连续跨承载力7.3.doc

2、检算系数的确定
2.1、检算系数Z1
检算系数Z1主要有三个影响因素确定：一是构件外观质量；二是构件混凝土强度；三是固有模态参数。详见表4.21-1。
表4.21-1 承载力检算系数
检测指标
评定标度值Ej
权重αj
表观缺损
1(良好状态)
0.4
材质强度
1(良好)
0.3
固有模态
1(良好状态)
0.3
计算的技术状况评定值
E=1×0.4+1×0.3+1×0.3=1
根据技术状况评定值承载力检算系数Z1=1.15
2.2、承载力恶化系数ζe
承载力恶化系数ζe的确定详见表表4.22-1
表4.22-1 承载力恶化系数
检测指标
评定值
权重
混凝土表观缺损
1
0.32
钢筋锈蚀电位
1
0.11
混凝土碳化深度
1
0.2
混凝土保护层厚度
2
0.12
氯离子含量
1
0.15
混凝土强度状况
1
0.1
计算的恶化状况评定值E=1×0.32+1×0.11+1×0.2+2×0.12+1×0.15+1×0.1=1.12
环境条件为：不燥，不冻，无侵蚀性介质
承载力恶化状况评定值E为1.12；由于桥址位于城市道路上，气候条件比较好，环境条件为：干燥，不冻，无侵蚀性介质；承载力恶化系数ζe为0.0024。
2.3、截面折减系数ζc、ζs
截面折减系数ζc、ζs的确定详见下表4.23-1。
表4.23-1 承载力截面折减系数
检测指标
评定值
权重
材料风化
2
0.1
混凝土碳化
1
0.35
物理与化学损伤
1
0.55
截面损伤综合评定值R=2×0.1+1×0.35+1×0.55=1.1
构件截面损坏较轻，其截面损伤综合评定值R=1.1，取混凝土截面折减系数为0.99，，钢筋锈蚀轻，没有发现纵梁混凝土保护层剥落、钢筋外露，钢筋截面损失状况对应于评定标度1的技术特征，因此钢筋截面折减系数按0.99取用。
2.4、活载影响修正系数ζq
根据现场观测，路况完好，车辆的通行速度比较快，交通量超过设计交通量，对应于交通量的活载影响修正系数ζq1取为1.1。超重车货车较多，超过汽车检算荷载主车的大吨位车辆的交通量与交通量之比即为车辆混入率，依据取大吨位车辆混入率的活载影响修正系数ζq2为1.1，依据后轴重超车检算荷载之最大轴荷所占的百分数，取ζq3为1.1，由此计算得到活载影响修正系数ζq=(ζq1×ζq2×ζq3)1/3=(1.1×1.1×1.1)1/3=1.1。

3、原结构复核计算
3.1 荷载横向分布系数
本桥分联分跨，选取第二联第三幅和第四幅进行试验，所以应用GQJS桥梁分析计算程序时，考虑连续梁的相互作用，荷载横向分布系数如下（因桥面宽度连续分布，这里只取其中某一断面处的宽度18.736m作为简化）：
计算方法: 铰接板法

结构描述:
桥面宽度 人行道宽度 主梁跨径 主梁根数
18.736 0 30 5

上翼缘宽度 上翼缘悬臂长度 上翼缘板厚度 纵向抗弯惯矩 横向抗扭惯矩
3 .35 .35 .466402 2.24147

活载信息:
汽车荷载: 汽车----超20级
挂车荷载: 挂车----120级
履带车荷载: 履带车----50级
人群荷载: 3.5KN/m2

横向分布系数计算结果:
梁号 汽车 挂车 履带车 人群
1 0.495 0.252 0.253 0.000
2 0.439 0.220 0.220 0.000
3 0.412 0.207 0.206 0.000

3.2 原结构控制截面的内力计算
本桥分联分跨，这里所做的选取第二联西幅第三跨跨中截面为控制界面。应用GQJS桥梁分析计算程序，梁控制截面的内力计算结果见表4-3-1，表中组合Ⅰ为（恒+汽+人）、组合Ⅱ为（恒+挂）。
表4-3-1 控制截面内力计算结果
荷载组合
跨中弯矩
支点弯矩
支点剪力
（kN.m）
（kN.m）
（kN）
组合Ⅰ
3331.16
-5832.34
867.45
组合Ⅱ
2749.27
-5242.66
837.62
恒载
2748.55
-5244.31
538.42
3.3 跨中正截面强度
按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTJ023-85）计算，截面复核，为单筋T形截面或工形截面时：
当 为 第一类T形截面，按以下（1） （2）式计算
（1）
（2）

当 为第二类T形截面，按以下（3） （4）式计算
（3）
（4）
桥梁为空心箱梁，按面积相等、截面惯性矩相等原则简化成工字形空心箱梁复核第三联第三跨跨中：
箱梁配筋 （），
20根三级钢筋直径12（）
混凝土 50号 （）
由公式（1）～（4）计算得：极限承载力
极限承载力 所以跨中正截面强度满足承载力要求。
3.4 支点斜截面抗剪强度
按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTJ023-85）计算：预应力混凝土T形截面或工形截面斜截面抗剪强度计算公式：
（5）
截面配双肢箍三级钢12（） 混凝土标号55号
时取3.5
时取1.7
由公式（5）计算同样复核第三联第三跨支座Z8，得：斜截面极限抗剪承载力
支点斜截面极限抗剪承载力 所以支点斜截面强度满足承载力要求。
4、基于检测结果的桥梁承载力评定
4.1 钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁极限承载力评定方法
对于钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁其极限承载力评定计算公式如下:
(6)
式中： —荷载效应函数；
—永久荷载效应；
—永久荷载安全系数；
—可变荷载效应。对重载交通桥梁汽车荷载效应计入活荷载影响修正系数
—荷载Q的安全系数；
—结构抗力函数；
—结构工作条件系数；
—混凝土强度设计值；
—在混凝土强度设计值的基础上的混凝土安全系数；
—预应力钢筋或非预应力钢筋强度设计值；
—在钢筋强度设计值的基础上的钢筋安全系数；
—基于检测结果的桥梁承载力检算系数；
—承载力恶化系数；
—配筋混凝土结构的截面折减系数；
—钢筋截面折减系数；
将桥梁检测评定所得一系列系数代如上式进行桥梁承载力验算。
4.2 基于检测结果的桥梁承载力验算
1、跨中正截面强度验算
结构抗力：
基于检测结果的结构抗力效应经以上各个系数修正后的结构抗力为:
=6101.52×1.15（1－0.0024）×0.99=6929.91
荷载效应的设计值： 其中恒载效应为,
活载效应为。
基于检测结果的荷载效应的设计值经活荷载影响修正系数修正后的荷载效应 的设计值为：
恒+×活=1759.51+1.1×3132.32=5205.06
故 结构抗力效应大于荷载效应，跨中正截面强度满足要求。
2、支点斜截面抗剪强度验算
结构抗力：=1364.60
基于检测结果的结构抗力效应经以上各个系数修正后的结构抗力为:
=1364.60×1.15（1－0.0024）×0.99=
荷载效应的设计值： 其中恒载效应为,
活载效应为。
基于检测结果的荷载效应的设计值经活荷载影响修正系数修正后的荷载效应 的设计值为：
恒+×活=235.07+1.1×475.17=757.76
故 结构抗力效应大于荷载效应，支点斜截面抗剪强度满足要求。

表8.1-2 汽车荷载作用下控制截面内力及加载效率
荷载
等级
加载最不利位置
试验荷载计算内力S1①
标准荷载计算内力S2②
试验荷载效率①/②
（kN.m）
（kN.m）
汽车--超20级
跨中弯矩及挠度最不利位置
1936.24
1986.01
0.97