杜小庚 俞國俊

(1.東陽市公路設(shè)施有限公司，浙江 金華 322100； 2.浙江中巖工程技術(shù)研究有限公司，浙江 杭州 311200)

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廣祿橋加建廊橋可行性研究

杜小庚1俞國俊2

(1.東陽市公路設(shè)施有限公司，浙江 金華 322100； 2.浙江中巖工程技術(shù)研究有限公司，浙江 杭州 311200)

以廣祿橋工程為例，通過橋梁結(jié)構(gòu)安全驗算與荷載試驗，對加建廊橋及橋梁結(jié)構(gòu)進行了承載能力及風險評價，指出該橋上部廊橋立柱反力調(diào)整到35 kN后，橋梁結(jié)構(gòu)安全方面基本可行，但出于安全考慮，建議對該橋采取補強措施。

廊橋，結(jié)構(gòu)驗算，靜載試驗，承載能力

0 引言

社會在不斷的發(fā)展，人們對橋梁功能和作用的不斷提高。這就要求在橋梁建設(shè)中，那些可行的、能激起人美感的東西與橋梁建造技術(shù)糅合到一起，提高橋梁的觀賞性。在這種背景下，景觀廊橋應(yīng)運而生。景觀廊橋不但能滿足交通功能外，而且能使景色發(fā)生變化，提高風景環(huán)境，充滿浪漫主義色彩。

1 工程概況

廣祿橋位于金華市浦江縣大畈鄉(xiāng)X811支線至茅坪頭。該橋為3跨16 m簡支梁橋。橋梁縱向布置為：16 m+16 m+16 m，全長50 m；橫向布置為：0.50 m(欄桿)+5.0 m(行車道)+0.50 m(欄桿)=6.0 m。橋面全寬為6 m，橋面凈寬為5 m。上部結(jié)構(gòu)：鋼筋混凝土空心板梁。

下部結(jié)構(gòu)：樁接蓋梁橋墩，重力式橋臺。橋面系：采用鋼筋混凝土鋪裝，型鋼伸縮縫，板式橡膠支座。

充分研究了加建廊橋設(shè)計方案的基礎(chǔ)上，對該橋進行橋梁結(jié)構(gòu)安全驗算與靜載試驗相結(jié)合，進一步確定廣祿橋是否滿足加建廊橋使用要求。加建廊橋立面見圖1。

2 橋梁結(jié)構(gòu)驗算

本次采用結(jié)構(gòu)有限元分析軟件Midas/Civil對該橋16 m預(yù)應(yīng)力混凝土空心板精細化建模，分析評價其在上部加建廊橋工況下的承載能力及正常使用能力。

由于廣祿橋建成年代較早，所以廣祿橋加建廊橋應(yīng)該在滿足公路-Ⅱ級荷載等級前提下，進行結(jié)構(gòu)計算。在廣祿橋沒有采取橋梁結(jié)構(gòu)補強的前提下承載能力應(yīng)考慮折減。以下按照橋梁加固滿足原設(shè)計荷載(公路—Ⅱ級)后對上部廊橋立柱反力(立柱反力35 kN)進行試算。上部廊橋立柱支反力布載見圖2。

由于上部加建廊橋后廣祿橋仍需滿足通車要求，初步擬定通行車輛為小汽車。

2.1 承載能力極限狀態(tài)復(fù)核

1)抗彎承載力復(fù)核：邊梁最大彎矩為1 350 kN·m<最大抗彎承載力1 964 kN·m；預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁各截面的正截面抗彎滿足公預(yù)規(guī)規(guī)范要求。

2)抗剪承載力復(fù)核：邊梁在最不利荷載組合工況下，單梁最大剪力為389 kN<最大抗剪承載力433 kN，滿足設(shè)計要求。

2.2 正常使用極限狀態(tài)復(fù)核

1)持久狀況下正常使用極限狀態(tài)抗裂驗算：短期效應(yīng)組合時，預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁正截面底緣最大拉應(yīng)力為-1.04 MPa，大于限值-1.86 MPa，短期效應(yīng)組合正截面抗裂性滿足公預(yù)規(guī)規(guī)范要求。

2)撓度復(fù)核。橋梁單板跨中最大下?lián)现禐?9.34 mm，滿足規(guī)范要求梁式橋主梁的最大撓度處不超過L/600=26.67 mm。

3 荷載試驗

3.1 確定控制斷面

本次試驗選取第二跨為試驗跨，通過對該橋橋跨特點分析，控制斷面包括第二跨最大彎矩處(A截面)、第二跨最大剪力(B截面)各個截面的撓度或應(yīng)力測定。

根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)型式，采用結(jié)構(gòu)有限元分析軟件Midas/Civil對結(jié)構(gòu)進行彈性階段分析，通過計算確定加載工況，以1車道控制計算全截面控制內(nèi)力，橋面系、防撞護欄荷載作為二期荷載加載。

3.2 試驗工況及加載效率

靜載試驗采用等效車輛進行加載。車隊縱向位置按橋梁計算軟件得出的影響線進行布設(shè)，就某一檢驗項目而言，其相應(yīng)的加載車輛的數(shù)量及位置使該檢驗項目的荷載效率系數(shù)η宜在0.95～1.05。

試驗效率見表1。

表1 試驗效率表

3.3 測點布置

在試驗荷載作用下的應(yīng)力狀況，在試驗第二跨最大正彎矩斷面、最大剪力處布設(shè)應(yīng)變計，共布置13個應(yīng)變計。在試驗跨最大正彎矩斷面以及支點處設(shè)千分表。

3.4 試驗成果

1)空心板狀態(tài)狀況良好，無明顯結(jié)構(gòu)裂縫和病害；但橋梁支座均存在不同程度的剪切變形；

2)撓度效驗系數(shù)和應(yīng)變效驗系數(shù)均小于1.0，說明板梁在公路—Ⅱ級等效荷載作用下的效應(yīng)滿足規(guī)范要求；

3)相對殘余撓度和相對殘余應(yīng)變均小于20%，表面橋梁結(jié)構(gòu)具有良好的彈性恢復(fù)能力；

4)試驗過程中沒有發(fā)生開裂等異?，F(xiàn)象。

綜上所述，試驗跨在荷載等級(公路—Ⅱ級)的等效荷載作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)，滿足規(guī)范許可條件，并且處于彈性工作范圍內(nèi)，其整體強度、剛度能夠滿足公路—Ⅱ級的使用要求。

4 結(jié)論

根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)計算以及荷載試驗結(jié)果分析，該橋上部廊橋立柱反力調(diào)整到35 kN后，橋梁結(jié)構(gòu)安全方面基本可行，在最不利荷載作用下抗彎、剪、裂強度均滿足規(guī)范要求。但是出于安全考慮，建議對橋梁采取合理可行的補強措施，提高橋梁受力整體性，減輕邊梁負載。

5 結(jié)語

隨旅游的發(fā)展，橋梁加建景觀廊橋已是一種點綴。加建景觀廊橋前，充分考慮了廊橋所增加的自重所進行的荷載試驗，對橋梁加建方案設(shè)計提供了科學合理的技術(shù)支持。

[1] 鐘宏林.midas Civil橋梁工程實例精講[M].大連:大連理工大學出版社，2014.

[2] JTG D60—2015,公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范[S].

[3] JTG D62—2004,公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范[S].

[4] JTG/T J21—2011,公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程[S].

Study on the feasibility of building gallery bridge on Guanglu bridge

Du Xiaogeng1Yu Guojun2

(1.Dongyang Highway Facility Co., Ltd, Jinhua 322100, China;2.Zhejiang Geotechnical Engineering Technology Research Co., Ltd, Hangzhou 311200, China)

Taking Guanglu bridge engineering as an example, through bridge structure safety checking and loading test, the paper carries out bearing capacity and risk evaluation of building gallery bridge and bridge structure, and points out that: through adjusting upper bridge erecting column counter-force up to 35 kN, the bridge structure safety is basically feasible. However, it is suggested to adopt reinforcing measures on the basis of safety consideration.

gallery bridge, structural checking, static loading test, bearing capacity

1009-6825(2017)12-0165-02

2017-02-20

杜小庚(1980- ),男,工程師; 俞國俊(1987- ),男,助理工程師

U442.54

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