浅谈桥梁承载力的验算分析

浅谈桥梁承载力的验算分析

摘要：桥梁运营一定时期后，受多种因素影响，结构构件可能出现病害与缺陷，为此需对旧桥梁进行定期检测与评估，以便掌握其真实状态，提前采取预防措施，确保桥梁运营安全。文章以浩桥为例，根据桥梁检测结果，系统地介绍了对桥梁承载能力进行验算与评定。

关键词：桥梁；检测；承载力

浩桥位于省道S233线（留汕线）K39+282处，地处潮州市潮安县古一村境内，是古巷镇连接登塘镇的唯一交通要道。随着社会、经济迅猛发展，特别是陶瓷产业向登塘镇转移，交通量日益增长，大型、重型车辆过往十分频繁且超限运输，桥面受到了超负荷碾压。该桥是古巷镇连接登塘镇的钮带，对当地的生活起居，产业发展起着巨大作用，为保证人民生命财产安全，确保桥梁安全使用和正常运营。受当地政府的委托，我中心对该桥梁的承载力进行检测与评估，以便掌握其真实的状态，并采取相应的措施。现根据检测成果，简要地谈谈对桥梁承载能力验算的程序、方法及技术要求等。

一、结构简介

此桥位于古巷镇境内，桥梁全长31.5米，桥面宽13.52米。建于1972年，1996年为使全线达到二级公路技术标准（加宽），下部结构为水泥砼灌注桩基础、柱式墩、薄壁桥台、上部结构为空心板梁，设计荷载为汽-20、挂-100。

二、桥梁检测技术状况

按照《城市桥梁养护技术规范》，根据对本桥的全面检测，并依据

有关标准，本桥技术状况评定为A级，详见表1。

表1全桥BCI值及技术状况评定

三、承载力验算目的及工作内容

此桥梁的承载能力验算是通过对桥梁结构现状的调查和验算，综合评估桥梁结构现有承载能力及其使用条件，并为今后该桥的养护及可能进行的加固整治措施提供理论依据和技术建议，确保桥梁的正常使用。根据桥梁的结构特点，结合

检测评定成果，本次主要对主梁结构进行承载力验算。

四、验算参数分析

根据检测结果，对现浇板梁进行承载力验算，采用桥梁大师软件进行建模分析，模型计算跨径10.0m。相关主要参数如下：

1．材料参数。板梁设计为30号混凝土，现场采用超声回弹法测得梁板的混凝土强度推定值为28.0MPa，考虑大桥运营已接近40年，加之实际构件混凝土强度的不均匀性，故结构验算时梁板按25号混凝土进行，这既接近结构的实际状态，又不失安全可靠。分析桥面铺装、现浇层、混凝土栏杆容重均按24kn/m3计，按均布载加载，并不考虑参与结构受力。

2．截面参数板梁截面参数及配筋按原设计图纸取用。

3．荷载参数。板梁承受的永久荷载主要包括自身结构重力、桥面铺装和护栏的重量，按实有结构尺寸计算加载；活载按双车道汽车荷载及挂车验算荷载加载；满人荷载集度4.5kn/m2，按实有桥面宽度计算加载验算。同时考虑预应力效应、温度效应。本次验算，因桥梁建成已长达40年，故认为混凝土收缩徐变已基本完成。

五、荷载组合

此桥建成营运将近40年，设计荷载标准为汽—20，验算荷载为挂—100。本次也进行了验算。组合1：恒载＋汽车荷载＋支座摩阻力＋雪载；组合2：恒载＋满人组合3：恒载＋挂车荷载。

六、承载力验算结果

本次验算主要考察板梁跨中附近控制截面正弯矩最不利工况和近支点斜截面抗剪最不利工况下极限承载力极限、正常使用极限是否满足规范要求。

表2为跨中截面极限承载能力验算结果；表3为近支点处各斜截面抗剪极限承载能力验算结果；表4使用荷载组合作用下应力验算结果；表5跨中单元对应控制截面在使用荷载组合下位移的验算结果。

表2板梁跨中截面抗弯极限承载能力验算（单位:kN/m）

注：由上表中看出，汽车活载组合为控制因素。

由表2可知，板梁跨中控制截面在汽车、挂车及满人荷载最不

利内力组合情况下均小于其抗弯承载力极限。

表3板梁近支点处斜截面抗剪极限能力验算（单位：kN）

由表3可知，板梁抗剪承载力均通过。梁板近支点处斜截面抗剪承载力满足规范要求与结构实际状态密切相关，结构单位宽度内箍筋支数较多，则抗剪承载能力较大，反之则较小。若结构支点处有弯起钢筋，则其受力性能较有明显改善。

表4板梁正常使用极限状态抗裂验算

由表4可知，板梁跨中截面在汽车荷载组合作用下，正常使用状态最大裂缝宽度为0.124mm，在挂车荷载组合作用下，正常使用状态最大裂缝宽度为0.101mm，均满足规范规定限值。

表5板梁正常使用极限结构刚度验算（单位：mm/rad）

由表5可知，板梁在汽车荷载组合作用下，最大竖向位移为8.1mm；在挂车荷载组合作用下，最大竖向位移为7.2mm，均满足规范对结构刚度的要求。

综上所述，本桥承载力满足规范要求，大桥安全具有可靠保障，可以正常使用。

七、结语

按照《城市桥梁养护技术规范》，根据对桥梁全面检测与技术状况评估成果，经对结构承载能力验算，在汽车荷载、满人及挂车荷载作用下，板梁跨中截面抗弯极限承载能力、近支点抗剪承载能力等均满足规范要求。正常使用极限状态下，结构抗裂性、刚度等也均满足规范要求。这充分说明大桥安全具有可靠保障，可以正常使用，但应加强日常养护，以延长桥梁使用寿命。

参考文献

[1]CJJ99-2003. 城市桥梁养护技术规范[S]．中国建筑工业出版社出版,2003.

[2]JTGH11-2004. 公路桥涵养护规范[S]．北京：人民交通出版社,2004. 注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。