桥梁建筑混凝土结构受力性能研究

薛勇 强旭毅

摘 要 选取现代桥梁为研究对象，针对现代桥梁的运营现状，结合现场荷载试验，分析了桥梁结构在不同荷载作用下的振动响应，评价了桥梁结构的安全性能。希望本文对相关人士有参考价值。

关键词 桥梁结构;静载试验;承载能力

1 研究背景和意义

随着国民经济的快速发展，我国的公路和桥梁工业达到了发展的顶峰。中国在全国各地修建了越来越多的高质量道路和桥梁。道路建设大大改善了交通环境，产生了可观的经济和社会效益;此外，由于近年来交通量的快速增长和大型重型车辆数量的增加，公路运输对桥梁承载力的要求越来越高。然而，一些古老的桥梁正在老化和恶化，其中许多无法满足日益增长的交通需求。因此，准确评估现有桥梁的承载力和使用寿命，已成为旧桥改造的一个重要问题。桥梁评价理论的研究和实践具有明显的技术和经济意义。

在桥梁混凝土结构施工过程中，施工人员一方面要保证结構的安全，另一方面要追求施工进度和生产力的提高。这要求混凝土结构具有合理的安全水平，以满足这两项要求。然而，现行的混凝土结构设计规范和混凝土结构施工质量验收规范，并没有对混凝土结构在施工过程中的安全要求提出更统一的要求[1]。

2国内外研究现状

桥梁承载力的评估是在土木工程领域的一个研究热点。桥梁承载力的评估方法很多，有的已经成熟并得到了广泛的应用，有的还处于研究阶段，实际应用相对较少。在现有的桥梁检测方法中，桥梁外观的测量和基于设计标准的校核计算的评估可以快速评估桥梁的承载能力，但由于主观因素，精度较低。负载测试是高精度的，但需要大量的时间和精力，并要求流量中断。专家系统方法和基于结构可靠性理论的方法在应用上有许多局限性。因此，寻找一种经济、实用、快速、准确的检测方法具有很高的实用价值和经济价值。

（1）国内外对建筑混凝土结构的受力研究现状。目前对建筑混凝土结构受力的研究大多集中在施工完成后的单荷载作用上，进行各种性能分析研究的方法。有能力执行研究相对较少的混凝土结构建筑物带电楼，主要是地面标示各项叠加方法，分层负载方法整体刚度矩阵，修改后的分层方法和算法简化蓝图。在建筑混凝土结构的设计和分析中，对施工过程的正确模拟已成为一个未被考虑的阶段。

（2）建筑混凝土结构受力分析的理论计算基础。根据理论计算分析部队建设混凝土结构建筑物主要基于三个方法：模拟有限元的分析，构造有限元模型与ANSYS模拟建筑期间，部队建设与TBSA有限元模型来模拟建筑期间，部队建设与SAP2000有限元模型来模拟部队建设中。由于施工过程的复杂性和人为影响因素的多样性，通过仿真模拟施工过程的研究方法存在一些不足[2]。

（3）基本理论。建筑施工中的混凝土结构是由混凝土柱、几层普通混凝土梁和支撑混凝土梁结构的多层模板系统组成的临时力系统。负担和地上的自重就倾倒建筑底部层传送通过支持性系统负担，影响建筑的整个过程中，使得临时承载体系模板支撑系统等共同组成的临时受力体系。负担和地上的自重就倾倒建筑底部层通过传送系统负担的影响上，沿着建设进程，使地面充电系统所支持的时间逐渐增加。负载最大的楼层总是在这个临时力系统的最低楼层。所有这些都与正常使用条件下的加载情况完全不同，会导致临时力系统的地面出现裂缝、过度偏转、甚至完全坍塌等。

3现代桥梁的基本现状

1928年，法国工程师Freyssinet首次发明了预装钢筋混凝土。这种材料克服了钢筋混凝土易开裂的缺点，改进了桥梁施工方法，有效地增加了桥梁的宽度。

在20世纪90年代，世界上的桥梁建造得越来越快，桥梁长度的记录不断被打破。在建造大型桥梁的过程中，出现了新的材料和工艺。法国诺曼底桥采用了平行钢绞线拉索和施工控制技术等，新技术的发展为21世纪桥梁的持续发展奠定了坚实的基础[3]。

4相关试验

（1）静载试验。根据结构的受力特性，在现代桥梁高架桥主体结构的主受力控制段进行了静载试验。桥梁结构根据荷载特性和外观试验结果，拱脚主体，拱顶，L/4拱选取肋段、中央横断面主桥和L/4段主桥、纳金大桥作为试验对象，试验了5种试验条件。测点布置：主桥拱肋和主梁主要控制截面的应变测点，每个截面4个测点。

（2）自振特性试验。桥梁结构的振动反应不同负载下可测量通过自发的振动特性试验，然后人们可以根据自发的振动频率和振动模式基本结构的大桥，从而分析结构的振动特性自发桥。测量系统：为测试选择的辅助仪器。在进行测试之前，需要对整个系统进行校准验证。

5试验结果

自振特性试验结果与分析：自振特性的实验结果表明，测量的振动模态计算的理论模态是由：可以看出，第一个测量结构的自然振动频率都大于理论计算的振动频率。这表明结构的整体刚度大于预期。试验结果表明，在极限荷载基本组合下，现代桥梁主拱和主梁满足要求，该桥梁的承载能力可以满足一级公路荷载的要求。

6结束语

工程实践表明，弹性波断层扫描可应用于连续梁内混凝土质量的检测。本文提出的基于该技术的检测方法具有以下优点：①反映混凝土在测量点的强度和混凝土的致密性;②可形成波速云图，界面友好，便于定位和准确描述遇到的内部缺陷。

实践表明，负载测试是最直接最有效的方法，在负载能力评估和更令人信服，桥梁结构，以及进一步发展的经验理论的桥梁设计和施工技术。将桥梁建设总体水平提高到更高水平;以提供科学数据来接受终止和维护充电静态和动态测试负载能力评估结构大桥，对现代桥梁负担能力评估充电容量的桥是否符合需求的负载级别的高速公路。

参考文献

[1] 艾军，史丽远，乔光华，等.现有公路桥梁承载力的分析与评定[J].苏州城建环保学院学报，2000，13（3）：63-68.

[2] 李亚东.既有桥梁评估方法研究[J].铁道学报，1997（3）：109.

[3] 交通部标准.公路桥涵养护规范：JTG H11-2014[S].北京：人民交通出版社，2014.