桁架拱桥的安全评估
钢筋混凝土桁架拱桥的承载能力检测与评估
（ 1） 量测的弹性变形或力值 （ Se ） 与理论计算 值 （ Ss） 的比值 K 为： β ＜ K = Se /Ss≤α，该桥为钢筋 混凝土结构，取 β = 0. 7，α = 1. 0。
上、下弦杆、腹杆以及跨中实腹段等 12 个桁架拱片 受力不利截面为测试截面。同时对每个桥墩和桥台作 水平变位最不利工况加载，测试其最大水平位移及竖 向位移。 3. 3 加载工况和加载方式
利用静力图式等效原理，对控制断面位置的内力 影响线进行加载计算，求得设计标准荷载的等代荷 载，使之达 到 设 计 荷 载 的 0. 8 ～ 1. 05。根 据 计 算 分 析，共布置 5 个对称加载工况，其中工况 3 又分对称
2011 年 8 期（ 总第 80 期） 241
桥隧工程
图 7 工况 1 ～ 工况 5 加载示意图
表 1 试验荷载效率系数
工况 1
测试位置 14 杆
设计
试验 效率
控制项目
荷载 / kN 荷载 / kN 系数
14 杆最大轴力 － 560
－ 460 0. 82
2
36、34 杆 36 杆最大轴力 － 554
13 （ 1） － 43 － 101 0. 43 － 6 － 43
1'3' （ 1） － 64 － 156 0. 41 － 4 － 64 3 偏载
13 （ 1） － 82 － 142 0. 58 － 14 － 82
35 （ 1） － 55 － 133 0. 41 － 6 － 55 4 中载
35 （ 2） － 88 － 179 0. 49 － 3 － 88
桁架安全评估标准
桁架安全评估标准
桁架安全评估标准是用于评估和确保桁架结构的安全性和稳定性的标准。
以下是常见的桁架安全评估标准：
1. 结构强度：评估桁架结构的强度和承载能力，包括材料的强度和连接部件的强度。
2. 稳定性：评估桁架结构在外部荷载作用下的稳定性，包括抗侧扭和抗压承载能力等。
3. 疲劳寿命：评估桁架结构在长期使用和反复荷载作用下的疲劳寿命，包括材料的疲劳强度和连接部件的疲劳性能等。
4. 振动特性：评估桁架结构的振动特性，包括自然频率、频率响应和阻尼性能等。
5. 连接设计：评估桁架结构连接部件的设计和可靠性，包括焊接、螺栓连接和铆接等。
6. 可靠性：评估桁架结构的可靠性和安全余量，包括结构的可靠性分析和可靠性指标的计算。
7. 施工安全：评估桁架结构施工过程中的安全性，包括施工工艺、安全设施和操作规程等。
以上仅列举了一些常见的桁架安全评估标准，具体评估标准可能根据桁架结构的类型、用途和设计要求而有所不同。
在评估
桁架结构的安全性时，还需要考虑国家和地区的相关法规和标准。
机械桁架龙门安全评估标准
机械桁架龙门安全评估标准机械桁架龙门是一种常用的起重设备，用于搬运和吊装重物。
为了确保工作场所的安全，对机械桁架龙门进行安全评估是必要的。
首先，机械桁架龙门的结构和制造必须符合一定的标准。
这包括使用高强度材料和紧固件，确保结构的稳定性和强度。
此外，龙门的设计必须符合国家和地方的安全标准，包括承载能力、操作界面和设备的可靠性。
其次，对机械桁架龙门的安全操作进行评估也是必要的。
操作员必须接受相关培训，了解设备的工作原理和操作流程。
此外，设备必须配备安全装置，如限位开关、重载保护装置等，以确保设备在工作过程中的安全性。
机械桁架龙门的维护和保养也是安全评估的一部分。
设备必须定期进行检查和维护，以确保设备的良好工作状态。
特别是对于关键部件和系统，如电气系统、液压系统等，必须进行常规检查和维护，以防止故障和事故的发生。
机械桁架龙门在使用过程中需要符合一定的操作规程。
操作员必须按照设备的操作手册进行操作，遵守安全规定和操作程序。
在操作过程中，操作员必须注意周围的安全，确保没有人员或物体靠近设备。
同时，设备必须设置警示标志和安全隔离区域，用于提醒周围人员注意安全。
最后，对机械桁架龙门进行定期的安全检查和测试是安全评估的重要环节。
通过使用相关的测量和检测设备，对设备的功能和安全性进行检查和评估。
对于存在安全隐患的问题，必须及时进行修复和改进，以确保设备的可靠性和安全性。
综上所述，机械桁架龙门的安全评估标准主要包括结构和制造、安全操作、维护和保养、操作规程以及定期检查和测试等方面。
通过严格遵守这些标准，可以确保机械桁架龙门在工作过程中的安全性和可靠性。
朝天门长江大桥结构抗震和静力稳定性初步分析报告(550m钢桁架拱桥)
重庆朝天门长江大桥结构抗震和静力稳定性初步分析目录1 采用的规范及参考依据2 抗震设防标准的确定3 结构动力特性分析3.1 计算图式3.2 边界条件3.3 动力特性分析4 结构的地震响应5 结构的静力稳定性分析6结论重庆朝天门大桥工程位于重庆市区，初步设计钢桁拱桥的跨度布置为：190+552+190＝932米。
其主墩（N2、N3）均为矩形独柱墩，边墩（N1、N4）均采用矩形截面框架墩，靠近江北岸的N1墩高达78米（自承台以上），而靠近江南岸的N4墩只有36米（自承台以上）。
上下层桥面均为正交各向异性板，桁高为11.83米，上层桥面宽36.5米，下层桥面宽29米，上层桥面重16.8t/m，下层桥面重13.7t/m，主桁重27t/m。
大桥所在地区地震动峰值加速度为0.12g，为确保该桥在成桥运营状态的抗震安全和结构具有足够的静力稳定性，必须对该桥的抗震安全性和结构静力稳定性进行全面的分析。
1．采用的规范及参考依据1．1 中华人民共和国交通部部标准《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89）1．2 中华人民共和国交通部部标准《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）1．3 重庆市地震局《重庆市王家沱长江大桥工程场地地震安全性评价报告》（2003年12月）2．抗震设防标准的确定对于连续钢桁拱桥的抗震设防，首先是要确定一个安全经济合理的抗震设防标准，根据该桥桥址区的地震地质构造环境，近场区的地震活动性和近场区地震地质稳定性评价，结合本桥是特大型桥梁，为重要的生命线工程，按《中华人民共和国防震减灾法》第十七条规定，本工程必须进行地震安全性评价。
该项工作已由重庆市地震局完成 （见参考依据1.3）。
连续钢桁拱桥的地震响应一般采用反应谱法和时程分析法相互校核，但由于目前未得到本桥场地的地震加速度时程，因而时程分析法无法进行。
桥梁结构地震响应采用反应谱理论进行，反应谱拟采用安评报告P 115中的形式。
()()⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧≤<⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛≤<≤≤-+=sT T T T T T T T T T TT S m m gmm m m m a 0.800.122111βαβαβααγ对于本桥，上式中的各参数见安评报告P 117的表6-4（见下表）。
记录号：JS-AL-其他(结构件)-016 桁架梁安全性评定
当 ML1，ML2 失去 SL1，SL2 梁支撑，处于内悬臂状态时，按理论上的悬臂结构计算出：
中上缘最大拉应力为 165 N/mm2，下缘最大压应力为-165 N/mm2，，最大挠度值 33 mm。 上下缘材质为 Q235B，屈服强度为 225MPa，抗张强度为 375MPa，ML1 和 ML2 在内悬臂状 态时，上缘的屈服强度裕度和抗张强度裕度分别为 1.36 和 2.27。
1~16 0~200 85~95
7
1~16 0~190 35~45
1~16 0~200 80~90
8
1~16 0~190 35~50
1~16 0~200 80~90
9
1.2~16 0~190 40~50
1~16 0~200 85~95
从表 1 可以看出，两个分层缺陷在 1~16 m 长的范围内基本贯穿梁的宽度，1#缺陷距下 表面的最小距离为 35mm，分层缺陷分布的宽度为 15 mm，2#缺陷距上表面的最小距离为 25 mm，
图1
1
2.无损检测结果
尺寸为 120×200mm，18 m 长的上、下弦杆，每根包括两个 X 型坡口的对接焊接头，根据
设计要求为等强度拼接，采用的是低氧焊条手工焊，并对焊前预热及焊后消应力处理和控制
焊接变形等提出了相应要求。
某公司 2000 年 12 月对九根弦杆 18 个焊接接头的超探结果均为 I 级。
从以上介绍可知 SL1，SL2 梁的上、下弦杆存在严重的原始分层缺陷，没有满足设计及
网 质量控制体系的要求。但材料的成分和基体组织仍属正常，对接焊缝质量合格，符合一般
16 Mn 钢用材的要求。现在采用合乎使用要求的标准对 SL1，SL2 梁的安全性进行评估。 根据断裂力学的观点，含分层缺陷梁的安全性主要取决于分层缺陷在实际工况条件下的
桁架拱桥的安全评估
测， 并进行有 限元 结构计算 分析 ， 考虑漂流物撞击的影响 ， 而对结构安全做 出评价 。 进
内的构件将被 淹没于水 中。为确定该桥 的损伤情况和蓄水后被淹没构件的工作状态 ， 对整桥进行全 面健康检 ｃ 【 关键词 】 桁 架拱桥 ； 健康检测 ； 结构安全评估 ； 有 限元分析
【 中图分类号】 Ｕ ４． １ ４５７＋
等杂 物填装层 破 碎 ，引起 “ 车 ” 跳 ，进 一 步加剧了桥台前墙开裂 。
下弦杆拱脚截面 ２２． ５＆ １ ５ ２８。 ３９ １ ５ ３２ ７＆４ ．４ ９７１ ５ ３ ． ８ ０ １ ３ ２ ５ ６２ ． ｌ ３ ８ １ １ ｎ ３ ２ 下弦杆 Ｌ４ ／ 截面 ２３． ４５ ５ ．５ ２４． ５８０ ．６ ２３． ５８６ ．５ ９ ７ ５＆ １ ７ ０ ５． ６ ９８４ ５． ５ ２ ５ ５ ４ １ ４ １ 拱顶截面
该桥 已运 营超过 ３ 年 ，由于位 于新 建水 库 区，水 位上 ０
涨后拱脚 及以上 ３ ０ｍ 内的结构构 件被被 淹没于水 中。为 ．
确定该 桥的损伤 情况 和蓄水 后被 淹没 构件 的工作状 态 ，对
整桥进 行安全评估 。
２ 结构检 测及 使用 安全 状态评 估
２ １ 结 构 检 测 的 目 的 ．
为判 断桥梁能 否在承 载能力极 限状 态 以及 正常 使用 阶 段满足设计要求 ，同时为 了判断 由于下游建设水 电站蓄水 ， 导致河道水位上升 后 ，上游 的漂流 物撞 击下 弦杆 或斜腹 杆 给桥 梁造成 的影响 ，采用实测拱轴线 对结构进行 建模计算 。 混凝 土强度 以设计 的 Ｃ ５计。设计 荷载等级按汽 一２ ， ２ ０级 ［ 收稿 日期 ］２ ０ ０ ０ ６— ４—１ ８ ［ 作者简介 ］李承 文 （９ １ ，男，甘肃兰 州人 ，工 １７ ～） 学学士 ，工程师 ，从事桥梁设计工作。
87 悬臂拼装的桁架拱质量评定
12345678910平均值、代表值合格率（%）权值实得分1△3L≤60m L＞60m L≤60m L＞60m 41L≤60m
20L＞60m L/3000极值
61减分减分分项工程名称：悬臂拼装的桁架拱 工程部位：（桩号、墩台号、孔号） 所属分部工程名称： 编 号：承包单位： 合同号： 监理单位： 合同号：
基本要求22
2检验负责人： 检测： 记录： 复核： 年 月 日实测项目项
次
2△3△5△允许
外观鉴定
合计
对称点相对高差(mm)
质量保证资料
工程质量等级评定 评 分： 质量等级：监理意见相邻拱片高差（mm）20
允许偏差的2倍，且反向拱片竖向垂直度
（mm）
1/300高度，且不大于20
节点混凝土强度
(MPa)
在合格标准内10L/6000
±20
±L/3000
轴线偏位
(mm)拱圈高程(mm) 四川巴中至南充至广安（川渝界）高速公路工程项目
分项工程质量检验评定表
实测值或实测偏差值质量评定规定值或允许偏差检查项目1、拱桥安装必须严格按设计规定的程序进行施工。
2、拱段接头采用现浇混凝土时，必须确保其强度和质量，并在达到设计规定强度后，方可进行拱上建筑的施工。
3、安装过程中，如杆件或节点出现开裂，应查明原因，采取措施后方可继续进行。
4、合龙段两侧高差必须在设计规定的允许范围内。
铁路桥梁结构的安全评估与加固设计
铁路桥梁结构的安全评估与加固设计引言随着经济的发展和人口的增长，铁路交通越来越重要，而桥梁作为铁路交通的重要组成部分，其安全性与运行质量无可逃避。
本文将探讨铁路桥梁结构的安全评估与加固设计。
第一章：铁路桥梁结构的分类与构造铁路桥梁结构主要可以分为简单梁桥、连续梁桥、悬臂梁桥、钢桁梁桥、拱桥等。
其中，大型铁路桥梁通常由数百个构件组成，其关键组成部分包括：路基、墩、墩顶梁、横梁、竖柱、悬挂索、桥面铺装等，这些构件的稳定性和承载能力对于铁路桥梁结构的安全性至关重要。
第二章：铁路桥梁安全评估的主要内容铁路桥梁安全评估通常包括以下几个方面：1.构件的强度评估：包括进行构件强度验算、构件材料的非破坏性检测、构件变形测量等，以评估构件的可靠性。
2.隧道群探测：进行隧道群内部探测，分析隧道结构健康情况，确定自然裂缝的位置以及斜坡稳定情况。
3.桥墩的稳定性评估：通过桥墩主要对构件和车辆的承载力来评估桥墩的稳定性，需要进行土质力学分析和计算。
4.地基基础的评估：地基基础作为铁路桥梁结构的支撑基础，对铁路桥梁的安全性具有至关重要的作用，因此需要评估其承载能力和安全状况。
第三章：铁路桥梁加固设计的主要方法和技术铁路桥梁加固设计通常采用以下几种方法和技术：1.桥墩加固：桥墩是铁路桥梁结构的重要组成部分，为了保证其稳定性和安全性，可以采用加固钢板、加固钢筋混凝土等方法。
2.构件加固：在基础及上层桥梁构件等关键区域进行各类加固，如加厚端板、补强斜撑、加固桥肋等。
3.地基基础加固：针对各种不同的土壤情况和地基基础的需求，采用不同的加固方法，如加宽基础、加强土质等。
第四章：案例分析某高速铁路线的桥梁结构在使用一段时间后出现了一些问题，经过专业人员的评估和分析，确定了其由于地基松散，桥墩不稳，构件严重磨损等原因造成。
为此，进行了深入的加固设计和实施，包括钢筋混凝土加固、墩身钉固加固、注浆加固等。
加固后的铁路桥梁结构承载能力和稳定性得到了显著提高，有效保证了铁路交通的安全和运行质量。
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桁架拱桥的安全评估
李承文1
,王振领
2
(1 铁道第一勘测设计院,陕西西安710000;2 西南交通大学土木工程学院,四川成都610031)
【摘 要】 某跨径为64 4m 钢筋混凝土桁架拱桥,位于水库淹没区,水库蓄水后该桥拱脚及以上3 0m 内的构件将被淹没于水中。
为确定该桥的损伤情况和蓄水后被淹没构件的工作状态,对整桥进行全面健康检测,并进行有限元结构计算分析,考虑漂流物撞击的影响,进而对结构安全做出评价。
【关键词】 桁架拱桥; 健康检测; 结构安全评估; 有限元分析 【中图分类号】 U 445 7+1
【文献标识码】
B
图1 全桥布置图(单位:c m )
1 概 述
某钢筋混凝土桁架两铰拱桥修建于20世纪70年代,
与河道成72 的斜交,全长88 4m 。
拱桥净跨径为64 4m,净矢高为10 52m 。
全桥共2个拱片,拱片中心横向间距为5 4m,拱片之间用横系梁连接。
主桥桥墩,桥台为重力式结构,基础为扩大基础。
设计荷载等级为汽 20,挂车 100。
全桥布置如图1所示。
该桥已运营超过30年,由于位于新建水库区,水位上涨后拱脚及以上3 0m 内的结构构件被被淹没于水中。
为确定该桥的损伤情况和蓄水后被淹没构件的工作状态,对整桥进行安全评估。
2 结构检测及使用安全状态评估
2 1 结构检测的目的
(1)全面了解桥梁的现有状况,重点了解桥梁的各类损伤状况及其对结构的影响;
(2)实测桥梁各组成部分的尺寸和拱轴线,为桥梁承载能力的评估提供基础数据;
(3)在检测的基础上,对桥梁进行结构评估,检算桥梁在承载能力极限状态下与正常使用极限状态下是否满足通行荷载等级要求;
(4)根据全桥健康检测结果和结构评估情况,结合蓄水后桥梁各构件的使用状况,综合评估该桥蓄水后的安全
状况。
2 2 全桥结构检测结果
表观状况的检测表明,两侧桥台均在沉降缝处出现竖向贯通裂缝。
其中一侧裂缝缝宽超过5c m;另一侧桥台缝宽1~2c m 。
在裂缝两侧发现桥台有上下错动现象。
其余部位未发现明显裂缝。
靠近两侧桥台下弦杆的上表面均出现的露筋、锈蚀现象。
桥面铺装层基本完好。
仅在伸缩缝及沉降缝处有很严
重的破损,造成桥头跳车现象和漏水侵蚀桥台及附近结构。
两道伸缩缝均损坏严重,缝内部分出现空洞,部分已被泥土等杂物填实,已失去应有的作用。
伸缩缝与沉降缝之间的桥面存在明显的局部沉陷,路面不平顺,桥台在沉降缝中部开裂并形成斜向裂缝。
混凝土强度检测采用超声回
弹法,检测结果表明实际桥梁混
凝土强度均达到或超过C25的设计强度,满足C25设计要求,混凝土碳化深度1~3mm 。
实际拱轴线测量。
对拱片下缘的实际线形进行测量,用以对结构进行有限元建模分析。
3 桥梁结构承载能力评估
3 1 计算模型
为判断桥梁能否在承载能力极限状态以及正常使用阶段满足设计要求,同时为了判断由于下游建设水电站蓄水,导致河道水位上升后,上游的漂流物撞击下弦杆或斜腹杆给桥梁造成的影响,采用实测拱轴线对结构进行建模计算。
混凝土强度以设计的C25计。
设计荷载等级按汽-20级,
[收稿日期]2006-04-18
[作者简介]李承文(1971~),男,甘肃兰州人,工学学士,工程师,从事桥梁设计工作。
117
工程结构
图2
计算模型单元划分图
图3 漂流物撞击计算模型单元划分图
表1 承载能力计算分析结果表
截 面工况Ⅰ
工况Ⅱ
工况Ⅲ
N J (kN)N R (kN)
N J (k N )N R (kN)
N J (kN)N R (k N )
下弦杆拱脚截面2927 13558 31 252885 03196 21 153120 33788 41 24下弦杆L /4截面2932 74558 51 552745 04558 01 662938 44558 61 55拱顶截面3325 24289 31 292982 43585 61 203412 24069 11 19边跨上弦杆跨中-103 8-89 480 86-103 8-89 480 86-90 3-85 40 95桥台侧粗腹杆
510 6
538 21 05
474 2
389 20 82
644 2
669 81 09
注:N J 为计算轴力,N R 为结构抗力,系数 =N R /N J 。
挂-100级考虑。
计算中考虑温度的影响,按均匀温升15 、均匀温降15 分别计入;考虑桁架拱上建筑的影响,全桥共划分108个单元,101个节点,计算模型如图2所示。
另外,全桥结构建立三维空间梁单元模型,计算漂流物撞击力对桥梁产生的影响,计算模型如图3所示。
3 2 计算结果分析
(1)正常使用荷载作用下的桁架拱桥部分构件的承载能力如表1所示。
从表1可得,靠近桥台侧的上弦杆跨中截面附近及粗腹杆承载能力系数小于1 0,无法满足结构抗力要求,处于不安全的工作状态,需要对构件进行(局部)加强处理。
(2)对全桥结构建立三维空间梁单元模型计算漂流物对下弦杆和斜腹杆的撞击。
根据规范规定漂流物横桥向撞击力标准值可按下式计算:
F =W V /(gT )
因桥址距离坝体有100m 左右,流速较慢,为了安全考虑,流速按V =3m /s 计算;同时按照蓄水后有5m 3的小船等漂浮物碰撞桥梁,W 取50kN,重力加速度g =9 81m /s 2,时间T =1s 。
计算得撞击力F =15 3k N 。
通过对结构可能会被漂流物撞击的部位施加大小为F 的横桥力,计算找出最不利受力位置和大小。
利用空间有限元模型计算漂流物对下弦杆和斜腹杆撞击的结果表明,漂流物冲撞力只对受力位置临近单元有所
影响,并且引起的结构内力值不大,且冲撞力作用时间短,因此冲撞力不会影响结构安全。
4 结构安全评估
根据全桥检测和有限元计算分析,对结构作出如下评价。
(1)在沉降缝侧面的两侧桥台沿均出现裂缝,影响到桥梁的安全性。
(2)下弦杆上表面存在较严重的露筋现象,其中多数钢筋出现严重锈蚀,影响到蓄水后构件的耐久性。
(3)结构的混凝土实测强度
满足设计要求。
(4)伸缩缝及沉降缝附近损
坏严重,缝内部分出现空洞,部分被泥土等杂物填实,伸缩缝功能部分丧失。
其间
的桥面铺装层破碎,引起 跳车 ,进一
步加剧了桥台前墙开裂。
(5)上弦杆(靠近桥台侧)以及粗腹杆(靠近桥台侧)承载能力不能满足要求,其余杆件均能满足通行汽 20,挂 100级的荷载。
(6)小船等漂流物的撞击下,不会对结构的安全产生影响。
5 结束语
目前中国西部尚有大量的位于水库区的跨河旧桥面临部分构件被水淹没的处境,桥梁的使用状态和使用环境较之原设计发生了很大的变化。
加之旧桥长期运营后,本身存在不同程度的损伤缺陷,必须对结构的工作性能给予正确评价,并采取科学的应对措施,保证桥梁结构安全和持久。
本文所述对结构的安全及可靠度鉴定工作,不仅对本桥,而且对同类现有桥梁的维护使用和维修加固均可起到借鉴作用。
参考文献
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力混凝土桥涵设计规范[S ].北京:人民交通出版社,2000.[6] 中华人民共和国交通部.J T J 022-85路砖石及混凝土设计规
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118
工程结构。