某桥力学性能分析

某桥力学性能分析

摘要通过对纵梁离散建模，采用对现行公路荷载标准进行折减的方法，对一座上世纪70年代修建的桥梁进行了结构承载力验算。

关键词纵梁荷载折减力学分析 一、桥梁简介

某桥修建于上世纪70年代初期，桥梁全长36.4m，桥跨为5×6.4m简支梁体系，全宽10m，行车道净宽7m，双向二车道，两侧人行道各宽1.5m。原设计荷载为汽—15，拖—60。该桥上部结构设有6根纵梁，纵梁之间搭接微弯板。纵梁及微弯板均为预制构件，纵梁与微弯板的连接采用钢筋焊接。现采用对公路Ⅰ级荷载进行折减的方法对结构承载力进行验算。

二、计算模型

在建立有限元模型时只取其中一跨单片纵梁进行建模。根据简支结构受力特点纵梁一端设双向约束，另一端设单向约束。全桥共划分18个单元，模型简图如图一所示。

图一模型简图

计算中桥面微弯板、人行道板、边梁、挑梁、底梁、护栏及桥面板上填料等均按二期恒载计入。横向分布系数计算采用刚性横梁法，计算结果如表1所示。

表1 横向分布系数计算结果

计算时通过对横向分布系数进行折减来实现对计算荷载的折减。

三、计算结果及分析

经过反复试算，得出当荷载折减系数取0.35时结构的各项力学性能可满足要求。

1、抗弯强度验算

简支梁弯矩最大值出现在跨中截面，计算结果见表2。

表2承载能力极限状态全梁抗弯强度最值汇总表

对全梁支点，1/4跨径，跨中等特征截面弯矩进行验算，计算结果见表3。

表3承载能力极限状态特征面抗弯强度表

2、抗剪强度验算

简支梁体系剪力极值出现在梁端，对梁端，1/4跨径处的剪力值进行验算，计算结果见表4。

表4纵梁斜截面抗剪强度表

3、裂缝宽度验算

依照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 （JTG D62-2004）中6.4.2所规定，裂缝宽度容许值为0.2mm，全梁裂缝宽度最大值出现在跨中截面。计算结果见表5。

表5纵梁裂缝宽度表

裂缝宽度最值（mm） 裂缝宽度容许值（mm）

0.116 0.2

综上所述，当对纵梁荷载施加0.35倍公路Ⅰ级荷载时，结构安全性验算满足要求。

依照《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）对公路Ⅰ级车辆荷载的规定，折减后车辆重力标准值不得超过192.5 kN，最大轴重标准值不得超过98 kN。

四、结束语

随着经济的发展，公路汽车的载重在不断的加大。上世纪70年代距今已有30多年，修建于那个年代的构造物的设计荷载与目前的荷载相差较大，大部分均已出现裂缝损坏，处于带病工作状态。全部拆除重建需要大量的财力，为节约财力可以考虑采取加固或限制通行车辆载重等方法。