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既有桥梁是我国经济现代化的基础和宝贵财富,由于自然环境作用和日益增长的交通量及载重量,大量既有桥梁功能退化,加固维修的任务十分艰巨。对既有桥梁承载力做出科学评判,保障桥梁结构的安全使用性能,科学合理地进行决策及加固维修,保证交通大动脉的畅通具有重大的社会意义和经济价值。本文基于如下桥梁动力评估步骤,对已运营四年多的福州市三县洲闽江大桥的承载力进行评估:1. 建立结构的初始有限元模型,进行自由振动分析得到桥梁大致的动力学特性。2. 进行实桥在环境激励下的动载试验,测量该桥的竖向、扭转、横向以及纵向的动力特性,所有拉索的索力及桥面线型。3. 用频域的峰值法(PP)、时域的随机子空间系统识别方法(SSI)对桥梁动力学参数进行识别,得到桥梁结构实际的动力特性。根据实测结果进行有限元模型的参数修正,得到反映桥梁现时真实工作状态的较精确的有限元模型。4. 以修正后的有限元模型为基础,采用数值加载的方法,进行“设计汽车荷载”下桥梁的承载力计算和分析,从而实现既有桥梁结构承载力的确定性评估。5. 改变有限元模型中影响桥梁承载力的主要参数(拉索面积、混凝土弹性模量、伸缩缝刚度及桥面活载)来模拟损伤,采用承载能力系数法对其承载力进行预测评估。 得到的主要结论如下: (1)三县洲大桥动力特性的实测结果与有限元计算结果能够吻合,大桥的整体动力特性良好。(2)大跨径斜拉桥的动力特性受跨度、主塔及拉索布置方式、上部主梁类型、边界约束方式等的影响。对三县洲大桥而言:其横向基频(0.942Hz)要大于竖向基频(0.440Hz)。本桥由于塔梁墩固结,其纵桥向基频较高(2.452Hz)。(3)该桥在运营四年后,索力、挠度、应力与主塔偏位都在设计允许的范围内,大桥依然具备通行设计汽车荷载的能力。(4)对该桥承载力的预测分析表明:在所分析的可能损伤状态下,拉索具有足够的安全系数,损伤对控制截面的承载能力系数影响较大。