既有橋梁承載能力評定(dìng)方法
更新時間:2021-08-03 09:19
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橋梁承載能力反映了結構抗力效應與荷載效應的對比關係,就橋梁結構而言這種關係往往是不確定的,是不斷變(biàn)化的。評(píng)定的主要目的是(shì)為了維持現有橋梁安全或可靠(kào)水平在規範的(de)要求之上或能滿(mǎn)足當前荷載的要求,了解橋梁的真實承載性(xìng)能,綜(zōng)合分(fèn)析判斷橋梁結構(gòu)的承載能力和使(shǐ)用條件。
1 既有舊橋(qiáo)承載(zǎi)能力評定方法
目前我國公路舊橋承載能(néng)力評(píng)定方法是基於專家經驗的(de)半概率承載能力(lì)評(píng)定方法,檢測的依據為《公路舊(jiù)橋(qiáo)承載(zǎi)能力鑒定方法》(試行方法)(以下簡稱(chēng)《試行方法》)。
(1)承載能力評(píng)定的基本公式
承載能力鑒定的途徑是,先對橋(qiáo)梁現狀進行檢查,確定出舊橋檢算承載能力的折(shé)減或(huò)提高係數,即確定舊橋(qiáo)舊(jiù)檢(jiǎn)算係數Z1,再接現行的橋梁設計規範,根據檢查獲得的橋(qiáo)梁基礎位移、結構變形、構件開裂及其它破損等情況,對結構抗力(lì)效(xiào)應考慮引入不大於1.2的結構檢算係數進行結構強(qiáng)度和穩定性檢算。
對於(yú)磚石、混凝土(tǔ)橋梁其評定基本公式(shì)見(jiàn)公式(2-1):
(2-1)
式中: —荷載效應函數;
—荷載在(zài)結構上產生的效應;
—結構的重要(yào)性係數;
—荷載(zǎi)安全(quán)係數;
—荷載組合係數;
—結構抗力效應函數;
—材料或砌體的極限強(qiáng)度;
—材(cái)料或砌(qì)體的安全係數;
—結構的幾(jǐ)何尺寸;
—基於橋梁調查確定的承載能力檢算係數(shù)。
對於混凝土、預應力混凝土橋(qiáo)梁評定基本公式見公式(2-2):
(2-2)
式(shì)中: —荷載效應函數;
—永久荷載(結構重力)效應;
—永久(jiǔ)荷載(結構重力)安全係數(shù);
—荷載在結構上產生的效應;
—荷載 的安全係(xì)數;
—結構(gòu)抗(kàng)力效應函數;
—結(jié)構工作條(tiáo)件係數;
—混(hún)凝土強度設(shè)計(jì)采用值;
—在混凝強度采用設計值基礎(chǔ)上的混凝土安全係數;
—預應力鋼筋或非預應力鋼筋強度(dù)設計采用值;
—在鋼筋強度采用(yòng)設計(jì)值基礎上的鋼筋安全係數;
—基於橋梁(liáng)調查確定的承載能力檢算係數。
根據檢算的主要指標超限情況(30%以內),確定是否需進一步采用荷載試驗進行承載能(néng)力鑒定。對經荷載試驗的橋梁(liáng),則需根據荷載試驗(yàn)結果重新確定舊橋檢算係數Z2,再進行結構強度和穩(wěn)定性的校核。
對於磚石、混凝土橋梁,基於荷載(zǎi)試驗的承載能力評定公式見式(2-3):
式(shì)中: —基於(yú)荷(hé)載試驗確定的承(chéng)載能力檢算係數。
對(duì)於混凝土及預應力混凝土橋(qiáo)梁,基於荷載試驗的承載(zǎi)能力評定公式見式(2-4):
(2)《試行方法》評(píng)定橋梁承(chéng)載能力的不足
《試行方法》在過去10多年對我國(guó)的公路舊橋承載能力鑒定起到(dào)了重要的指導意義。但經過實踐總(zǒng)結發現,就舊橋承載能力評定而言,該方法(fǎ)主要存在以下不足:
1)由於該評定方法編(biān)製年代現實所限,該方(fāng)法體係所確定的舊橋承載能力評定基本出發點是對橋梁承(chéng)載能力(lì)進行技術挖潛,這在客觀上(shàng)影響橋梁評定的(de)安全裕度。
2)該評定方法主要是在結(jié)構驗(yàn)算(suàn)的基礎上進行荷載試驗鑒定。其在橋梁檢查和(hé)檢測結果在檢算中如(rú)何應用(yòng)、檢算係數的取值的定量問題以及試驗結果的評定等方麵均未作出明確規定,使(shǐ)得大量的檢測結果(guǒ)無法應用於橋梁承載能力評定分析,而需大量(liàng)借助昂貴的荷載試驗對舊橋加以(yǐ)鑒定。
2 舊橋承載能力評定的改進方(fāng)法
為了充分利用橋梁檢測結果盡可能(néng)通過檢算分析的方法對橋梁承載能力進行評定,交通部科學研究院通過大量實橋試驗及分析,對原有的評定方法進(jìn)行了(le)改進,建立了新的評定方(fāng)法的體係。
該評定方法是在基於專家經驗評定方法和權重理論的基礎上,利用專家調查法、層次分析法、影響因素敏(mǐn)感性(xìng)分析和數(shù)理統計的方法(fǎ)建立的,並進(jìn)行了大量實橋荷載試驗的驗證。
(1)評定法方法的特點
1)在根據橋梁外觀檢查和有關(guān)無損檢測結果(guǒ)對橋(qiáo)梁的承(chéng)載能力(lì)作出評定時,結合舊橋的特點,通過的(de)各項檢測結果的分析評價,在公路橋梁(liáng)設計規範的基礎上,引入橋梁檢算係(xì)數(shù)、耐(nài)久性惡化係數、截麵折減係數和(hé)活載修正係數分別(bié)對極限狀態方程中結(jié)構抗力效應和荷載效應進行修正,並通過比較加以(yǐ)判定結構或構件的承載(zǎi)能力狀況。
2)檢測評(píng)定需要對橋梁結構進行詳細的檢查,並對各項檢測指標的定量或(huò)定性評價(jià)。
3)橋梁技術狀況的改(gǎi)變對(duì)承載能力評定影響主要體現在兩個方麵:影響結構構件的荷載效應;影響結構構件的抗力效應。橋梁承載能力評定(dìng)時技術狀況的影響通過引入的檢算係數體現。
(2)橋梁承載能力評(píng)定法的體係
改進的橋梁承載能(néng)力評定方法是在(zài)橋梁現狀檢查的基礎上,根據橋梁結構的(de)材質狀況檢測結果、結構固有模態參數測定以(yǐ)及荷(hé)載調(diào)查分析(xī)的情況,引入檢算係數以體現橋梁技術狀況(kuàng)對荷載效應(yīng)及抗力響應的(de)影響。因此新(xīn)的橋梁承載能力評定方法(fǎ)的體係(xì)需要(yào)對橋梁進行(háng)一般檢查的基礎上還要(yào)進行詳細的檢查,詳細檢查的(de)主要內容包括:
1)橋梁幾何形態參數的測定;
2) 結(jié)構橫在編譯狀況的(de)調查;
3)橋梁結構構件的材質強度的檢測與評定;
4)混(hún)凝土中鋼筋鏽蝕電位的檢測;
5)混凝土中氯離子(zǐ)含量的測定;
6)混凝土電阻率(lǜ)的檢測;
7)混凝土碳化狀況的檢測;
8)混凝土結構鋼筋(jīn)分(fèn)布狀況的調查;
9)橋梁結構固有模態的測定;
10)索結構索力的測(cè)定;
11)橋梁墩台及(jí)基礎變位(wèi)情況的調查;
12)地基與基礎的檢測(cè)。
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