石肋双曲拱旧桥的受力分析及其承载力评定.pdfVIP

石肋藏曲拱旧桥的受力分析及承载力评定 333 石肋双曲拱旧桥的受力分析及承载力评定 方志”，周光伟1，温庆杰1，张门哲1，汪政文2 1．湖南大学土木工程学院，长湖南省公路管理局，长沙410082) 提要 以新化横岩大桥为例，主要研究由于拱轴线偏离引起的拱桥结构内力及竖向位移的变化，在此 基础上，对结构承载能力进行评定，并进而提出建议的维修加固方案。 关键词双曲拱桥；拱轴线；承载力；维修与加固大 20世纪七八十年代期间，湖南省境内修建了大量的拱桥。但限于当时的技术能力、施工 条件与管理水平，许多桥经过短短一二十年就已成为危、病桥，其中有相当一部分已予以封闭 交通或已限载通行，给当地交通带来极大的不便，并已构成严重的安全隐患，亟需尽快对其进 行处理。笔者结合湖南新化横岩大桥的维修加固对石肋双曲拱桥的结构安全性评定问题进行 了探讨。 1研究对象简介 1．1结构简况 m+25 新化横岩大桥为25 m的双跨石肋双曲拱桥，全长77．6m，桥面宽6．8m，矢高5 m。两端桥台附近主拱上分别设置三个跨径均为3m的腹拱，中墩位置附近主拱上设置5个 mm× 腹拱，其跨径也均为3m，腹拱均为石砌板拱。三条主拱肋均为料石砌体，截面为450 700 mm的矩形，肋间净距1．5 m。每一跨问设置有5根钢筋混凝土联系梁。拱波为预制混凝 土拱波，拱上立柱为预制混凝土砌块。基础置于混凝土拦水坝上，石砌重力式墩、台。该桥建 于1976年，由于已局部损坏和开裂。现为限载通行。 图1横岩大挢全羹 ·方志(1963～)t男．博士，教授．博士生导师． 工程结构鉴定与加固改造 1．2承载力评定的步骤 采取下列步骤对该桥的承载力进行了评定。 (1)现场调查。现场调查和检测的主要内容有：桥梁结构的整体现状、结构及构件尺寸、 拱轴线坐标、构件材料强度、裂缝分布和宽度以及有关该桥设计、施工和使用的相关内容等。 (2)结构受力分析。包括恒载内力、竖上位移分析和结构极限承载力计算。 (3)整体结构承载力评定。 (4)提出建议加固方案。 2现场调查结果 2．1拱轴线 依据对该桥实际拱轴线坐标的实测结果，其左右跨分别拟合成4次抛物线方程如下。即 左跨为 y=一2×10_5X‘+0．00lx3—0．0464x2+0．8769x； 右跨为 ，一一3X10-5一+0．0015x3—0．054lx2+0．9141x。 根据所存资料与调查可知，该桥原设计拱轴线为m一】．756的悬链线。实测拱轴线与原 设计拱轴线的偏离对比如图2所示。 跨度／m 圉2拱轴线偏离示意固 2．2砂浆、混凝土、石料的强度 对该桥主要构件的砂浆、混凝土、石料等材料强度进行了抽样检测，用回弹法测得砂浆、 混凝土等材料强度。 2．3主要病害及成因分析 现场调查发现横岩大桥主要存在以下病害。 (1)主拱拱肋纵向开裂。白溪侧右跨主拱中肋在桥台拱脚靠上游一侧的棱角附近有局部 纵向裂缝一道，下游边肋靠下游一侧亦出现类似裂缝，裂缝宽度约为11Tim，长度约800mm， 上游边肋情况良好，未见裂缝。拱脚与桥台结合面间结台不好。多为局部接触，若干部位有宽 达10ram的缝隙，由此使得拱肋拱脚端部处于局部受压状态，局部压应力过大，超过拱肋石砌 体的局部抗压强度而导致拱肋拱脚附近的棱角、边缘区域产生上述的局部纵向裂缝。 (2)腹拱开裂。拱上腹孔有5孔(靠两端桥台和中墩上腹孔)拱顶下缘出现横桥向裂缝。 这些裂缝主要是由于桥梁结构内部的温致应力超过砌体的抗拉强度所致，在两侧桥台附近腹 孔上的裂缝并不能排除由于该桥两侧桥台侧墙跨塌