【摘要】承載力是橋梁最重要的功能指標(biāo)之一，因材料老化、工程質(zhì)量等因素引起的既有橋梁實(shí)際承載力折減，對于過往車輛形成了極大的安全隱患，特別是隨著車輛朝著更多更重的趨勢發(fā)展，亦對既有橋梁的實(shí)際承載力提出了更高的要求。本文以某多跨簡支梁橋的承載力檢測為背景，實(shí)際檢測配合Midas/civil建模檢算，詳細(xì)論述了既有橋梁承載力檢測的應(yīng)用原理及方法，對類似工程項(xiàng)目的檢測有借鑒意義。
1工程概況
某多跨簡支梁橋建于2003年，結(jié)構(gòu)形式為預(yù)制空心板簡支梁橋，設(shè)計(jì)荷載等級為公路—Ⅰ級。橋長為22.0m，跨徑組合為6.0+10.0+6.0m，橋面總寬為10.6m，橋面橫向布置為1.50m（人行道）+7m（機(jī)動(dòng)車道）+1.50m（人行道），欄桿采用鋼筋混凝土欄桿。
2橋梁上部結(jié)構(gòu)承載能力檢測評定
在結(jié)合《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》（JTG/TJ21-2011）（以下簡稱《檢評規(guī)程》）的基礎(chǔ)上，依據(jù)現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范對橋梁的上部結(jié)構(gòu)（空心板）進(jìn)行承載能力檢測評定。《檢評規(guī)程》1.0.4條規(guī)定：“在用橋梁應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)兩類極限狀態(tài)進(jìn)行承載能力檢測評定。”《檢評規(guī)程》7.1.6條規(guī)定：“當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的承載能力檢算系數(shù)評定標(biāo)度D≥3時(shí)，應(yīng)進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)評定計(jì)算。”
本橋跨徑布置為6m+10m+6m，其中6m、10m跨徑空心板均采用C30混凝土。本文為方便檢測說明，僅以10m跨徑空心板的上部結(jié)構(gòu)承載能力檢測評定。
2.1荷載橫向分布系數(shù)
本項(xiàng)目橋梁空心板間橫向連接設(shè)計(jì)為企口縫榫槽砼連接，因此跨中截面荷載橫向分布系數(shù)采用“橋梁博士”中“橫向分布文件”功能的“剛（鉸）接板梁法”計(jì)算。支點(diǎn)截面荷載橫向分布系數(shù)采用“杠桿原理法”計(jì)算。
在實(shí)際計(jì)算中，對于主梁各截面的彎矩可以近似地在全橋跨都采用跨中截面荷載橫向分布系數(shù)mc來計(jì)算；對于主梁剪力，則須考慮從m0到mc的變化，即荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨變化的影響。
2.2待評定空心板選取
根據(jù)跨中截面的荷載橫向分布系數(shù)可知，在荷載作用下，中板汽車荷載橫向分布系數(shù)最大，次邊板人群荷載橫向分布系數(shù)最大，根據(jù)荷載橫向分布系數(shù)的計(jì)算結(jié)果，以及外觀和實(shí)體項(xiàng)目檢查結(jié)果，按照最不利原則，2-6#（10m中板）進(jìn)行承載能力評定。
2.3有限元模型說明
采用有限元軟件Midas/Civil2019版建立2-6#空心板的有限元模型，進(jìn)行恒載計(jì)算及活載分析；空心板采用梁單元模擬，2-6#空心板離散為12個(gè)單元，13個(gè)節(jié)點(diǎn)。
材料自重均按照26KN/m³進(jìn)行取值；二期恒載（含橋面鋪裝、人行道、欄桿等）折合為線荷載按3.5KN/m加載；橋梁設(shè)計(jì)時(shí)采用的荷載等級：公路—Ⅰ級，人群荷載（3kN/m）；根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2015）按結(jié)構(gòu)計(jì)算基頻計(jì)算，，）。
2.4按設(shè)計(jì)狀態(tài)進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)算
考慮到在整體升降溫、溫度梯度、混凝土收縮、徐變影響力及基礎(chǔ)變位影響力作用下，簡支空心板均不產(chǎn)生附加內(nèi)力。按照《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2015）4.1.5條規(guī)定，所采用的荷載組合為基本組合：
式中，為自重，為汽車荷載，為人群荷載。
2.5斜截面抗剪承載力驗(yàn)算截面
《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG3362-2018）5.2.8條規(guī)定，在進(jìn)行受彎構(gòu)件斜截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí)，其驗(yàn)算位置應(yīng)按照下列規(guī)定：
?。?）距支座中心h/2（梁高一半）處的截面；
?。?）箍筋數(shù)量或間距有改變處的截面；
為了防止梁發(fā)生斜壓破壞，《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD62-2018）5.2.11條規(guī)定：矩形、T形和工字形截面的受彎構(gòu)件，其截面尺寸應(yīng)符合下述要求（即規(guī)定了構(gòu)件抗剪承載力的上限）：
5.2.12條規(guī)定：矩形、T形和I形截面的受彎構(gòu)件，當(dāng)符合下式要求時(shí)
可不進(jìn)行斜截面抗剪承載力的驗(yàn)算（規(guī)定了抗剪承載力驗(yàn)算的下限），僅需按構(gòu)造要求配置鋼筋。
2.6荷載效應(yīng)計(jì)算、組合及驗(yàn)算結(jié)果
根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果可知，各空心板正截面抗彎承載力、斜截面抗剪承載力滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。
注：1、正截面抗彎承載力驗(yàn)算中的數(shù)據(jù)單位為kN?m；斜截面抗剪承載力驗(yàn)算中的數(shù)據(jù)單位為kN；
2.7基于檢測結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)承載能力評定
按照《檢評規(guī)程》7.1.3條規(guī)定：“配筋混凝土橋梁在計(jì)算橋梁結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)的抗力效應(yīng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)橋梁試驗(yàn)檢測結(jié)果，采用引入承載能力檢算系數(shù)Z1或Z2、承載能力惡化系數(shù)、截面折減系數(shù)和的方法進(jìn)行修正計(jì)算。”
《檢評規(guī)程》7.3.1條規(guī)定，配筋混凝土橋梁承載能力極限狀態(tài)，應(yīng)根據(jù)橋梁檢測結(jié)果按下式進(jìn)行計(jì)算評定：
?。?）承載能力檢算系數(shù)
根據(jù)《檢評規(guī)程》7.7.1條規(guī)定計(jì)算承載能力檢算系數(shù)。
?。?）承載能力惡化系數(shù)
根據(jù)《檢評規(guī)程》7.7.4條規(guī)定計(jì)算承載能力惡化系數(shù)。
?。?）混凝土截面折減系數(shù)
根據(jù)《檢評規(guī)程》7.7.5條規(guī)定計(jì)算混凝土截面折減系數(shù)。
?。?）鋼筋截面折減系數(shù)
根據(jù)《檢評規(guī)程》7.7.6條規(guī)定計(jì)算鋼筋截面折減系數(shù)
?。?）活載影響修正系數(shù)
由于缺乏相關(guān)交通量信息，此處將交通量影響修正系數(shù)、大噸位車輛混入影響修正系數(shù)、軸荷載分布影響修正系數(shù)均取為1.00。根據(jù)《檢評規(guī)程》7.7.7條規(guī)定，橋梁的活載影響修正系數(shù)為：=1.00。
需要說明的是，《檢評規(guī)程》7.1.6條規(guī)定：“當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的承載能力檢算系數(shù)評定標(biāo)度D≥3時(shí)，應(yīng)進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)評定計(jì)算。”
在驗(yàn)算結(jié)果的基礎(chǔ)上，考慮上述的分項(xiàng)檢算系數(shù)，評定結(jié)果表明：空心板承載能力滿足要求。
注：1、正截面抗彎承載力評定中的數(shù)據(jù)單位為kN?m；斜截面抗剪承載力評定中的數(shù)據(jù)單位為kN；
3檢測結(jié)論
根據(jù)考慮檢測結(jié)果的檢算可知，此橋上部結(jié)構(gòu)基本能夠滿足公路Ⅰ及荷載的安全承載要求。
