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基于承载能力检算系数的桥梁承载能力评价方法_官世平 基于承载能力检算系数的桥梁承载能力评价方法 官世平 （浙江省交通厅工程质量监督局，浙江 摘 杭州 310009） 要：随着经济社会的发展，既有桥梁的健康状况日益受到人们的关注，而承载能力评定是评价桥梁健康状况 最重要的内容。评估桥梁的承载能力，荷载试验是最直观的方法。通过内力影响线的反演法能够模拟桥梁结构的真实状态，从而更加准确的评估桥梁的承载能力。关键词：承载能力检算系数；内力影响线；反演中图分类号：U446 文献标识码： B 1结构内力反演 由于试验车辆是多轴的，车辆荷载作用下桥梁的挠度或应变变化曲线是多个轴荷载作用的叠加。在单轴作用段，可以直接用测得的内力除以单轴重量得到结构在这一段的影响线；在多轴作用段，可利用已知的内力影响线，逐个扣除某个单轴的影响，从而得到非单轴作用段的结构内力影响线。 假设加载车辆为双轴汽车，轴距为h，前轴轴重为P1，后轴轴重为P2，汽车由后轴处于x=0的位置开始由左向右行驶，如图1所示。 f3=(F-P2×f1)/P1fn=(F-P2×fn-1)/P1 ——[]为取整运算符。— （l-3hπx≤l-2h）… （l-nhπx≤l-(n-1)h） 若1-h恰好是h的整数倍，则n=l/h，否则n=[l/h+1]通过对理论模型的修正，可以精确的得到桥梁的承载能力。 2基于实测挠度的承载能力检算系数 2.1桥梁承载能力检算 桥梁承载能力评定，一般按下式进行 式中，Sd为荷载效应函数；G为永久荷载（结构重力） 图1试验车辆移动示意 效应；γg为永久荷载（结构重力）安全系数；Q为可变荷载及永久荷载中混凝土收缩、徐变影响力效应，基础变位影响力效应；对重载交通桥梁，汽车荷载效应应计入活载影响修正系数ξ1；γ1为荷载Q的安全系数；Rd为结构抗力函数；γb为结构工作条件系数；Rc为混凝土强度设计采用值；γc为在混凝土强度设计采用值基础上的混凝土安全系数；Rs为预应力钢筋或非预应力钢筋强度设计采用值；γs为在钢筋强度设计采用值基础上的钢筋安全系数；Z1为承载能力检算系数。 桥梁承载能力的评定关键在于确定承载能力检算系数Z1，Z1一般综合考虑桥梁结构或构件表观缺损状况、材质强度和桥梁结构固有模态等的检测评定结果加以确定，但这种方法误差较大。 通过荷载试验确定承载能力检算系数Z1是最直接、最准确的方法。 当后轴位于l-hπx≤l段，只有后轴作用于桥面，知道了后轴重就可以得到结构在这一段的内力影响线；当后轴位于0≤x≤l-h段，车辆荷载的影响是P1和P2两个轴荷载的合成，要得到这一段的内力影响线需要扣除一个轴的影响，当后轴P1位于l-2hπx≤l-h段时，前轴P2位于l-hπx≤l段，前轴的影响可以根据l-hπx≤l段已经得到的影响线计算出来。 设某一截面内力变化曲线为F，则l-hπx≤l段的内力影响线为 f1=F/P1f2=(F-P2×f1)/P1 同理可求得 （l-hπx≤l）（l-2hπx≤l-h） 则，l-2hπx≤l-h段的影响线为 作者简介：官世平（1955-），男，浙江杭州人，助理工程师，主要从事公路工程试验检测工作。 2010年10期(总第70期 )235 桥隧工程 2.2承载能力检算系数 上述通过实测结果的反演，其理论计算较为繁琐，为简化计算方法，对于桥梁结构，由于挠度测试较为方便，且测试结果较为准确，对简支结构，假定跨中实测结果为fmj，而理论计算挠度为fms ，可近似认为 荷载试验，采用两种方式布载：主梁跨中弯矩最不利加载位置横向对称布载以及横向偏心布载，分别测试各种工况下主梁跨中挠度、主梁跨中下缘钢筋应变。3.2内力反演结果 表1为实测结果、理论计算结果和内力影响线反演结果。 从表1可见，各主梁跨中挠度实测值均小于理论计算值，荷载横向分布规律与计算值也有偏差，主要表现在荷载作用下两边梁的荷载分配比例，如偏心荷载作用 将Z1值带入桥梁承载能力检算公式中，则可近似的得到桥梁的承载能力。 下，计算边梁分配系数最大，实际测试3#梁最大，原因主要是计算不考虑桥面系的作用，实际上桥面系参与结构整体受力。 3.3 承载能力检算系数法 3承载能力检算系数法应用实例 3.1桥梁概况 某桥，主桥为3孔跨径13m的钢筋混凝土矩形截面简支梁桥，横桥向共10片梁，下部结构采用钢筋混凝土双柱式