南馬大橋橋面拓寬可行性研究

賈曉舜楊 萍

(1.浙江省安吉縣交通運(yùn)輸局交通建設(shè)管理處，浙江安吉 313300; 2.浙江省詠合市政園林工程有限公司，浙江金華 321017)

Jia Xiaoshun1Yang Ping2

(1.Zhejiang Anji Traffic Transportation Bureau Traffic Construction Administration Department，Anji 313300，China; 2.Zhejiang Yonghe Municipal Garden Engineering Co.，Ltd，Jinhua 321017，China)

南馬大橋橋面拓寬可行性研究

賈曉舜1楊 萍2

(1.浙江省安吉縣交通運(yùn)輸局交通建設(shè)管理處，浙江安吉 313300; 2.浙江省詠合市政園林工程有限公司，浙江金華 321017)

以南馬大橋橋面拓寬工程為例，在充分考慮橋梁外觀及橋面拓寬橫斷面布置方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了橋梁靜載試驗(yàn)，分析了拓寬后橋梁的受力性能，結(jié)果表明，拓寬后的橋梁滿足使用荷載要求且性能良好。

圬工拱橋，橋面拓寬，靜載試驗(yàn)，結(jié)構(gòu)模型

0 引言

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的全面發(fā)展，我國(guó)的交通狀況發(fā)生著日新月異的變化，橋梁拓寬已經(jīng)成為緩解交通壓力的主要方法之一。對(duì)于圬工拱橋橋面拓寬后橋梁整體受力狀態(tài)是否滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，橋梁荷載試驗(yàn)為圬工拱橋橋面拓寬提供了一種直接有效的評(píng)定方法。本文以南馬大橋面拓寬工程為例，為以后同類工程提供參考和借鑒。

1 工程概況

南馬大橋，建于1987年12月，橋梁呈南北走向與河道正交。該橋結(jié)構(gòu)形式為實(shí)腹式石拱橋，矢跨比約為1/6，橋全長(zhǎng)163 m，中心樁號(hào)為K10+438，孔跨布置為9×16.7 m，橋?qū)?.8 m，橋面布置為0.5 m(防撞護(hù)欄)+6.8 m(機(jī)非混行車道)+0.5 m(防撞護(hù)欄)，護(hù)欄高度1.15 m，下部結(jié)構(gòu)采用重力式墩臺(tái)，基礎(chǔ)采用擴(kuò)大基礎(chǔ)。

在充分考慮了橋梁外觀及橋面拓寬的橫斷面布置方案的基礎(chǔ)上，對(duì)該橋進(jìn)行橋梁靜試驗(yàn)，進(jìn)一步確定南馬人民大橋拓寬后橋梁承載能力是否滿足正常使用要求。

2 荷載試驗(yàn)

2.1 確定控制斷面

本次試驗(yàn)選取該橋南側(cè)第一跨為試驗(yàn)跨，通過對(duì)該橋橋跨特點(diǎn)分析，控制斷面包括1/4L最大正、負(fù)彎矩截面、1/2L最大正彎矩截面、3/4L截面、拱腳最大負(fù)彎矩截面等各個(gè)截面的撓度或應(yīng)力測(cè)定。

根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，計(jì)算采用橋梁結(jié)構(gòu)有限元分析軟件Midas/ Civil及Midas/FEA對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈性階段分析，根據(jù)基頻及JTG D60—2015公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范規(guī)范公式計(jì)算，本次結(jié)構(gòu)計(jì)算對(duì)該橋進(jìn)行分析，所采用理論計(jì)算參數(shù)取值綜合取芯強(qiáng)度試驗(yàn)及《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》。

2.2 結(jié)構(gòu)計(jì)算

各類材料容重取值根據(jù)JTG D60—2015公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范的相關(guān)規(guī)定。主要材料為鋼筋、鋼筋混凝土、素混凝土、瀝青混凝土、霞紅花崗巖。重力密度的取值分別為78.5 kN/m3，26.0 kN/m3，24.0 kN/m3，24.0 kN/m3，30 kN/m3。二期、欄桿等通過等均布荷載施加。橋梁橫斷面圖見圖1，橋梁拓寬設(shè)計(jì)橫斷面圖見圖2，Midas/FEA結(jié)構(gòu)模型見圖3。

2.3 試驗(yàn)工況及加載效率

本次靜力荷載試驗(yàn)采用三軸35 t重加載車進(jìn)行加載，為保證試驗(yàn)加載的有效性和合理性，應(yīng)使橋跨結(jié)構(gòu)在最不利的荷載情況下加載檢測(cè)，盡量采用多種加載方式。

根據(jù)JTG/T J21—2011公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程的要求，橋梁的靜力試驗(yàn)按荷載效率η來確定試驗(yàn)的最大荷載(如表1所示)。

圖1 橋梁橫斷面圖

圖2 橋梁拓寬設(shè)計(jì)橫斷面圖

圖3 Midas/FEA結(jié)構(gòu)模型

表1 加載效率η值表

2.4 測(cè)點(diǎn)布置

本次項(xiàng)目設(shè)置在截面橫橋向應(yīng)力分布較大的部位，應(yīng)力測(cè)點(diǎn)在每個(gè)截面布置3個(gè)應(yīng)變測(cè)點(diǎn)。為了全面記錄各測(cè)試斷面在試驗(yàn)荷載作用下的應(yīng)力狀況，在試驗(yàn)跨拱頂最大正彎矩?cái)嗝妗/4斷面、3L/4斷面、拱腳斷面布設(shè)應(yīng)變計(jì)、千分表。

2.5 試驗(yàn)成果

1)從各工況試驗(yàn)結(jié)果情況分析，在試驗(yàn)荷載作用下，試驗(yàn)跨實(shí)測(cè)撓度及應(yīng)變均小于理論值，其校驗(yàn)系數(shù)符合規(guī)范要求。

2)橋梁整體尚有一定的富余量:在試驗(yàn)荷載作用下，各工況校驗(yàn)系數(shù)均值均滿足規(guī)范要求，試驗(yàn)跨撓度校驗(yàn)系數(shù)在0.58～0.93之間，應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)在0.14～0.85之間。根據(jù)靜載試驗(yàn)結(jié)果，試驗(yàn)跨撓度校驗(yàn)系數(shù)均小于1，因此各橋梁整體剛度滿足要求。

3)在試驗(yàn)荷載作用下，該橋多數(shù)測(cè)試斷面尤其是加載斷面，在卸載后其相對(duì)殘余變形均小于20%，結(jié)構(gòu)在卸載后變形能及時(shí)恢復(fù)，說明結(jié)構(gòu)在試驗(yàn)荷載作用下，處于彈性工作狀態(tài)。

綜上所述，本次試驗(yàn)所測(cè)試的南馬大橋在剛度、強(qiáng)度等方面滿足拓寬后使用荷載(城—B級(jí))要求，橋梁性能良好。

3 結(jié)語

大部分建造年代較早的橋梁已經(jīng)無法滿足現(xiàn)有交通流量需求，橋梁橋面拓寬是緩解交通壓力有效方法之一。橋面拓寬前，充分考慮了拓寬所增加的自重所進(jìn)行的荷載試驗(yàn)，為橋梁拓寬方案設(shè)計(jì)提供了科學(xué)合理的技術(shù)支持。

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

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

［3］ GB 50003—2011，砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

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

Study on the feasibility of Nanma bridge deck widening

Taking Nanma bridge deck widening engineering as an example，based on fully considering bridge appearance and bridge deck widening allocating scheme，the article carries out bridge static-load test，and analyzes stress performance of the bridge widened.Results show that: the widened bridge meet using load demands and has great performance.

masonry arch-bridge，bridge deck widening，static-load test，structural model

Jia Xiaoshun1Yang Ping2

(1.Zhejiang Anji Traffic Transportation Bureau Traffic Construction Administration Department，Anji 313300，China; 2.Zhejiang Yonghe Municipal Garden Engineering Co.，Ltd，Jinhua 321017，China)

U443.31

A

1009-6825(2016)35-0182-02

2016-09-23

賈曉舜(1983-)，男，工程師; 楊 萍(1978-)，女，工程師