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改建工程旧桥承载能力检算与分析

摘要：现有国道公路的日常养护、大中修及改建工作任务繁重。桥梁结构的改建方案拟定尤为重要，直接关系到整体建设方案的经济合理性。所有旧桥推倒重来很不现实也不经济，对旧桥承载能力的检算分析是合理拟定改建方案的基础和依据。

关键词：旧桥；承载能力；检算分析

国道主干线是一个国家公路发展状况的主要标志。我国已基本形成纵横交错的干线公路网，随着我国经济的快速发展，对现有国道公路的日常养护、大中修及改建工作任务繁重。桥梁结构的改建方案拟定尤为重要，直接关系到整体建设方案的经济合理性。所有旧桥推倒重来很不现实也不经济，对旧桥承载能力的检算分析是合理拟定改建方案的基础和依据。结合我市改建工程实例，对旧桥承载能力的检算和分析做以下总结：

1桥梁概况

胜利渠中桥位于206国道枣庄市境内，桥梁全长42m。上部构造为3×13钢筋混凝土简支空心板，横桥向共设19片空心板，单块空心板高0.45m，中板宽1.24m，边板宽1.19m。下部结构为重力式墩

台。

图1总体布置图

2承载能力检算目的和主要技术依据

因道路大修改建，提高通行能力，通行公路I级荷载，所以对旧桥主要承重构件通行公路I级荷载的可行性进行评估十分必要，这也是承载能力检算分析的主要目的。

主要依据以下技术文件：

1）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）

2）《公路养护技术规范》（JTGH11-2004）

3）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004)

4）《公路旧桥承载能力鉴定方法（试行）》（交通部标准1985）

5）《公路桥梁承载能力检测评定规程》

6）旧桥竣工图纸

3承载能力检算原则

桥梁承载能力检算主要是对桥梁结构主要承重构件的承载极限状态和正常使用极限状态下的有关指标进行验算。根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（以下简称“设计规范”）的要求，当满足以下条件时，即认为结构承载能力满足检算承载要求：

结构控制截面的抗力效应大于标准荷载作用下该截面的最不利荷载组合值时；

正常使用极限状态下，结构变形和伸缩缝宽度满足“设计规范”要求的容许值。

4承载能力检算条件

根据《公路旧桥承载能力鉴定方法（试行）》（以下简称“鉴定方法”）的要求，从结构安全使用性能出发，考虑到结构已使用的年限，并结合现场检查所发现的病害特征，在结构承载能力的检算过程中计入桥梁承载能力检算系数0.85，承载能力恶化系数0.15，截面折减系数0.98。

5桥梁承载能力检算

5.1上部结构材料特性：

混凝土：空心板、桥面铺装及盖梁为C25，墩台桩柱为C20，铰缝为30号小石子混凝土；

钢筋：主筋为Ⅱ级钢筋，其余为Ⅰ级钢筋。

5.2空心板截面特性计算

空心板截面几何特性汇总于表1中：

图2中板几何尺寸

表1空心板中板几何特性计算表

图3边板几何尺寸

表2空心板边板几何特性计算表

5.3荷载横向分布系数的计算

跨中位置处的荷载横向分布系数按“铰接板法”计算，最大出现在1#板上，其值为：mq=0.333，mg=0.184。

支点截面处的荷载横向分布系数按杠杆法计算，最大值为：mq=0.333，mg=0.184。

5.4空心板内力计算

假定桥面系构造部分重量平均分配给各空心板承担，汽车荷载冲击系数按0.243取用，分布按公路-I级荷载和汽超-20、挂-120分别计算空心板主要控制截面的最不利内力效应及其组合值，如表3所列。

表3-1空心板主要控制截面的最不利内力效应及其组合值

（汽超-20、挂-120）

表3-2空心板主要控制截面的最不利内力效应及其组合值

（公路-I级）

由表3-1、3-2对比可见，跨中截面公路I级荷载组合内力大于汽超-20、挂-120荷载，故取内力较大者公路I级作为验算荷载，而在支点截面处内力汽超-20、挂-120荷载则大于公路-I级荷载，因此取汽超-20、挂-120作为支点剪力的验算荷载。

5.5空心板强度检算

5.5.1跨中正截面强度检算

计入10cm厚的桥面铺装混凝土组合作用，推求的空心板受压区高度为14.26cm，跨中正截面抗力效应为：

Mjp=RaAha（h0-）=813.785KN·m＜Mj=994.195KN·m

故正截面强度不符合要求。

5.5.2支点斜截面抗剪强度检算

计入10cm厚的桥面铺装混凝土组合作用，空心板斜截面抗剪强度上限值、下限值分别为：

Qjp上=0.051bh0=844.128KN

Qjp下=0.038Rlbh0=366.541KN

空心板支点截面最不利荷载剪力效应组合值为：

Qjp下＜Qj=382.852KN＜Qjp上

由此可见，支点截面最不利荷载剪力效应组合值小于斜截面抗剪强度上限值，而大于斜截面抗剪强度下限值，可以认为空心板截面尺寸满足要求，但支点斜截面需要进行抗剪强