通过有限元分析，能够更为准确地分析和评估钢筋混凝土桥梁的受力性能，以求取最优的设计方案。

2. 选择合适的材料在钢筋混凝土桥梁的设计过程中，材料的选择是十分重要的。

优质的材料不仅能够提高桥梁的整体性能，还可以延长桥梁的使用寿命。

举个例子，轻质高强混凝土的使用，可以有效地降低桥梁的自重，增加其承载能力。

压实混凝土则可以增加桥梁的耐久性，提高其抗裂性能。

同时，高性能混凝土的使用能够提高桥梁的耐久性和抗震能力，防止桥梁的倒塌或者损坏现象。

双曲拱桥横向分布实用算法探讨

Ａｕ与ｔ汽ｐｌａｉｎｏｖＡｐｉｃ
１４７
第４期
２１０１年７月
肋那边无法分配的数值都加在最外边的肋上。根据
反力分配关系，可得反力影响线。该法由文献Ｅ－ＩＩ
Ｍｌ２ｌＦＭＭＭＭＨｉ
式中：、分别为基本结构中由单位未知力ｘＭｉＮ＝１引起的弯矩、力；、轴ＭｙＮ，分别为基本结构中由
对于跨连续梁，单位力Ｐ一１作用在原结假设构的支座处，表示此时支座ｉ的多余未知力，
公ＨｉｈｙＡｕ与ｏｉｅｇｗａｓ路ｔｍｔ汽ｐｌｃｔｏｓｏｖ运ｉｎＡｐｉａ
１２７
第４期２１０１年７月
双曲拱桥横向分布实用算法探讨
童林
（南省高速百通建设投资有限公司，湖南长沙湖４００）１０１
弹性系数Ｃ表征裸拱拱顶弹性支承的变形特
（）３
征，即单位支承力所引起的支承竖向位移。假设各支承的弹性系数Ｃ为常数，各跨即各裸拱的抗弯刚度ＥＩ抗压刚度Ｅ中距Ｚ、Ａ、也为常数，ａＥＩ／令＝６Ｃ
表示Ｐ一１作用在基本结构的支座时支座ｉ的反
图３解析解计算示意图
力，则对于一１个多余约束，可列出一１方程：个
（４
＋（１

双曲拱桥加固方案与施工控制

双曲拱桥加固方案与施工控制1工程概况1.1某桥该路段的交通流量达14000辆/d，其中重载车辆所占的比重达40%。

为钢筋混凝土双曲拱桥，单孔、净跨20m，5肋4波。

桥面净宽为2×1.5m人行道+7m行车道，矢跨比为1/7，重力式桥台，设计荷载等级为汽车-13级，拖车-60。

曾对该桥进行加宽，老桥部分成为主车道、部分成为非机动车道。

经过多年的运营，该桥已进入大修期。

1.2外观状况及病害分析该桥桥面为水泥混凝土结构，目前有1/4破损严重，导致桥面有积水现象，主拱肋底部保护层基本脱落，钢筋外露，锈蚀严重，拱顶接头处部分钢板侧面已外露；腹拱拱波顶部有贯通裂缝，裂缝最大宽度达2.5mm，腹拱横墙墙身(特别是孔洞周围)、拱墩表面有裂纹，并且在近两年来的观察中发现，裂缝扩展较快；主拱肋横系梁基本完好，无明显病害，桥台基础无冲刷变形。

从外观上判断，该桥主要是由于主要承重构件刚度不足，其承载力有限，从而出现以上病害。

1.3试验检测通过测试桥梁在试验荷载(依据《大跨径混凝土桥梁的试验方法》第3.2.1条规定，基本荷载试验要求试验效率系数在1.05≥η>0.8范围内)作用下，其主要承力构件主拱肋在控制处的强度与刚度，以及主要裂缝的开展情况，来进一步准确掌握该桥的实际受力状态，及该桥的承载能力。

1.3.1静载试验检测数据静载试验检测的部分数据见表1～3。

表1跨中截面各测点挠度值1.3.2动载试验检测通过对该桥脉动的测试及跑车激振试验，实测竖向基频为2.5Hz，侧向实测基频为0.6Hz，说明该桥的竖向与侧向的振动位移都较大。

1.3.3检测结论(1)挠度平均校验系数为0.92，应力平均校验系数为0.98，校验系数小于1.0，表明结构的整体强度和刚度尚满足规范要求，但最大校验系数达1.02，表明承载能力与当初的设计能力接近，承载潜力已经不大。

(2)跨中截面在试验荷载作用下的最大挠度为0.96mm，小于挠度的最大限值L/800，满足规范相关要求。

湟水河大桥计算书-双曲拱计算书

湟水河大桥加固后计算分析一、计算参数本次加固设计所采用的混凝土标号为C30钢筋混凝土，但考虑原设计中混凝土标号较低，并且不同标号的新老混凝土弹性模量不一致的问题，从偏于安全的角度出发，所以在本计算中均按低标号混凝土进行分析。

1、混凝土主拱圈采用25号混凝土，有关参数如下：弹性模量E c＝2.80×104MPa 标准抗压强度f ck＝16.7MPa标准抗拉强度f tk＝1.78MPa 设计抗压强度f cd＝11.5MPa设计抗拉强度f td＝1.23MPa 平均加载龄期7d瞬时徐变系数0.8 滞后徐变系数0.4环境相对湿度采用70%终极龄期按3600天计徐变系数终极值2.3收缩应变终极值0.00015砼计算容重γ＝25kN／m3拱上小拱圈采用20号混凝土，有关参数如下：弹性模量E c＝2.55×104MPa 标准抗压强度f ck＝13.4MPa标准抗拉强度f tk＝1.54MPa 设计抗压强度f cd＝9.2MPa设计抗拉强度f td＝1.06MPa 平均加载龄期7d瞬时徐变系数0.8 滞后徐变系数0.4环境相对湿度采用70%终极龄期按3600天计徐变系数终极值2.3收缩应变终极值0.00015砼计算容重γ＝25kN／m3立柱采用15号混凝土，有关参数如下：弹性模量E c＝2.20×104MPa 标准抗压强度f ck＝10.0MPa标准抗拉强度f tk＝1.27MPa 设计抗压强度f cd＝6.90MPa设计抗拉强度f td＝0.88MPa 混凝土计算容重γ＝24kN／m3桥面铺装采用30号混凝土，有关参数如下：弹性模量E c＝3.00×104MPa 标准抗压强度f ck＝20.1MPa标准抗拉强度f tk＝2.01MPa 设计抗压强度f cd＝13.80MPa设计抗拉强度f td＝1.39MPa 混凝土计算容重γ＝25kN／m32、普通钢筋普通钢筋采用I级和II级钢筋，有关参数如下：I级钢筋：弹性模量E g＝2.1×105MPa 钢筋标准强度f sk＝235MPaII级钢筋：弹性模量E g＝2.0×105MPa 钢筋标准强度f sk＝335MPa二、计算荷载1、恒载考虑结构自重、混凝土收缩徐变、基础不均匀沉降等；考虑栏杆、桥面铺装以及拱上填料等二期恒载；2.活载设计荷载：汽车-20级，双向2车道；挂车-100；横向折减系数为1.00；纵向折减系数为1.0；主梁活载偏载系数取1.1；3.车道荷载冲击系数按《公路桥涵设计通用规范》执行。

双曲拱桥主拱圈有限元模拟及其力学性能分析

４３／６
１— ２１６
长春工程学院学报（自然科学版）２１０２年第ｌ３卷第２期
ＪＣｈｎｃｕｎｔＴｅｈ（ｔＳｉＥｄ．，０２．１１，．．ａｇｈｎＩｓ．ｃ．Ｎａ．ｃ．ｉ）２１Ｖｏ．３Ｎｏ２
０９６ｍ，上一０４６ｍ，．３ｙ．４惯性矩：一０８９７０ｍ，Ｊ．７６４回
图８计算简图
厅
转径一者一０７１主圈３混半： √ ・０４拱用Ｃ凝３。０
土，料容重２Ｎ／，抗压设计强度Ｒ一材５ｋｍ。１．ａ结构抗力效应的设计值为：７５ＭＰ，
设计值Ｎｊ。（）主拱圈容许偏心距验算３主拱圈正截面上纵向力的容许偏心距见表５。表３与表５比较，主拱圈正截面上纵向力的偏心距ｅｏ均小于规范规定的容许偏心距Ｃ。。ｅ］
表３最不利荷载效应组合的设计值
１４
长春工程学院学报（自然科学版）
计算时汽车荷载取公路一 Ⅱ级，大升温为最２Ｏ℃ ，大降温为１最５℃ 。按Ｊ６－２０＜路ＴＧＤ００４公＜桥涵设计通用规范》规定进行最不利荷载效应组合设计。图１～图ｌ分别列出不平衡推力墩两侧的Ｏ３两跨—— 跨三（５ｍ）跨四（５ｍ）主应力包７和４的
计算挠度值，反映该桥主拱圈的刚度较设计值大；则

钢筋混凝土双曲拱桥的静载试验分析

村
Ｏ嘎１０％。
ｎ］ ——— 『＾
应变测试断面
６静载试验效率与结构检算
本次静载试验为基本荷载试验。力试验荷载拟采用两辆，静每辆
重约２８吨的三轴载重汽车充当，某一加载试验项目而言，所需就其
钢筋混凝土双曲拱桥的静载试验分析
杨玉军（西安建筑科技大学）
摘要：论文以东方大桥的现场静载试验为例，绍了静载试验的试验趋于稳定的时间间隔内进行，桥选择在气温差异不大的白天进行。本介本内容、测点布置、终止加载条件、试验方法，对桥梁静载试验结果做了分析，为正式加载前，试验最大加载量２％一０的荷载对试验孔跨中截用０３％
．
Ｏ８５≤／．７＝—二
。
一 ≤１Ｏ５
．
（＋・１）Ｓ
１Ｌ１Ｌ３Ｌ７Ｌ，、／、／、／截面测点布置图８４４８
－￣Ｔ＝ｑ：１静力试验荷载效率；一试验荷载作用下，－ｔ一Ｓ某一加载试验项目对应的控制截面内力或变位等的最大计算效应值：Ｓ设计标准活载不计冲击荷载作用时产生的该加载试验项目对应一的控制截面内力或变位等的最不利计算效应值；１）设计计算（＋ｕ置．各断面测点布置如图：
加载车辆的数量，将根据设计标准活荷载产生的该加载试验项目对应的控制截面内力或变位等的最不利效应值，按下式所确定的原则等效换算而得。

钢筋混凝土双曲拱桥检测评定及承载力分析

・
２３６・
工程科技
钢筋混凝十双曲拱桥检测评定及承载力分析
陈翱
（福建省百川建设发展有限公司，福建厦门３６１｛）（）（））摘要：双曲拱桥曾经在我国得到广泛应用且运营时间较长，当前大都存在较多的病害。首先进行了一典型双曲拱桥的检测，分别通过外观和动力性能对桥况进行了评定。同时建立了基于检测结果的有限元分析模型，进行了该桥承栽力的分析，桥况评定和承栽力分析结果均表明，该桥已无法满足现有交通状况的要求。研究数据可对今后类似桥梁的评定提供借鉴
１所示
造纸厂
刁
图１总体布置立面图（单位：ｃｒｒ１）由于桥梁自身的结构缺陷，井且随着近年来交通流量和荷载等级（ａ）纵向裂缝（ｂ）横向裂缝的不断提高，目前该桥多处已经现了裂缝，并且腹拱圈已受到了ｆｊ月显图３典型的腹拱纵、横向裂缝病害破坏。为此，市政丁程管理部门已多次对该桥进行了补强、加固以及限采用回弹法对拱肋混凝土强度进行抽样检测，检测结果显示，该桥裁等措施，但由于桥梁使用年代久远，随着城市经济建设的发展，只有拱肋碳化深度较大，平均强度约为２３．８４ＭＰａ，相当＿『Ｃ３０混凝土桥面对其目前的桥况和承载能力进行明确的ｆｆ－４￣＂，才能为该桥的进一步改铺装层为水泥混凝土，共钻取４个直径为ｑｂ７５ａｍ的混凝土芯样进行ｒ造提供科学的依据。基１－安全的角度，该桥已不适合进行倚载试验，为桥面铺装层厚度测，并检测其混凝土强度。结果爪Ｉ游桥而铺装层此刈‘ 该桥进行外观检查．包括裂缝观察、儿何尺寸量测、州弹试验、动力厚度为１９１ｍｍ，强度为５０．ＯＭＰａ；下游桥而铺装层厚度为１９４ｍｍ，强度试验等项目，进行桥况技术等级的评定，并在此基础上建立仃限元模捌为４７．９ＭＰａ。进行承载力分析。３．３桥况评定３实桥检测依据《公路桥涵养护技术规范｝（ＪＴＧＨｌ１ — ２００４）ｒ￣的要求，将该桥分３．１几何坐标测量为四种主要构件，即ｆ部主要承重构件、桥台及基础、拱Ｉ建筑、桥面系为了解该桥实际拱轴线彤，进行了实际拱圈线形测量使用全站仪设施。先根据缺损程度伏小、多少或轻重１、缺损时结构使川功能等方面冉接观测，通过坐标转换，得到实际的拱轴线形。以跨中点为原点，竖向因素，以累加评分方法对各部件缺损状况作等级评估，定各种构件技为ｚ轴，顺桥向为ｘ轴，建证坐标系，在进行坐标转化过程中，发现拱顶术状况，再采用弩虑桥梁各部位权重的综合评定方法进行整桥的等级位测点ｊ其它测点不＿ｌ耳・条线上，而是横桥向向外偏位．这些说明该评俯。桥梁已发生ｒ水平位移。考虑到双曲拱桥的特性，结合《公路桥涵养护技术规范｝（ＪＴＧ假设桥丽中心跨巾处高程为０，向两桥台两侧每隔１ｍ布设一测Ｈｌ１－２００４）￣的要求，确定各构件权重为：上部承重结构３５；桥台及基础点，测量桥梁中心线的纵向标高。测量结果如图２所示，从中可看…，３５；拱上建筑２０；桥而系设施ｌ０，各构件评定结果如表１所示。该桥最桥斯标高无规则变化，表而整度很差，最后对测量数据进行拟合后．后桥况评定分值为２５分，根据《公路桥涵养护技术规范》（ＪＴＧ【ｌｒ久致推断桥梁横坡为ｌ％，纵坡为０．５％。Ｈ１ｌ一２００４）晰梁状况等级评定标准，桥况等级评定阴类桥

钢筋混凝土双曲拱桥的技术状况评价及养护措施分析

钢筋混凝土双曲拱桥的技术状况评价及养护措施分析摘要：在老城区普遍存在大量年代久远的桥梁，有必要对桥梁的技术状况进行评定，采取合理的养护维修措施。

通过现场检测对桥梁病害进行统计和技术分析，评定桥梁的技术状况，并采用有限元模拟方法对桥梁承载力进行检算，综合评价桥梁的使用状况。

现场检测和结构检算的结果表明，A桥拱脚和上部结构存在严重的病害，而且部结构主拱圈的承载能力不能满足人群荷载安全承载要求，严重危及桥梁运营安全，建议尽快将该桥拆除重建或进行大修加固。

关键词：桥梁养护；双曲拱桥；钢筋混凝土；技术状况；养护措施1 工程概况A桥为位于老城区东西向通行的跨河桥梁，修建于1982年10月，目前该桥交通流量较少，主要为行人通行需要。

A桥为单跨钢筋混凝土双曲拱桥，桥梁法线与河道中心线正交，桥梁全长为13.5m，净跨径为13.2m，净矢跨比为1/6.1，桥面总宽为4.0m，桥宽布置为0.4m（栏杆+休息长椅）+3.2m（通行净宽）+0.4m （栏杆+休息长椅）。

桥梁上部结构为由2片普通钢筋混凝土L形拱肋、1道拱波（共47块微弯板）和现浇混凝土波形拱板组成的双曲拱桥主拱圈，拱肋间共设有5道横梁，主拱两端各设3个空腹孔，其中东起1#、2#、5#和6#腹拱圈由11块微弯板组成，拱上立墙采用钢筋混凝土实体结构；桥梁下部结构采用重力式桥台。

桥面铺装采用钢筋混凝土铺装层，两端桥台位置设有简易断缝，桥面两侧设有大理石休息长椅和铁艺栏杆。

A桥建成已有40余年，早期工程设计和建设标准较低，运营期间的维修养护管理不够，桥梁存在立墙断裂、拱脚开裂、梁板顺桥向裂、混凝土局部破损、附属设施破损等病害问题。

为防止桥梁出现意外情况，当前在两端桥头设有禁止机动车辆通行标志牌，仅作为两岸居民过河的通道使用。

为了解桥梁目前的运营状况及安全性，需要对A桥进行全面的检查和检测，明确当前桥梁的缺陷和病害的部位及严重程度，分析桥梁缺陷和病害的形成原因，评估当前病害对桥梁结构承载能力和耐久性的影响，并进行承载能力检算桥梁结构在当前人行荷载下的安全性，为养护维修或加固提供技术依据[1]。

国开作业桥梁工程（本）-第四章章节测验78参考（含答案）

题目：推力的存在与否是区别拱与梁的主要标志。

（）选项A：对选项B：错答案：对题目：刚架拱刚度大、承载能力大、质量轻，与桥梁转体施工工艺相结合，可以解决转体质量大和转体结构的强度、刚度的矛盾。

（）选项A：对选项B：错答案：错题目：因桥上活载不断变化，且拱圈并非绝对刚体，故拱桥设计时只能找到相对合理的拱轴。

（）选项A：对选项B：错答案：对题目：对拱圈任一特征截面（拱顶、拱脚、l/4），采取某一种最不利加载，使其弯矩与轴向力同时达到最大是完全可能。

（）选项A：对选项B：错答案：错题目：单孔拱桥及多孔拱桥的施工均应按照对称、均衡的原则，并严格按照加载程序进行。

（）选项A：对选项B：错答案：对题目：拱桥在非对称半跨加载时，拱将产生反对称S形挠曲。

（）选项A：对选项B：错答案：对题目：相对于梁式和索式结构，拱桥的变形较小，行车条件好水平推力的存在使得拱桥对基础条件的要求较高。

（）选项A：对选项B：错答案：对题目：双片拱肋的布置：行车视野开阔，无笼罩感。

面外稳定控制设计，要求拱肋的横向刚度大，桥面不宜过宽。

（）选项A：对选项B：错答案：对题目：拱桥强度检算控制断面包含拱脚断面和拱顶断面。

（）选项A：对选项B：错答案：错题目：在超静定无铰拱的内力计算中，为计算恒载、活载、温度变化、混凝土收缩、拱脚变位等情况下的拱桥内力，常利用弹性中心的概念来简化计算分析。

（）选项A：对选项B：错答案：对。

34.2m双曲拱桥力学性能分析

固工况 2
前
工况 3 工况 4
L/ 4 截面
- 0. 61 - 0. 53 - 0. 46 - 0. 42
L/ 2 截面
- 0. 85 - 0. 93 - 0. 86 - 0. 87
3L/ 4 截面
- 0. 46 - 0. 52 - 0. 61 - 0. 70
荷载工况
加工况 1
固工况 2
后
工况 3 工况 4
(L/ 4 截面 ,L/ 2 截面 ,3L/ 4 截面) 的位移值以列表的固后能够实现承载能力提高的目的 ,说明加固的效
方式给出。表 3 为加固前后、各控制截面的位移值 , 果是比较满意的。
表 4 给出了桥梁加固前对应位置的试验实测值 ,通
表 3 主拱圈加固前、后位移计算值
mm
荷载工况
加工况 1
表 2 主拱圈加固后内力计算值
荷载工况
工况 1 工况 2 工况 3 工况 4
弯距值 (N·m) L/ 4 截面 L/ 2 截面 3L/ 4 截面 1. 60E + 05 5. 18E + 04 2. 75E + 04 3. 78E + 05 1. 06E + 05 - 9. 04E + 04 - 9. 46E + 04 3. 45E + 05 - 3. 96E + 04 - 1. 01E + 05 3. 47E + 04 2. 85E + 05
5 结束语
目前我国公路网中存在大量 70 年代修建的双曲拱桥 ,由于其在设计和施工上存在缺陷 ,使得这些桥梁中的大部分处于带病工作状态 ,使公路交通安全存在着一定的隐患。但是全部拆除该种桥梁重建 ,需要大量的财力和物力 ,不符合我国国情 ,通过对 3412m 双曲拱桥加固的力学分析 ,表明了带病工作的有些桥梁经加固后仍能满足运营安全 ,是可以

三种拱式体系的性能比较

三种拱式体系的性能比较谢亚洲;肖汝诚;李扬【摘要】以3种上承式拱式体系为研究对象,按照结构体系概念,考察边界约束条件对不同拱式体系的影响.对有推力体系、部分有推力体系以及无推力体系进行了性能比较:采用解析法求出了主拱内力表达式并用有限元法验证其正确性,利用该公式分析了这3种体系主拱在恒载、温度荷载作用下的水平推力、弯矩、轴力响应及矢跨比参数分析；并采用有限元方法对比研究了3种体系的活载响应、结构刚度及静力稳定性；对这3种体系在不同地质条件下的适应性进行了分析.【期刊名称】《公路工程》【年(卷),期】2011(036)005【总页数】6页(P80-85)【关键词】拱式体系;性能;矢跨比;地质适应性【作者】谢亚洲;肖汝诚;李扬【作者单位】同济大学桥梁工程系,上海200092;同济大学桥梁工程系,上海200092;同济大学桥梁工程系,上海200092【正文语种】中文【中图分类】U448.22拱桥因其良好的体系受力特点已成为30～500 m跨径范围内颇具竞争力的桥型。

但是，由于没有充分认识拱桥体系性能，已建拱桥中往往出现体系不合理、设计参数不合适、地质条件不匹配等问题，如20世纪60年代在软土地基上建造的双曲拱桥，大多已成为危桥，需要加固或重建。

国内外专家学者针对上述问题，对拱桥体系开展了研究:李莹以昆山市玉峰大桥为工程背景，对无推力斜靠式拱桥主要设计参数进行了研究［1］;王福敏讨论了重庆朝天门长江大桥体系研究成果［2］;程斌以天津国泰桥为工程背景，探讨了大跨度中承式钢桁架拱桥在初步设计阶段进行体系优化的关键问题［3］。

为了更加系统的研究拱式体系，本文以3种上承式拱桥为研究对象，结合解析法［4］和有限元法［5，6］对其进行受力性能进行比较分析，找出设计参数对力学性能的影响，并对各体系的地质条件适应性进行研究。

1 3种拱式体系及其支承形式结构体系是结构功能、外形及其受力形态的统一［7］。

按照约束条件的不同，拱桥可以分为有推力体系、部分有推力体系和无推力体系三大类［8］，本文以上承式拱桥为例，3种体系见图1。