目前,在我国公路线上有大量运营中的混凝土桥梁,这些桥梁在建造和使用过程中,由于设计、施工问题及材料本身随时间的劣化、环境侵蚀等一系列因素的作用,不可避免地会产生不同程度的损伤;同时随着公路运营能力的不断提升,还有不少桥梁存在设计等级偏低等安全问题,深入研究这些桥梁的损伤程度、承载潜力、安全储备及剩余寿命等问题将是今后能否合理利用它们的关键所在。为此,本文结合湖南省省道209线上一座服役43年的钢筋混凝土简支梁桥,开展了混凝土梁式桥病害成因、模拟超载对桥梁力学性能影响、现场实桥破坏性试验、混凝土梁桥整桥非线性有限元仿真分析等研究,主要内容和成果如下:(1)进行了混凝土梁式桥病害成因研究分析,分析了混凝土梁桥的缺陷和裂缝产生原因,研究了钢筋锈蚀和混凝土劣化的机理。(2)利用千斤顶加载模拟超限运输状态下的重车荷载,主要针对不同加载车道数、不同超载幅值以及不同超载次数对既有钢筋混凝土桥梁力学性能的影响进行研究,分析超载对既有钢筋混凝土桥梁力学性能影响规律。试验研究表明:在一定程度超限车载作用下结构反应仍呈线性;整个超限车载试验过程中桥梁的横向连接刚度变化很小。(3)结合工程实际采用千斤顶+桥下配重的加载方式,开展了桥梁极限承载能力实桥破坏性试验。通过对这座桥的破坏性试验,开展了该类桥型的破坏特征、破坏机理及破坏全过程受力的分析研究。了解和掌握了钢筋混凝土梁桥在正常使用荷载和极限荷载作用下的结构刚度、恢复力特性、破坏形态和极限承载能力等。(4)利用大型通用有限元程序Marc,采用三维弹塑性实体有限元法对实桥试验进行仿真计算分析,获取桥梁试验全程的变形、应力等结构响应发展规律,并与现场试验值进行对比分析,分析表明计算结果与试验值较好的吻合。