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摘要：以工程实例为依托，较详细介绍了双曲拱旧桥的静载检测试验计算、加载及分析。
关键词：双曲拱桥；静载试验
Abstract: Based on engineering practice, introduces in detail the hyperbolic arch bridge static load test, load calculation and analysis.
Key words: hyperbolic arch bridge; static load test
中图分类号：U448.22+1文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）
1.概述
仍在服役的双曲拱桥数量较多，针对双曲拱桥的结构特点，研究其承载能力检测技术，不仅具有理论意义，同时具有实际应用价值。
某双曲拱旧桥，位于河南省一条省级道路上，孔跨2－15.00米，全长34.2米，U型桥台，钻孔灌注桩基础，钢筋混凝土双曲拱桥，桥梁与河道正交。该桥于1973年下半年建成通车。原设计荷载为汽－15，挂－80。
2.双曲拱旧桥的结构计算
2.1主拱圈截面参数计算
（1）单元波的分解及各自截面特性的计算
双曲拱桥主拱圈为组合截面，由拱肋、拱波、拱板组成，该桥的拱肋为老的200号混凝土（现20号），拱波、拱板均为老的150号混凝土（现15号）。将一个单元波分解为波板和拱肋。
（2）单元波换算截面特性计算
按照弹性模量的不同将拱波、板与拱肋和新加混凝土的截面换算为一个整体截面。波板为15号混凝土，拱肋为20号混凝土。该桥的拱波之间的混凝土有脱落现象，故将拱波的弹性模量乘以折减系数0.8，进行换算。
（3）等效为T型截面
计算出一个单元波的等效截面几何特性后，就可以按照面积、中性轴、惯性矩相等的原则将截面等效为T型截面，以便在有限元计算中的截面输入。
2.2结构内力计算
（1）恒载内力计算
恒载内力计算按照首先施工主拱圈（包括拱肋、拱波和拱板），然后施工拱上建筑和桥面两个施工阶段，按内力叠加法计算桥梁在恒载作用下的内力。计算采用桥梁结构分析程序按平面杆系计算。
（2）活载内力计算
采用弹性地基连续梁法可以计算出汽车荷载横向分布系数为0.425；挂车荷载横向分布系数为0.262。在影响线上布载可以计算出桥梁在活载作用下的内力。内力计算按不计冲击系数的各截面最不利弯矩和所对应的轴力。
（3）荷载组合
计算出该桥的恒载和活载内力后，进行荷载组合，荷载组合中计入汽车的冲击系数。
（4 ）截面验算
20号混凝土截面的容许压应力为11MPa，容许拉应力为1.3MPa。荷载组合Ⅰ为截面控制内力，按其内力值进行截面验算。
可知，跨中正弯矩产生的拉应力超过了材料的容许拉应力，结构进入塑性状态。该桥能够承受汽车-15、挂车-80级的荷载，但荷载作用下部分区域（跨中）进入塑性状态，将产生裂缝。
3.双曲拱旧桥静荷载试验
3.1测试内容及加载效率
（1）测试内容
表1测试内容
（2）加载车辆选用
参照《公路桥涵设计通用规范（JTJ021-89）》关于汽车荷载的规定，选用了两辆 20t的汽车进行桥梁静载测试。载重汽车的参数列于表2中。
表2实验车参数表
3.2静载测试结果
（1）挠度测试与分析结果列于表4中。单位：mm。
（2）应变测试与分析结果列于表5中。表中以拉应变为正。单位：微应变。
表4位移测试结果
表5 应变测试结果
3.3 静载试验结果分析
在各工况荷载作用下，四个拱脚处的位移值均较大，拱肋各测点的挠度校验系数在0.665～3.5之间，大部分测点的结构效验系数在1.2左右。拱肋各测点的应变校验系数在0.5～2.554范围内，大部分测点的结构效验系数在1.4左右。结构校验系数偏差较大是由测量误差所造成的，如混凝土出现裂缝，仪表的变位等。
挠度和应变校验系数均高于《公路旧桥承载能力鉴定方法(试行)》中的规定的上限值1.0。说明在最不利活载作用下，桥梁结构受力受连拱作用的影响，拱肋结构进入塑性工作状态，竖向抗弯刚度和强度不足，达不到汽车-15级的荷载要求，该桥需要进行维修和加固处理才能满足现在交通的要求。
参考文献：
1、交通部公路研究所等.《大跨径混凝土桥梁的试验方法》1982年
2、交通部部颁标准.《公路舊桥承载能力鉴定方法》（试行）1988
3、交通部部颁标准.《公路桥涵设计通用规范（JTJ021-89）》1989
关键词：双曲拱桥；静载试验
Abstract: Based on engineering practice, introduces in detail the hyperbolic arch bridge static load test, load calculation and analysis.
Key words: hyperbolic arch bridge; static load test
中图分类号：U448.22+1文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）
1.概述
仍在服役的双曲拱桥数量较多，针对双曲拱桥的结构特点，研究其承载能力检测技术，不仅具有理论意义，同时具有实际应用价值。
某双曲拱旧桥，位于河南省一条省级道路上，孔跨2－15.00米，全长34.2米，U型桥台，钻孔灌注桩基础，钢筋混凝土双曲拱桥，桥梁与河道正交。该桥于1973年下半年建成通车。原设计荷载为汽－15，挂－80。
2.双曲拱旧桥的结构计算
2.1主拱圈截面参数计算
（1）单元波的分解及各自截面特性的计算
双曲拱桥主拱圈为组合截面，由拱肋、拱波、拱板组成，该桥的拱肋为老的200号混凝土（现20号），拱波、拱板均为老的150号混凝土（现15号）。将一个单元波分解为波板和拱肋。
（2）单元波换算截面特性计算
按照弹性模量的不同将拱波、板与拱肋和新加混凝土的截面换算为一个整体截面。波板为15号混凝土，拱肋为20号混凝土。该桥的拱波之间的混凝土有脱落现象，故将拱波的弹性模量乘以折减系数0.8，进行换算。
（3）等效为T型截面
计算出一个单元波的等效截面几何特性后，就可以按照面积、中性轴、惯性矩相等的原则将截面等效为T型截面，以便在有限元计算中的截面输入。
2.2结构内力计算
（1）恒载内力计算
恒载内力计算按照首先施工主拱圈（包括拱肋、拱波和拱板），然后施工拱上建筑和桥面两个施工阶段，按内力叠加法计算桥梁在恒载作用下的内力。计算采用桥梁结构分析程序按平面杆系计算。
（2）活载内力计算
采用弹性地基连续梁法可以计算出汽车荷载横向分布系数为0.425；挂车荷载横向分布系数为0.262。在影响线上布载可以计算出桥梁在活载作用下的内力。内力计算按不计冲击系数的各截面最不利弯矩和所对应的轴力。
（3）荷载组合
计算出该桥的恒载和活载内力后，进行荷载组合，荷载组合中计入汽车的冲击系数。
（4 ）截面验算
20号混凝土截面的容许压应力为11MPa，容许拉应力为1.3MPa。荷载组合Ⅰ为截面控制内力，按其内力值进行截面验算。
可知，跨中正弯矩产生的拉应力超过了材料的容许拉应力，结构进入塑性状态。该桥能够承受汽车-15、挂车-80级的荷载，但荷载作用下部分区域（跨中）进入塑性状态，将产生裂缝。
3.双曲拱旧桥静荷载试验
3.1测试内容及加载效率
（1）测试内容
表1测试内容
（2）加载车辆选用
参照《公路桥涵设计通用规范（JTJ021-89）》关于汽车荷载的规定，选用了两辆 20t的汽车进行桥梁静载测试。载重汽车的参数列于表2中。
表2实验车参数表
3.2静载测试结果
（1）挠度测试与分析结果列于表4中。单位：mm。
（2）应变测试与分析结果列于表5中。表中以拉应变为正。单位：微应变。
表4位移测试结果
表5 应变测试结果
3.3 静载试验结果分析
在各工况荷载作用下，四个拱脚处的位移值均较大，拱肋各测点的挠度校验系数在0.665～3.5之间，大部分测点的结构效验系数在1.2左右。拱肋各测点的应变校验系数在0.5～2.554范围内，大部分测点的结构效验系数在1.4左右。结构校验系数偏差较大是由测量误差所造成的，如混凝土出现裂缝，仪表的变位等。
挠度和应变校验系数均高于《公路旧桥承载能力鉴定方法(试行)》中的规定的上限值1.0。说明在最不利活载作用下，桥梁结构受力受连拱作用的影响，拱肋结构进入塑性工作状态，竖向抗弯刚度和强度不足，达不到汽车-15级的荷载要求，该桥需要进行维修和加固处理才能满足现在交通的要求。
参考文献：
1、交通部公路研究所等.《大跨径混凝土桥梁的试验方法》1982年
2、交通部部颁标准.《公路舊桥承载能力鉴定方法》（试行）1988
3、交通部部颁标准.《公路桥涵设计通用规范（JTJ021-89）》1989