基于现状的承载能力检算评定

崔小岩

中冶京诚工程技术有限公司

摘要：根据框架桥外观质量检查、结构材质状况测试、桥梁静动载试验等方面检测结果确定承载能力检算系数Z1、Z2、承载能力恶化系数、混凝土截面折减系数等参数；通过有限元模型计算得到结构关键截面最不利荷载作用下的荷载效应和结构承载能力，在对结构承载能力进行合理折减的基础上，对结构现有承载能力进行检算分析。

关键词：框架桥承载能力有限元模型

0引言

检测工作通过桥梁外观检查、材质无损检测以及病害缺损状况的调查，充分了解桥梁当前的技术状态，并对结构材料的强度和病害作出评价；通过综合分析桥梁检查和荷载试验结果，对桥梁结构现状作出总体评价，以确保处置措施的科学有效性，对桥梁的处置决策及安全性提供技术依据，为今后桥梁维护管理提供合理依据。

配筋混凝土桥梁承载能力极限状态，根据检测结果按照下式进行计算评定：

承载能力恶化系数应根据耐久性恶化各项检测指标的检测结果，按规程规定方法计算出某一构件恶化状况评定值，见表1.2-1所示，并在此基础上确定承载能力恶化系数。

1.3截面折减系数ξc、ξs的确定

截面折减系数主要是考虑框架桥混凝土结构与配筋混凝土结构由于材料风化、碳化、物理与化学损伤以及由于钢筋腐蚀剥落造成的钢筋有效面积损失对结构构件截面抗力效应的影响，计算结果见表1.3-1，ξs取1。.

1.4承载能力检算系数Z2的确定

根据检测数据得到挠度和应变的最大校验系数值为0.686，依据《公路桥梁承载能力检测评定规程》(JTG/TJ21-2011)得到为1.107。

2有限元模型及计算参数的确定

本次计算考虑了结构恒荷载、汽车荷载、系统升降温、主梁梯度温度等方面荷载对结构承载能力的影响，各种荷载标准值均参照《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）进行选取。

该框架桥的重要性系数取为1.0；车道为1条行车道，桥面净宽6m，所以汽车荷载按照1车道进行验算；系统温度考虑升温19°C，降温25°C；主梁截面温度梯度正温差T1=14°C，T2=5.5°C，负温差T1=-7°C，T2=-2.75°C。

其中汽车荷载布置方式为偏载和中载对称布置，分别验算7#梁和4#梁的承载能力极限状态是否满足通行要求。组合工况如下：

组合1:1.2恒载+1.4汽车荷载(偏载)+1.12系统升温+1.12温度梯度正温差；

3基于检算系数Z1的承载能力评定

对于主梁进行极限承载能力验算时，应综合考虑四种组合工况下的最不利受力情况。由于7#主梁梁格为边梁，4#主梁梁格为中梁，由于7#主梁受力大于4#主梁，所以在验算时，只对7#主梁梁格进行了分析。

本次检测评估根据承载能力检算系数Z1进行了基于现状主桥上部结构主梁的极限承载能力验算，见表6.3-1~6.3-2。通过计算验证了该桥目前主梁关键截面强度满足公路-I级荷载等级的通行要求。