索道橋承載能力試驗研究

唐 強

（甘肅省交通規劃勘察設計院股份有限公司， 甘肅 蘭州 730070）

1 工程概況

云南省某地區索道橋最大跨度255m，橋面寬6.5m，全長296m。全橋共設75束懸吊索，所有索皆支撐在兩岸橋頭索鞍鋼板上，兩端通過錨具與左右錨墩連接，兩岸地錨采用重力式橋臺。全橋共設26根組合箱形鋼橫梁。

圖1 橋梁實景圖

2 靜載試驗

2.1 有限元模型的建立

本橋為索道橋，整個橋梁主要受力結構由橋臺（錨室）、鋼索、錨碇等組成。為了能夠真實地反映橋梁結構的空間受力狀態，本次使用有限元程序—MIDAS建立空間有限元模型，有限元局部放大圖如圖2所示。

圖2 有限元模型

依據相關規范要求，試驗荷載用2輛車加載，一輛重量309.8kN的載重汽車，另一輛重量328.0kN的載重汽車。載重汽車重量及軸距如表1所示。

表1 加載汽車重量及軸距

2.2 試驗測點布置

對索道橋橫梁進行編號，從右岸向左依次為1號～26號。在7號橫梁、11號橫梁、13號橫梁、19號橫梁截面布置變形測點，測點布置如圖3所示。

圖3 位移測點布置圖

在錨固截面2m處布置應變測點，從上游方向開始，每隔一條索在相鄰兩根索上布置應變計，共布置在九根索上。

2.3 靜載測試

靜載試驗共分為 5個工況，包括單車加載和雙車對稱加載，這里只列出雙車對稱加載在6號和19號橫梁時索道橋各測點的撓度值見表2。

表2 測點撓度值對比

7號橫梁處截面 -312 -261.5 11號橫梁處截面 -648 -593.1 13號橫梁處截面 -944 -905.1 19號橫梁處截面 -883 -812.0

由表2可知，在試驗荷載作用下，該橋部分控制截面的實測位移值大于理論計算值，即位移校驗系數大于1.0，所以該索道橋的整體工作性能較差，影響橋梁正常使用。

表3 測點應力值對比

由表3可知，索力實測值大于理論值，說明該橋安全儲備較小，可靠性和安全性降低影響橋梁長期正常使用。

3 動載試驗

根據《公路橋梁荷載試驗規程》（JTG/T J21-2016）的相關要求，對該索道橋進行動載測試，分別在該橋L/4、跨中和3L/4位置布置縱向、橫向和豎向拾振器。

通過現場脈動試驗及理論計算，得出該索道橋自振頻率的理論值、實測值如表4所示。

表4 自振頻率對比

狀態指標指頻率實測值與理論值的比。

由表4可知，該索道橋橫豎向前二階自振頻率的實測值小于理論值，說明該橋鋼索存在輕微損傷，且該橋整體性和受力體系發生變化導致其剛度減小，自振頻率減小。

4 結論與建議

通過對此索道橋進行靜動載試驗得到以下結論：

（1）該索道橋的可靠性和安全性較低，且該橋處于不穩定狀態，存在安全隱患。

（2）在靜載試驗工況下，結構受力出現不均衡現象，所以分析得出該橋只能滿足汽-20t級及以下車輛單車通行，且車速不易超過5km/h。

故根據以上結論給出建議：維修加固或者拆除重建。