基于荷载实验的混凝土实腹式拱桥性能评估分析

黄 山，魏于航

(1.成都工业学院，四川 成都 611730；2.成都鲁能置业有限公司,四川 成都 610051)

0 前 言

拱桥在我国历史悠远，始于东汉中后期，具有曲线圆润、造型优美及跨越能力高等特点，在我国分布特别广泛。较为早期修建的拱桥由于使用期间出现的地质灾害、交通事故和正常的使用损伤，出现了不同程度的破坏特征如开裂、落梁、脱空及冲刷等，这些破坏损伤常年累计就会导致桥梁承载能力逐步减低，从而降低安全性和可靠性，桥梁存在运营时坍塌的风险[1-3]。因此，研究既有运营拱桥的性能特性就显得十分迫切。

1 工程概况

本研究依托工程为雅安市境内108国道上某现浇混凝土实腹式拱桥，桥面布置形式为净7.0 m车行道+2×0.5 m护栏，经过地质灾害以及长期使用损伤已经出现了主拱圈拱顶、L/4跨等部分出现横向贯通裂缝等多处病害，为进一步确定桥梁的使用性能，检验拱桥结构在设计使用荷载下的工作性能及是否符合设计标准或满足使用要求。图1为桥梁立面概况图。

图1 桥梁立面概况

2 该拱桥静载试验方法

为实现对加载试验的实时控制，保证结构安全，在试验过程中及时地将实测控制数据及应力等换算处理，并与试验设计计算值进行比较，以判断试验荷载下的结构工件作性能。各工况按具体的轮位图加载，测量各类数据，正式加载以前先用50%试验荷载预载，然后再正式开始分级加载、分级测量。应力测试流程图和测点编号分别见图2～3[4-5]。

图2 应力测试流程

图3 应力测试测点布置

3 静载试验工况及加载布置

表1为试验加载截面及测试项目。

表1 试验加载截面及测试项目

根据尽可能用最少的加载车辆达到最大的试验荷载效率原则，考虑简化加载工况，缩短试验时间，在满足试验荷载效率的前提下对加载工况进行适当合并，每一加载工况依据某一检验项目为主，兼顾其他检验项目，该拱桥确定的加载工况及加载车辆纵向布置如图4所示。

图4 工况1～3 加载车辆纵向布置

4 静载试验应力测试结果

在试验荷载作用下，各控制截面在不同工况下的实测值与计算值比较见表2,表中数据以受拉为正，受压为负，表中同一测试位置的不同测点的实测值取为平均值。测量应力计算中混凝土根据现场实测混凝土强度，按C25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2 拱脚截面(A-A)应力试验值与计算值的比较

从表2中数据可以看出，拱桥A-A支座截面下缘及出城方向右侧下缘应力校验系数部分大于1，表明其强度不满足公路-II级要求。

5 结论和展望

1)该拱桥局部强度已不满足使用要求，要采取一定的维修加固措施，进行局部改造和加固，建议可进行U型套箍增强桥梁整体刚度。

2)本次静载试验获得了该桥的结构受力现况，这将为今后该桥的加固、修复或者重建提供基础依据。

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