三跨預(yù)應(yīng)力砼舊橋承載能力評定

2018-05-14 06:23:33李偉治

科技風(fēng) 2018年18期

李偉治

摘要：本文以某位于佛山市的（28m+37.5m+28m）三跨預(yù)應(yīng)力砼箱梁橋?yàn)榉治鰧ο?，采用MADAS CIVIL有限元分析軟件，按設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行原設(shè)計(jì)正常使用極限狀態(tài)及承載能力極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)復(fù)核，并通過橋梁荷載試驗(yàn)和外觀檢查的檢測結(jié)果，確定舊橋承載能力評定指標(biāo)，對原設(shè)計(jì)進(jìn)行修正并評價(jià)折減后正常使用極限狀態(tài)及承載能力極限狀態(tài)是否滿足規(guī)范要求，從而評價(jià)舊橋的承載能力。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力砼；舊橋；承載能力評定

在役橋梁處于一定的使用環(huán)境和自然環(huán)境中，長期受到車輛荷載和外界環(huán)境的作用，結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生疲勞損傷及材質(zhì)損傷，使橋梁結(jié)構(gòu)的性能降低，從而影響橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力。[1]近年來，我國舊橋損害所造成的事故逐漸增加，需對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測和承載能力評定。[2]

1 工程背景

某位于佛山市的三跨預(yù)應(yīng)力砼箱梁橋，橋跨組合為：28m+37.5m+28m。設(shè)計(jì)荷載：汽超20，掛120。

2 承載能力評定中的相關(guān)指標(biāo)

2.1 通過外觀檢查推定結(jié)構(gòu)評定指標(biāo)

（1）承載能力惡化系數(shù)ξe取0.065

（2）截面折減系數(shù)ξc取0.98

（3）鋼筋截面折減系數(shù)ξs取1.0

（4）承載能力檢算系數(shù)Z1取1.1

（5）承載能力檢算系數(shù)Z2取0.995

（6）活載影響修正系數(shù)ξq取1.0

2.2 通過荷載試驗(yàn)推定結(jié)構(gòu)評定指標(biāo)

由校驗(yàn)系數(shù)推定的檢算系數(shù)Z2取0.995。

3 承載能力極限狀態(tài)強(qiáng)度驗(yàn)算

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)算時(shí)，原設(shè)計(jì)驗(yàn)算采用85規(guī)范，折減后驗(yàn)算采用04規(guī)范，荷載組合分別考慮溫度荷載的影響，由汽車荷載和其他可變荷載確定組合Ⅰ～ IV的四種荷載組合。

3.1 原設(shè)計(jì)抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算

由表2和圖1可得出以下結(jié)論：各主要驗(yàn)算截面中，負(fù)彎矩強(qiáng)度系數(shù)區(qū)間為：[1.42，2.30]，正彎矩強(qiáng)度系數(shù)區(qū)間為：[1.20，1.41]，強(qiáng)度系數(shù)均大于1，強(qiáng)度滿足要求。

3.2折減后抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算

由表3和圖2可得出以下結(jié)論：各主要驗(yàn)算截面中，負(fù)彎矩強(qiáng)度系數(shù)區(qū)間為：[1.27，2.01]，正彎矩強(qiáng)度系數(shù)區(qū)間為：[1.13，1.31]，強(qiáng)度系數(shù)均大于1，強(qiáng)度滿足要求。

3.3 原設(shè)計(jì)抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算

由表4和圖3可得出以下結(jié)論：各主要驗(yàn)算截面中，邊支點(diǎn)剪力強(qiáng)度系數(shù)區(qū)間為：[2.62，2.70]，中支點(diǎn)剪力強(qiáng)度系數(shù)區(qū)間為：[1.79，2.04]，強(qiáng)度系數(shù)均大于1，強(qiáng)度滿足要求。

3.4折減后抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算

由表5和圖4可得出以下結(jié)論：各主要驗(yàn)算截面中，邊支點(diǎn)剪力強(qiáng)度系數(shù)區(qū)間為：[2.41，2.50]，中支點(diǎn)剪力強(qiáng)度系數(shù)區(qū)間為：[1.58，1.79]，強(qiáng)度系數(shù)均大于1，強(qiáng)度滿足要求。

4 正常使用極限狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算

4.1原設(shè)計(jì)正應(yīng)力驗(yàn)算

4.2 折減后正應(yīng)力驗(yàn)算

由表6～7可得出以下結(jié)論：中跨跨中拉應(yīng)力區(qū)間為：

[2.43，3.55]，次邊墩墩頂在組合IV時(shí)拉應(yīng)力區(qū)間為：[2.94，3.30]，均大于2.15MPa（砼抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值）。

4.3 原設(shè)計(jì)主應(yīng)力驗(yàn)算

4.4 折減后主應(yīng)力驗(yàn)算

由表8～9可得出以下結(jié)論：邊孔0.4L處主應(yīng)力區(qū)間為：[0.33，1.93]，次邊墩墩頂主應(yīng)力區(qū)間為：[1.26，3.30]，中跨跨中主應(yīng)力區(qū)間為：[2.43，3.55]，均小于容許名義拉應(yīng)力，滿足要求。

5 結(jié)論

（1）因結(jié)構(gòu)的材質(zhì)損傷，次邊墩墩頂截面上緣最大拉應(yīng)力由2.94MPa增加到3.30MPa，結(jié)構(gòu)損傷率為12.2%。

（2）對照85規(guī)范和04規(guī)范，04規(guī)范截面正應(yīng)力及主拉應(yīng)力均大于85規(guī)范。

參考文獻(xiàn)：