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 信息内容

标题:公路旧桥的评定


公路旧桥的评定就是对已建成的桥梁的使用状况及其承载能力进行综合的评价。通过桥梁的评定,可以鉴定该桥是否具有原设计的结构工作性能及承载能力,是否满足目前及未来的交通需要,是否具有挖潜承载能力的可能,从而为旧桥的养护维修、改造加固的决策提供有力的支持。
      公路旧桥的评定,具体地讲,应该包括评定中采用的方法和相应采用的评定标准。评定中采用的方法亦指对桥梁评定时采用的手段及其适用的范围和条件,其内容也包括方法使用的过程和评定结果的表达。评定标准是针对所采用的评定方法根据有关标准、规范、试验结果和工程技术人员成熟的经验所制定的分类等级。在工程上,习惯把评定中采用的方法和评标准统称为评定方法。
对旧桥进行评定的工作远比新桥设计复杂得多。多年来,国内外的桥梁工作者们一直致力于解决这个问题,他们在各自的工程实践和研究中提出了各种旧桥评定的方法。这些方法大致归纳为:(1)根据外观调查进行评定的方法;(2)采用以分析计算为主的评定方法;(3)荷载试验的评定方法;(4)专家系统的评定方法。
 
   第一种方法   根据外观调查进行评定的方法
      根据外观调查进行评定的方法,就是由有经验的桥梁技术人员对旧桥进行详细的检查,并根据检查结果对桥梁质量进行评定。
公路桥梁在使用过程中,在车辆荷载作用下,由于设计、施工、桥梁实际的桥下水流状态、气候条件及其它环境因素的变化和影响,钢筋混凝土桥和圬工桥可能会出现损坏、过大的裂缝和不正常的变形,反映出桥梁的使用性能和承载能力不满足原设计要求。根据外观调查进行评定的方法,就是有经验的桥梁技术人员通过旧桥外观所表现出来的现象,推定桥梁实际技术状态的方法。
作为这种评定方法的基础是对旧桥进行评细调查。
      根据《公路养护技术规范(JTJ073—85)》,桥梁的技术状态共分四类。对于检查结果,若为一类,则进行正常保养;若为二类,则需进行小修;要类要进行中、大修或加固;四类需通过桥梁检验(荷载试验)确定加固或改建。
      对于钢筋混凝土和圬工桥梁的上部结构,根据外观调查进行评定的方法,往往侧重于混凝土裂缝及变形的调查分析。
      钢筋混凝土和圬工桥梁在使用中不可能绝对没有裂缝,特别是钢筋混凝土结构,在使用状态下,出现裂缝是属于正常现象。但理论和大量试验表明结构的破坏又往往从裂缝开始,因此可以把旧桥上的裂缝分为“有害裂缝”和“无害裂缝”。所调“有害裂缝”,主要是指它对桥梁结构的承载能力、变形、节点构造的牢固程度等有直接影响或严重影响的裂缝,例如由于墩、台基础不均匀沉降、倾斜造成上部结构裂缝;由于主筋腐蚀而膨胀所引起的顺筋向裂缝;拱桥中引起拱板与拱肋分离的拱圈纵向裂缝等等,在检查和评定中应高度重视。“无害裂缝”主要在于它对桥梁结构不致产生上述影响,但不能认为绝对无害。例如钢筋混凝土梁跨中部分的竖向弯曲裂缝,其出现是正常的,但若裂缝的宽度及高度发展很快,裂缝条数显著增加,就预示着可能会由此发生破坏。因而有的国家规定,即使裂缝宽度在容评、许范围之内,但台果裂缝发展很快,6个月内增大0.1mm以上,则应该进行整治加固。
 
           类别
项目
一类
二类
三类
四类
墩   台
1.墩台各部分完好.
2.浅基已作防护处理效果良好.
1.墩台基本完好,仅表面有局都缺陷.
   2.浅基款做防护处理,但无冲刷现象
 
1.墩台出现缺陷,有失稳
现象发生.
2.桥基出现局部冲刷.
1.墩台不稳定,有滑动、下沉、倾斜、冻害现象有。圬工严重松动,裂纹有开合现象,变形大于计算值。
2.桥基冲刷大于计算值,并被严重冲空
 
支    座
  1.各部分清洁完好。
  2.活动支座伸缩及转动正常
  1.支座尘埃堆积,略有腐蚀。
  2.支座滑动面干涩
 1.钢支座螺栓松动。
 2.橡胶支座开始老化。
1.钢支座上下板开裂,锚栓折断
   2.橡胶支座老化开裂。
   3.混凝土支座开裂压碎
   4.活动支座坏死
砖、石、混凝土上部结构
1.结构完好,无渗水,无污染。
   2.裂缝宽度在容许范围以内
  1.上部结构基本完好,仅表在有部分缺陷
  2.裂缝宽度在容许范围之内
  1.钢筋混凝土梁拱有剥落、露筋。
  2.石砌失圈局部变形。
  3.裂缝宽度已超过最大限值
  1.钢筋混凝土梁、拱有永久性变形,顺主筋方向有纵向裂缝。钢筋已严重锈蚀,其它部分裂纹已超过0.4mm。
  2.石砌拱圈裂纹大于2mm或发生开合现象
栏杆人行道
完整清洁
欠清洁,有个别杆件脱落
多处有明显的损坏
  严重歪斜残缺,危及人身安全
载重能力
符合设计要求
达到设计要求
>75%设计要求
≤75%设计要求
 
       因此,根据外观调查评定旧桥时,一定要把旧桥上的缺陷和损坏、裂缝、变形综合起来分析,寻找出产生的原因,从而能对桥梁的实际技术状况做出较符合实际的评价。
      根据外观调查来评定旧桥的方法,最近发展成为数量级评价,就是对公路旧桥经过检查后,填写检查记录表,并作出数理级评价,根据评价结果的数量级评价系统。加拿大安大略省结构检查系统,它把座桥的检查分为表征桥梁材料缺陷程度的“结构各部分材料状况检查(MCR)”与表征桥梁结构适用性能上缺陷的“结构各部分性能状况检查(PCR),同时根据桥梁各部分构件对桥梁的承载能力和使用性能的影响大小,分为主要部分,次要部分和附属部分。在经过桥梁检查后,把检查结果以缺陷的严重程度分为6个数量级进行评价。桥梁检查的数量及评价表:
材料缺陷程度
如新的
 
 
 
 
 
度轻
 
 
 
 
 
严重
 
 
 
 
 
非常
 
 
 
 
 
非常
严重
 
 
 
 
 
            0      5      10      15     20    主要部分
            0      10     20      30     40    次要部分
0      20     40      60     80    附属部分
有缺的百分比(结构各部分以横载面积、表面积或有效长度计)
a)结构各部分材料状况等级图(MCR)
                  结构各部分性能况等级表(PCR)
等级
结构各部性能
结构部分预期性能降低的近似百分比
 
 
 
重要部分
次要部分
附属部分
6
5    
4
3
2
1
非常好
中等
危急
0
0~5%
5%—10%
10%—15%
15%—20%
>20%
0
0—10%
10%—20%
20%—30%
30%—40%
>40
0
0—20%
20%—40%
40%—60
60%—80%
>80%
      大安大略省结构检查系统,目前主要指桥面板的检查。在桥面板检查中,桥面铺装及磨耗层为主要部分,路缘石、人行道、栏杆扶手为次要部分,桥面排水系为辅助部分。把为三个部分的材料和使用性能上的缺陷程度分为6个数量级,详尽地列出了各数量级中检查内容及相应在的指标,便于检查人员使用。
应用经过全面检查后的数量级评价结果,可以由下表1来确定是否对桥梁承载能力进一步鉴定或标明限载,也可以根据表2
来确定桥梁各构件是否立即需要维修或重建。
表1  标明限载和桥梁结构评估准则
结构的PCR
是否需要标明限载和进一步估
6
5
4
3
2
1
 
不需要标明限载的公告;不需要对桥梁结构承载力评估。
不需要标明限载的公告;不需要对桥梁结构承载力评。
不需要标明限载的公告;若需要,应该进一步对桥梁结构承载力评估。
需要标明限载的公告;建议进一步对桥梁结构承载力评估
立即公布标明限载公告及车辆检查;需要进一步对桥梁结构构承载力评估
立即公布标明限载公告及车辆检查,或封闭交通;需要进一步对桥梁结构承载力评估
 
      外观调查评定旧桥的方法,可以判定桥梁的质量是否适应现有交通运输的情况,一般来讲,这种评定方法的结论可供公路部门在决定桥梁是否进行养护时使用。而数量级评价使得评定方法更合理,更易为技术人员掌握,避免因人而异的较大误差,最重要的是,将整条线路一每座桥梁都经检查后作出数量级评价,从而建立起桥梁管理系统的数据库,达到对桥梁进行科学管理的目的。
 
 
表3  桥梁各部分构件维修或重建时间周期  
桥梁各部分构件的
MCR或PCR
维修时间周期
桥梁各部分构件的
MCR或PCR
维修的时间周期
6
5
4
10年或10年以上
6年至于10年
3年至5年
3
2
1
1年至2年
1年以内
立即要进行
混凝土碳化深度的检测
      土碳化是指混凝土中的高碱性物质(主要是氢氧化钙)同大气中的二氧化碳(CO2)发生化学反应的现象。由于混凝土碳化是在混土碳化是在混凝土的构件外表面及表面下形成一个坚硬的碳化表皮,所以又称为混凝土“表面碳化”。
      混凝土碳化深度的目的之一是混凝土碳化深度的大小直接影响采用回弹法检测混凝土强度的测定结果,即(对回弹法检测混凝土强度测定值进行修正)必须考虑混凝土碳化深度。
      混凝土碳化深度的目的之二是由此可定性地推定混凝土中的钢筋锈蚀情况。下面简述混凝土碳化与钢筋锈蚀的关系分析。
普通硅盐水泥在水化过程中生成大量的氢氧化钙。混凝土孔隙中充满了饱和氢氧化钙溶液,钢筋在碱性介质中表面生成难溶的Fe2O3和Fe3O4,这层保护膜(或钝化膜)使钢筋难以生锈。
混凝土硬化以后,表面遭受空气中二氧化碳的作用,氢氧化钙慢慢变成碳酸钙而失去碱性,即前述的混凝土碳化。

混凝土碳化与钢筋锈蚀的关系 

 图c示出混凝土碳化深度达到钢筋表面,碳化部分的钢筋表面使氧化膜破坏而开始生锈,但碱性部分的钢筋表面并不生锈。钢筋一生锈,铁锈的体积增大,破坏了混凝土保护层,沿钢筋产生裂缝,水、空气进入裂缝,加速了钢筋的锈蚀。

      因此,一般认为当混凝土保护层厚度大于碳化深度时,钢筋没有锈蚀;保护层厚度与碳化深度接近时,则钢筋表面开始有局部锈点出现,当碳化浓度大于保护层时,锈蚀一般不可避免地要出现。
由于已碳化混凝土中钢筋锈蚀将产生钢筋截面削弱、钢筋与混凝土相互作用能务降低,所以一般也认为当钢筋锈蚀发展到混凝土保护层沿钢筋开裂的程时,尽管尚不影响构件安全使用,但可认为是开始危及结构安全的前兆,甚至可认为这是构件使用寿命的一种极限状态。
     碳化深度,可用合适的工具(如钻、凿子)在测区表面形成直径约为15mm的孔洞,其深度约等于保护层厚度,然后除去孔洞中的粉末和碎屑,不能用液体冲洗。用浓度为1%的酚酞酒精溶液立即洒在孔洞壁的边缘处,再用钢尺测量自混凝土表面至深处不变色、(未碳化部分呈紫红色)有代表性的交界处垂直距离1~2次,该距离即为混凝土的碳化深度值。每次测读至0.5mm。
在测区中选取n个碳化深度测点,得到相应碳化深度测量值,即可进行平均碳化深度值的计算。
 
回弹法测定混凝土强度
     回弹法是使用回弹仪来检测混凝土抗压强度的方法。
     回弹仪是一种机械式的无损检验仪器。使用回弹仪测定混凝土实际抗压强度的原理是:由于混凝土的抗压强度与其表面硬
度之间存在一定的关系,而回弹仪的弹击锤被一定的弹力打击在混凝土表面上,其回弹高度(通过回弹仪读得回弹值)与混凝土表面硬度也成一定的比例关系。因此以回弹值反值混凝土表面硬度,根据表面硬度则可推求混凝土的抗压强度。
     用回弹法检测混凝土抗压强度的设备简单、操作方便、测试迅速,故在现场直接测定中使用较多。但因影响因素较多,如操作方法、仪器性能、气候条件等都会影响测定结果,产生较大误差,故须正确掌握操作方法、注意回弹仪的保养和校正,使其经常保持良好状态,则可使测量误差减小。
 
1.测试选择与布置要求
当按单个构件检测时,应在构件上均匀布置测区,每个构件上的测区数不应少于10个。
(1)测区布置在构件混凝土浇灌方向的侧面(与混凝土浇筑方向垂直的贴模板的一面),如不能满足这一要求时,可选在混凝土浇筑的表面或底面;
(2)相邻两测区的间距不宜大于2m;
(3)测区宜在构件的可测表面上均匀分布,并宜避开位于混凝土内保护层附近设置的钢筋和预埋铁件;
(4)测区宜在构件的两相对表面上有两上对称的测试面(简称测面),如不能满足这一要求时,一个测区允许只有一个测面;
(5)测区的大小,以能容纳16个回弹测点为宜,一般约为200mm×200mm;
(6)测区表面应清洁、平整、干燥,不应有接缝、饰面层、粉刷层、油垢等以及蜂窝、麻面,必要时可用砂轮、粗砂纸等清除杂物和磨平不平整处,并擦去残留粉尘。
 
对于在测区内测点(即测试回弹点),《回弹法评定混凝土抗压技术规程(JTJ23—85)》中要求:
(1)测点宜在测区范围内均匀分布,相邻两测点的间距一般小于30mm,测点距构件边缘或外露钢筋、铁件的距离一般不小于50mm。
(2)当一个测区有两个测面时,则每一测面可有8个测点。测区只一个测面时,则测面的测面有16个测点。
当按同批构件进行抽样检测时,构件抽样数应不少于同批构件总数的30%,且不少于10件,每个构件测区数量不应少于10个。
 
2.回弹值的计算及混凝土强度的评定
根据《回弹法评定混凝土抗压强度技术规程(JTJ23—85)》规定,应先进行回弹值和碳化深度的计算,然后查表找出测区混凝土强度值,再求出构件混凝土强度平均值,最后确定构件混凝土强度评定值。其步骤如下:
(1)测区平均回弹值计算
(a)当回弹仪水平方向测试混凝土浇灌方向的侧面时,应从测区的16个回弹值中,剔除3个最大值和最小值,然后将余下的10个回弹值计算平均值。
(b)当回弹仪处于非水平方向测试时,应根据回弹仪轴线与水平方向的角度a,将测得的数据求出测区平均回弹值进行修正。
(c)当回弹仪处于水平方向测试混凝土浇筑表面或底面时,应将测得的回弹值计算出测区平均回弹值,再进行修正;
(d)当回弹仪既非水平方向位置而测区又非混凝土的浇筑侧面时,则应对回弹值先进行角度修正,然后再进行浇筑面修正。
 
 
不同测试角度α的回弹值修正值ΔNa

Na
测  试  角  度  α
+900
+600
+450
+300
-300
-450
-600
-900
20
-6.0
-5.0
-4.0
-3.0
+2.5
+3.0
+3.5
+4.0
30
-5.0
-4.0
-3.5
-2.5
+2.0
+2.5
+3.0
+3.5
40
-4.0
-3.5
-3.0
-2.0
+1.5
+2.0
+2.5
+3.0
50
-3.5
-3.0
-2.5
-1.5
+1.0
+1.5
+2.0
+2.5

 
不同浇筑面的回弹值修正值ΔNs

Ns
ΔNs
表  面
底  面
20
+2.5
-3.0
25
+2.0
-2.5
30
+1.5
-2.0
35
+1.0
-1.5
40
+0.5
-1.0
45
0
-0.5
50
0
0

(2)平均碳化深度值计算
计算出平均碳化深度值后,若小于或等于0.4mm,则按无碳化(即平均碳化深度值为0)处理;如等于或大于6mm,则平均碳化深度值按等于6mm计算。
(3)测区混凝土强度值
构件第I个测区混凝土强度值Rni根据平均回弹值和平均碳化深度值,按表查出。
(4)构件混凝土强度评定值
(a)构件混凝土强度平均值计算
(b)构件混凝土强度第一条件值和第二条件值,按下式计算
Ra1=1.18(Ra-K×Sn)  第一条件值
Ra2=1.18Rai         第二条件值      
            
 
合格判定系数K值表

n
10-14
15-24
≥25
k
1.70
1.65
1.6

Ra2—对单个评定的构件,取其测区中混凝土强度最低值
(MPa),对于抽样评定构件,取各抽检构件的最低测区
混凝土强度值(MPa);
      k—合格判定系数
构件混凝土抗压强度推定值两条件值中取较低值。
应当注意的是,按上述方法所推定的混凝土强度,相当于边长为150mm立方体同条件试块强度。
 
 “超声—回弹”综合法检测混凝土强度简介
      超声法是使用超声波测试仪器来检测混凝土强度的方法。
      超声法误差约为±20%,而回弹法约为±25%。
“回弹—超声”综合法是应用回弹法和超声法综合检测混凝土抗压强度的方法。这种综合法是建立在回弹值和超声波传播速度与混凝土的抗压强度之间相互联系的基础上,即用回弹性和声波的传播速度综合反映混凝土的抗压强度。综合法可以减弱或消除单一方法使用时的某些因素。例如,混凝土的龄期和混凝土的湿度对于回弹法来说,随混凝土龄期的增长回弹值增高,对于湿混凝土回弹值又偏低。而对于超声法来讲,情况则相反,随龄期的增长混凝土内部趋于干燥,传播速度偏低;对湿混凝土,声波的传播速度要比在干燥混凝土中快得多。采用综合法后,混凝土龄期和湿度的影响可减弱。因此,对于已失去混凝土组成原始资料的长龄期混凝土构件,采用综合法评定其混凝土抗压强度有较好效果。
但不适用于结构表面温度低于-4℃或高于60℃的结构混凝土,被测构件厚度小于100mm的结构混凝土,遭受冰害、化学侵蚀、火灾、高温损伤的结构混凝土。
1、测区布置
测区的布置要求与回弹法测区的一般规定相同。对于超声测
点要求是:
(1)超声测点应布置在回弹测试的同一测区内;
(2)在每个测区内的相对侧试面上,应各布置3个测点,且发射和接收换能器的轴线应在同一轴线上。
 2.测区回弹值、超声值的测量与计算
对于结构或构件的每一测区,宜先进行回弹测试,后进行超声测试。
测区回弹值的计算,得到每个测区修正后的回弹值N。测区声速应按下列公式计算:
     υ=L/tw            tw=t1+t2+t3/3             
式中:υ—测区声速值,Km/s;
L—超声测距,mm
tw—测区平均声时值,μs;
t1t2t3—分别为测区中3个测点的声时值。
在混凝土浇灌的顶面与底面测试时,测区声速值按下式修正:
υa=βυ                
式中:υa—修正后测区声速值,Km/s;
β—超声测试修正系数。在混凝土浇灌土浇灌顶面及底面测试时,β=1。
规程要求测试的声时值应精确到0.1μs,声速值应精确到0.01Km/s,超声测距的测量误差应不大于±1%。
3.测区混凝土抗压强度的换算值Rai及测强曲线
构件第i个测区的混凝土抗压强度的换算值Rai根据经修正后的测区回弹值Ni修正后的测区声速值υai,采用测强曲线推定。
测强曲线基本方程是Ra=f(N,υa),根据规程可以分别采用如下的测强曲线:
(1)地区测强曲线  指有条件的地区或省、市、自治区或某一大型建设工地等根据本地区常用的有代表性的材料、成型养护工艺和龄期为基本条件,制作相当数量的试块,进行破损或非破损平行测试所建立适合于本地区的测强曲线;
(2)专用测强曲线   指某项大型工程针对工程的具体对象,采用与被测工程相同的材料质量、成型养护工艺和龄期,制作一定数量的试块,进行破损和非破损平行测试所建立的适合于该工程的测强曲线;
(3)统一测强曲线  指以符合国家标准、规范规定的材料、成型养护工艺和龄期为基本条件,在全国有代表性的地区制作大量试块,进行破损和非破损平行试验建立的测强曲线。
粗骨料为卵石时
Rai=0.0038(υai/)1.23(Ni)1.95           
粗骨料为碎石时
Rai=0.008(υai/)1.72(Ni)1.57         
式中:Rai—第i个测区混凝土强度换算值,精确至0.1Mpa
υai—第i个测区修正后的超声声速值,清确至0.01Km/s
Ni—第i个测区修正后的回弹值,精确至0.1。
4.结构或构件的混凝土抗压强度推定值Ra,e
(1)当按单个构件检测时,单个构件的混凝土强度推定值Ra,e取该的构件各测区中最小的混凝土强度换算值(Rai)min。
(2)当按抽样检测时,该批构件的混凝土强度推定值应按下式计算:
R=Rai-1.645Sn
式中:Rai和Sn分别为各测区混凝土强度换算值的平均值及标准差,而n为该批构件的测区总数。
当同批测区混凝土强度换算值标准差Sn过大时,该批构件的混凝土强度推定值也可按该批构件中每个构件最小测区混凝土强度推定值的平均值采用。
 
钢筋混凝土结构与介质相互作用的特点
钢筋混凝土是一种复合材料,钢筋承受拉力,混凝土承受压力并保护钢筋免受腐蚀及火灾时高温的作用。因此,在钢筋混凝土中,混凝土是直接与周围介质接触的。若混凝土十分密实并能长期保护钢筋的话,那么,这种结构处于侵蚀性环境中是耐信的。
钢筋锈蚀产物的体积是整个锈蚀层体积的2~2.5倍,因而压迫其周围的混凝土并产生超过混凝土抗拉强度的拉应力,结果使保护层沿着锈蚀的钢筋形成裂缝。这些裂缝成为侵蚀性介质渗入钢筋的通道,因而加速钢筋的锈蚀。若不采取措施,则钢筋的锈蚀会进一步发展直至保护层剥落。这时,钢筋与混凝土之间的粘结遭到破坏,致使结构的承载能力降低30~35%。按其主要破坏过程的不同可以把所有介质分为如下两类:使混凝土逐渐破坏,钢筋随后锈蚀;使混凝土失去保护钢筋的能力。钢筋锈蚀产物的压力又使混凝土进一步遭到破坏。混凝土中钢筋锈蚀的另一个带普遍性的原因是氯化物的作用。氯化物是一种钢筋的活化剂。当其浓度不高时。亦能使处于碱性混凝土介质中钢筋的钝化膜破坏。
砼内钢筋的四种锈蚀状态
1、钝化状态
钝态是钢筋在PH值高,供氧充分的砼内被保护的正常状
态。在这种状态下,钢筋锈蚀率通常很低(0.1毫米/年)。
2、点锈蚀
点蚀是氯离子存在或侵入引起的典型局部锈蚀状态。
3、全面锈蚀
全面锈蚀全面锈蚀是由于砼碳化或砼内有大量氯盐,导
致钢筋普遍失去钝化的结果,
4、低电位锈蚀
在氧进入砼内大受限制,以致钢筋钝化膜难以维持的的环境中,甚至高碱性砼中的钢筋也可能变为活化。但是,锈蚀率却很低——等于甚至低于钝化状态下的锈蚀率。而且,若环境条件变化,以致供氧充柿时,钢筋还易于重新钝化
钢筋锈蚀的人为因素
1、设计因素
一方面要坚持高标准的防腐蚀设计,另一方面,设计人
尽量深入了解腐蚀环境,影响因素及防护原理和措施等。
2、施工因素
如前所述,混凝土质量、保护层原度等,均与钢筋锈蚀直
接相关,特别在冬季施工和采用氯盐促凝剂时,更是直接增加了腐蚀因素,实践证明,大量腐蚀问匙往往来源于施工质量问题,如保护层厚度不足或不均匀、不适当地加入外加剂,水化作用不完全或存在微观或宏观缺陷等。
3、使用与维护
良好的设计和施工是重要的,但尚不能完全保证结构物在
使用过程中不受腐蚀损坏,因为除客观使用条件的多变性处,使用人员和维护管理人员的主观作用也是相当重要的。以及缺乏及时的检查、评价、维修等。甚至结构物已受严重腐蚀,处于危险状态时还继续使用。到达这种程度后,即使是采取措施也是花费很大而且难以凑效。因此,使用和维护不当造成问题,应引起普遍重视。
 
结构混凝土中钢筋状态的检测
 
由于混凝土结构的设计、施工、质量与工作环境等多种因素的影响,会造成钢筋混凝土结构物中钢筋的锈蚀,而影响结构物的使用安全和耐久性,因此必须对钢筋的状况进行检测。
 
其检测方法可分为两类,一类是直接检测,用来检测钢筋本身的;另一类是间接检测,用来检测钢筋所处环境的。
 
常规的间接检测项目有:混凝土保护层、电阻率、含水量、碳化深度及有害物质含量的测量等。常用的检测钢筋的自然电位与钢筋发生锈蚀的概率及状况有良好的对应规律。对钢筋混凝土结构物钢筋状况的评定,应通过多种方法的检测进行综合评价。
 
通过检测钢筋锈蚀的自然电位来评定钢筋锈蚀的状态和活动性是常用的方法,该方法简便,对结构无损伤,易于现场实施,结果明确,适用于混凝土构件寿命期间的任何期间,不受构件尺寸,钢筋保护层厚度的限制。钢筋锈蚀是一个电化学过程,钢筋锈蚀电位的测量是把钢筋/混凝看作一个半电池,通过检测与参考电极的电位差,来作为钢筋锈蚀电位的量度。
一、 钢筋锈蚀电位检测装置的技术要求:
(一)钢筋锈蚀电位测量仪应通过技术鉴定,必须具有产
品合格证。
 
二、仪器的使用、维护与保管
(一)仪器的使用、日常维护与保管应按说明书规定进行;
(二) 对于充电电池供电的仪器,应特别注意每1—2个月
充放电一次以保持电池的活性。
 
三、钢筋锈蚀自然电位的测试方法
(一)铜/硫酸铜参考电极的准备
饱和硫酸铜溶液用试剂级硫酸铜晶体溶解在蒸馏水中制成,当有多余未溶解硫酸铜晶体积于溶液底部时,可认为该溶液是饱和的。电极铜棒应清洁,无明显缺陷,否则需用稀释盐酸溶液清洁钢棒,并用蒸馏水彻底冲净。硫酸溶液每月更换,或长时间不用时,再用应更换新溶液,以保持溶液清洁。溶液应充满电极,以保证电联接。
(二) 测区与测点布置
1、测区应根据构件的环境差异,外观检查的结果来确定,应有各种程度和差异的代表,每一种测区数量不宜少于3。
2、在测区上布置测试网格,网格节点为测点,网格间距可选20×20Cm,30×30 Cm,2×10 Cm等,根据构件尺寸而定,测点位置距构件边缘应大于5 Cm,测点数可根据仪器功能要求确定,但一般不宜少于20个测点。
3、当一个测区内存在相邻测点的读数超过150mv,通
常应减小测点的间距。
4、测区应统一编号,注明位置,并描述外观情况。
(三) 混凝土表面处理
用钢丝刷,砂纸打磨测区混凝土表面,去除涂料、浮浆、污迹、尘土等,并将表面润湿。润湿用电接触液可以用水或加入适量液态洗涤剂的水溶液。
(四)测量系统的车接如图
 
图:钢筋锈蚀电位测试系统图
测量前应预先将电极前端多孔塞充分浸湿,以保证良好的导电性,正式测读前应再次用喷雾器将混凝土表面润湿,但应注意两个测点之间不应留有自由表面水。
(一)测量值的采集
1、测点读数变动不超过2mv,可视为稳定。在同一测点
同一支参考电极。重复测读的差异不超过10mv;不同的电极重复测读的差异不超过20mv。若不符合稳定要求,应检查试系统的各个环节。
2、数据按测量仪器的操作要求存入内存,并于每一工作日
之后及时输出处理数据。
 
五、测试结果的判读与评定
(一)根据电化学原理,钢筋锈蚀自然电位相对于铜/酸铜参考电极应为负值,为了提高现场测试的稳定性,本文介绍的方法测得的读数为正值,评定时按惯例将数据加上负号。
(二)数据格式
1、按一定的比例绘出测区平面图,标出相应测点位置的钢
筋锈蚀电位得到数据阵列。
2、绘出电位等值线图,通过数值相等各点或内插各等值点绘出等值线,等值线差值宜为100 mv
交通部公路科学研究所判据
电位水平(mv)           钢筋状态
0~ -100      未锈蚀
-100~-200    发生锈蚀的概率<10%,可能有轻度锈蚀
-200~-300    锈蚀状态不确定,可能有坑蚀
-300~-400    发生锈蚀的概率>90%
-400          严重锈蚀的可能性极大
 
混凝土电阻率的检测
 
混凝土的电阻率,反映其导电性,混凝土电阻率越大,若钢筋发生锈蚀,则发展速度慢,扩散能力弱;混凝土电阻率小,锈蚀发展速度快,扩散能力强。因此对钢筋状况进行检测评定,测量混凝土的电阻率是一项重要内容。
混凝土电阻率的测量采用四电极方法,即在混凝土表面等间距接触四支电极,两外侧电极为电流电极,两内侧电极为电压电极,通过检测两电压电极间的混凝土电阻即可获得混凝土电阻
率,如图所示
P=2πdv/I
式中:V—电压电极间所测电压;
I—电流电极通过的电流
d—电极间距
混凝土电阻率的测量
一、测区与测位布置
(一)测区与测位布置可参照钢筋锈蚀自然电位测量的要求,在电位测量网格间进行,并做好编号。
(二)混凝土表面应清洁、无尘、无油脂。为了提高量测的准确性,必要时可去掉表面碳化层,
(三)调节好电级的间距,一般采用的间距为50mm。
(四)为了保证电极与混凝土表面有良好、连续的电接触,
应在电极前端涂上耦合剂,特别是当读数不稳定时。
(五)量时探应应垂直置于混凝土表面,并施加适当的压力。
 
二、混凝土电阻率测量值的表示和判读解释
接一定比例绘出测区平面图,标出相应测位的混凝土电阻率值。
电阻率Ωcm                   可能的锈蚀速度
小于5000                           很快
5,00—10,0                       快
10,00—20,0                  较慢
大于20000                         很慢
 
混凝土中氯离子含量的测定
 
   氯离子含量的测定分析方法主要有两种:
(1)实验室化学分析法,此法结果准确,但对操作人员要求较高;
(2)滴定条法(Quantad—strips),这种方法比较简便,可在现场完成。
(3)每一测区取粉的钻孔数不宜少于3个,取粉孔可与碳化深度测量合并使用。
   取样方法
(1)使用直径20mm以上的冲击钻在混凝土表面钻孔,钻孔前应先确定钢筋位置;
(2)钻孔取粉应分层收集,一般深度间隔可取3mm、5mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、50mm……。若需指定深度处的钢筋周围氯离子含量,取粉间隔可进行调整;
(3)钻孔深度使用附在钻头侧面的标尺杆控制;
(4)用一硬塑料管和塑料袋收集粉末,如图3.3.6对每一深度使用一个新的塑料袋收集粉末,每次采集后,钻头、硬塑料管及钻孔内都应用毛刷将残留粉末清理干净,以免不同深度粉末混杂;
(5)一个测区取粉量不少于25克;
(6)塑料袋应立即封口保存,注册测区、测孔编号及深度。
氯离子百分比含量= a×b/10000c
测定硬化混凝土中砂浆的游离氯离子含量,为查明钢筋蚀原因提供依据。
 
三、分析结果的判读解释
1、氯化物浸入混凝土引起钢筋的锈蚀,其锈蚀危险性受到多种因素的影响,如碳化深度、混凝土含量、混凝土质量等,因此应进行综合的分析。
因氯离子含量引起钢筋锈蚀的危险性可分为三个等级
氯离子含量(占水泥含量的百分比)
0.4以下
0.4—1.0
1.0以上
钢筋锈蚀危险性能
2、根据每一取样层氯离子含量的测定值,绘出氯离子含量深度的分布线,从而可判断氯化物是混凝土生成时已有的,还是结构使用过程中由外界渗入的以及浸入的深度。
 
钢筋保护层厚度及分布的检测
 
混凝土保护层为钢筋提供了良好的保护,其厚度和分布的均匀性是影响钢筋耐久性的重要因素,在结构质量检测中必须进行该项目的测量
钢筋保护层的测试是通常使用钢筋保护层测量仪器。
一、钢筋保护层测试仪的技术要求
(一)钢筋保护层测试仪应通过技术鉴定,必须具有产品合
格证。
(二)仪器的保护层测量范围应大于120mm。
(三)仪器的准确度应满足
1.    0~60mm,±1mm
2.    60~120mm,±3mm;
3.    >120mm,±10%。
(四)适用的钢筋直径范围应为 6~ 50mm,并不少于符合有关钢筋直径系列规定的12个档次。
(五)仪器应具有未知保护层厚度的情况下,测量钢筋直径的功能。
(六)仪器适用于常用的碳素钢、低合金钢筋和普通水泥。
(七)仪器应能适用于温度0℃~40℃,相对湿度≤85%,无强磁场干忧的环境条件。
(八)仪器工作时应为直流供电,连续正常工作时间不小于6h。
 
三、仪器的标定
保护层测试仪使用期间的标定校准,使用专用的标定块。当测量标定块所给定的保护层厚度时,测读值应在仪器说明书所给定的准确范围之内。
 
四、钢筋保护层测量的一般原则要求
(一)测区布置原则
1.按单个构件检测时,应根据尺寸大小,在构件上均匀布置
测区,每个构件上测区数不应少于3个:
2.对于最大尺寸大于5m的构件,应适当增加测区数量:
3.测区应均匀分布,相邻两测区的间距不宜小于2m;
4.测区表面应清洁、平整、避开接缝、蜂窝、麻面、予埋件等部位。
(二)测区应注明编号,并记录测区位置和外观情况。
(三)测点数量及要求
1、对构件上每一测区应检测不少于10个测点
2、测点间距应小于保护层测试传感器长度。
(四)对某一类构件的检测,可采取抽样的方法,抽样数不少于同类构件数的30%,且不少于3件,每个构件测区布置按单个构件要求进行。
(五)对结构整体的检测,可先按构件类型分类,再按类型进行检测。
 
五、钢筋保护层厚度的测量
(一)测试前应了解有关图纸资料,以确定钢筋的种类和直径。
(二)进行保护层厚度测读前,应先在测区内确定钢筋的位置与走向,做法如下:
1、将保护层测试仪传感器在构件表面平行移动,当仪器显示值最小时,传感器正下方即是所测钢筋的位置;
2、找到钢筋位置后,将传感器在原处左右转动一定角度,仪器显示最小值时传感器长轴线的方向即为钢筋的走向;
3、在构件测区表面画出钢筋位置与走向。
(三)保护层厚度的测读
1、将传感器置于钢筋所在位置正上方,并左右稍稍移动,读取仪器显示最小值即为该处保护层厚度;
2、每一测点值宜读取2~3次稳定读数,取其平均值,准确至1mm;
3、应避免在钢筋交叉处位置进行测量
(四)对于缺少资料,无法确定钢筋直径的构件,应首先测量钢筋直径。对钢筋直径的测量宜采用5~10次测读,剔除异常数据,求其平均值的测量方法。
K=Sm2—Smi/Sd
式中:Sm—仪器读数值;
Sr—保护层厚度实际值。
Sb为10mm或20mm修正系数KY计算
采用3次平均求得。
用校准孔进行综合修正,这也是现场校准测量值的有效方法。
修正系数K=Sm/Sr
 
采用以分析计算为主的评定方法
 
采用以分析计算为主的评定方法,仍然是先通过对实际桥梁进行详尽的外观调查,然后将调查到的资料,根据桥梁结构理论加以分析和计算,以其结果对旧桥结构评定。这是目前在桥梁结构评定中运用较多的一种方法。
桥梁结构理论是建立在经典力学和大量的试验资料基础上的一种理论,它具有足够的可靠性和普遍性。在设计方面根据桥梁结构理论所形成的一套较完整的设计方法及相应的计算公式,都已反映在现行的桥梁设计规范中。要将桥梁结构设计理论引入旧桥的评定工作,就是要根据旧桥实际情况,考虑如何利用规范的设计方法来分析计算旧桥的实际承载能力和使用条件从而加以评价。
钢筋混凝土结构和圬工结构的设计方法有极限状态法和使用阶段的容许应力法,相应的强度表达式分别为:
    Sd≤Rd                         
    Ój≤〔ó〕                    
式中:Sd为荷载效应,Rd为结构抗力效应,Ój为使用荷载下构件截面上产生的最大计算应力,〔ó〕为规范规定的容许力值。
考虑旧桥的实际情况对结构抗力效应(或材料容许应力)进行修正,或者对荷载效应(或计算应力)进行修正,从而可获得对旧桥进行分析计算的结果。
一般来讲,在以分析计算为主的评定方法中,要求材料强度以实际测量结果为准,而不宜直接引用设计图纸规定的标号;截面尺寸也应以实际测量尺寸代入计算式。因或为缺乏计算依据使分析计算的准确性不能满足时,可以再采用其它方法(例如荷载试验法)进一步评定。
我国公路部门提出的“公路旧桥承载能力鉴定方法”对于旧桥承载能力的检查算基本上按现行的有关公路桥梁设计规范进行,但根据桥梁的调查、检算及荷载试验情况采用旧桥检算系数Ζ1和Ζ2,对检算结果进行适当的修正。
当旧桥仅进行了外观调查后,检算桥梁构件的强度及稳定性时,应根据桥梁实际状况,采用检算系数Ζ1对结构抗力效应进行折减或提高,检算公式如下:
砖、石和混凝土结构
Sd≤Rd ·Ζ1       
Sd≤rdRd Ζ1      
式中的旧桥检算系数Ζ1 根据不同的桥型和桥梁实际状况的优劣确定拱桥按表3—4选用,梁桥按表3—5选用。
关于旧桥检算系数Ζ1  的使用,见荷载试验评定法。
       拱桥Z1值表      表3—4
 
Z1
桥梁状况
1.1~1.2
墩、台基础坐落在硬地基上,未发生位移,拱轴线设计值吻合,主拱圈未产生风化、
剥蚀、蜂窝、开裂现象,无裂缝或裂缝发展轻微
1.0—1.1
  墩、台基础未发生明显位移,拱轴线偏离设计值较少,主拱圈产生经微的风化、剥蚀、蜂窝等现象,裂缝数量较少,裂缝宽度未超过表3—6规定
0.9-1.0
  墩、台基础位移较小,拱轴线偏离设计值较多,主拱圈产生较严重的风化、剥蚀,裂缝数量较多,裂缝宽度超过表3—6规定
0.9-以下
  墩、台产生较大水平位移或转角,转角仍在继续发展,主拱圈产生明显的不均匀沉陷,主拱圈风化、剥蚀、裂缝发展严重,组合拱圈各部件联接较松散等等
 
梁桥Z1值表               表3—5
Z1
桥   梁   状  况
1.0—1.1
  桥梁各构件混凝土质量良好,裂缝宽度未超过表3_6允许值,梁未产生病害,桥梁各部分均能正常工作
0.9—1.0
  桥梁各构件混凝土质量较差,少数裂缝宽度超过表3—6允许值,侨梁产生一般病害,桥梁部分基本能正常工作
0.9以下
  桥梁各构件混凝土及钢筋产生严重质量问题,较多裂缝宽超过表3—6允许值或裂缝仍在继续发展,桥梁产生严重病害,带病工作
 
这种检算方法的应用范围较广,适合于钢筋混凝土、预应力混凝土和砖、石及混凝土桥梁的上部结构。由于检算公式的表达方式与设计计算公式一致,易为工程技术人员所掌掌握。
当然,也有同时对旧桥的荷载效应和结构抗力效应进行修正的计算方法,例如加拿大学者提出的旧桥上部结计算的表达式为:
〔(1-μ)ψ·C〕≥     左端至少有1.25的总安全度。
 
裂缝限值表           
 
结构类别
裂缝部位
允许最大缝宽
(mm)
其它要求
 
钢筋混
凝土梁
主筋附近竖向裂缝
腹板斜向裂缝
组合梁结合面
横隔板与梁体端部
支座垫石
0.25
0.30
0.50
0.30
0.50
不允许贯通结合面
预应力混
凝 土 梁
梁体竖向裂缝
梁体纵向裂缝
不允许
 
 
砖、石、混
凝  土  拱
拱圈横向
拱圈纵向
拱被与拱助结合处
0.30
0.50
0.20
裂缝高小于 载面高一半
    裂缝长小于跨径的1/8
墩  台
墩  台  幅
0.30
不充许贯墩台身
载面的一半
 
 
墩台
经常浸蚀性坏境水影响
有筋
无筋
0.20
0.30
常年有水,但无浸蚀性影响
有筋
无筋
0.25
0.35
干沟或季节性有水河流
0.40
有冻结作用部分
0.20
注:表中所列除物殊要外适用于一般条件.对于潮湿和空气中含有较多腐蚀性气体条件下的裂缝宽度限制应要求更严格一些.
对于某些旧桥特别是拱桥,采用设计理论方法来进行分析计算往往通不过,但却能正常运营,这说明桥梁结构的实际工作状态与采用的理论相差较大。因此要根据桥梁结构特性,研究较符合实际的计算方法,从而对旧桥能通过分析计算得到较准确的评价。我国交通部公路科学研究所针对具有桥台水平位移的双曲拱桥提出的“双曲拱桥上部结构承载能力的评定方法”即属此范畴,下面简述这一方法的原理使用。
在双曲拱桥的调查中,发现一些软土基上的双曲拱桥出现了一定的桥台水平位移,从而引起了拱脚截面拱背上缘的开裂以及拱预截面拱助下缘的开裂。在进行旧桥的分析计算中,对这有一定桥台水平位移的双曲拱桥,若仍按无铰拱拱图式并以弹性理论计算,往往是控制截面的强度计算结果不能满足规范要求。实际上,这些桥梁大部分仍然正常运营。对于实际桥梁进行研究分析,得到的结论是:当桥台平位移到一定程度时,往往拱脚截面上缘开裂,尤其是拱脚上缘不设锚入拱座钢筋的双曲拱桥更易开裂,导致主拱圈的支承条件比原来的无铰拱大得多,因而支承条件的改变在相当程度上减少了桥台水平位移引起的附加内力。其次,由于拱脚截面开裂,其刚度削弱,导致主拱圈的刚度发生变化,引起了主拱圈的内力重分布,使拱脚截面的弯矩大大减小,而轴力有所增加。
根据双曲拱桥由于桥台水平位移引起主拱圈开裂后的内力重分布分析提出了与设计方法不同的“考虑开裂引起内力重分布的分析计算”方法,将非线性理论用于旧双曲拱桥的评定。
桥梁承载能力鉴定表  
 
路线名称:                                    桥位里程:
桥   名:          桥  长:                    净   宽:
结构型式
上部构造:                    跨径及孔数:
下部构造:
桥梁概况:
鉴定原因:
原设计承载能力:
 
鉴定方法:
标准荷载:
特殊荷载:
鉴定方法:
检查间隔年限:
附加条件:
鉴定单位:
 
 
鉴定负责人:
鉴定日期:
 
 
检算分析:
一般应按桥梁所在路线近期载重要求,(汽车与人群、平板挂车、履带车),按交通部颁布的《公路工程技术标准》(jtj1—81)的荷载等级进行检算。当梁桥需要临时通过特殊重型车辆荷载,且重型车辆产生的荷载效应大于该近期要求达到的标准荷载等级的荷载效应时,可按重型车辆的载重要求直接检算桥梁。
为了充分利用旧桥,如按规范要求布置挂车或履带车检算桥梁承载能力不能通过时,也可采取限制车辆的运行路线(如加大车轮边缘与路缘石间距)、车间距、车速等措施进行承载能力检算。
检算要点:
(1)根据桥梁的实际情况,参考以往的设计计算资料,着重进行结构主要控制截面、结构薄弱部位的检算,除结构裂缝发展严重,风度显著降低的旧桥外,一般可不必检算桥梁的风度。多孔桥结构相同,跨径相等的孔,应选择受力最不利与损坏较严重的孔进行检算。
(2)检算时应以实际调查的结构各部尺寸及材料强度为依据,若实际调查值与设计值相差不大时,仍可按设计值进行检算。有严重质量问题的构件,应根据检查资料进行强度折减。
(3)梁式桥桥面铺装混凝土与梁体结合较好时,可考虑其参与共同受力。组合梁桥如结合面产生开裂、错位等现象应对其组合截面进行适当的折减。
(4)钢筋混凝土梁桥缺乏主梁配筋资料时,可参考同年代类似桥梁及图纸进行承载能力估算,结果仅供参考。最后,仍应以仪器探测的主筋尺寸、位置及数量作为检算依据。
(5)砖石及混凝土拱挢主拱圈如已开裂,应检算开裂处的局部受力,当裂缝高度超过截面中性轴时,内力计算时开裂处应作为铰结点处理。
(6)拱桥拱上建筑的联合作应予以考虑。可根据拱上建筑的类型,完好程度及所检算的截面位置等区别对待。
(7)当墩、台发生不均沉隐、滑移或倾斜时,应对地基承载能力进行检算,并检算对超超静定上部结构内力的影响。
(8)计算永久荷载时,应采用桥梁以养护、维修、加固后的实际恒载重量。
 
桥梁承载能力分析与评定
1、   结构的强度与稳定性
(1)桥梁主要构件按第二章第三节要求进行的强度及稳定
性检算符合要求;同时桥梁使用状况良好时,可评定桥梁承载能力符合检算荷载要求,否则应降低检算荷载重新进行检算。
(2)桥梁的非主要构件,加拱桥拱上建筑、梁桥桥面板、横隔板等的强度和稳定性同样应满足检要算,如不符合要求应进行局部补强、加固或改建。
(3)仅由于少数结构构件混凝土有严重质量总是而影响桥梁承载能力,致使检算不能通过时,可对少数构件进行补强或抽换。
对结构构件混凝土较轻微的质量问题,或位于结构次要部位混凝土的一般质量问题,在基本不削弱结构承载能力的民政部下可不予补强,但对钢筋应采取必要的防锈措施。
2、    地基与基础
由于地基与基础主要承受、传递和分布荷载及土压力,并要
经受洪水的考验,因此判断地基承载力时应以调查、检算资料为主。当桥梁经过多年营运和洪水考验,墩台未发生明显的不均匀沉陷,倾斜及由此引起的桥面纵横坡变化,墩台示发生明显的及拱脚的严重开裂等,且地基与基础经检算通过时,可评定地基与基础承载能力符合要求。
根据观测如墩台仍在下沉、滑动、倾斜则应根据深明的地基情况采取适当的加固措施。
3、结构的刚度要求
砖石及混凝土拱桥检算的最大挠度,不应大于《公路桥梁及混凝土桥涵设计规范》(JTJ022)第4.2.13条规定的允许值也就是况L/800
钢筋混凝土及预应力混凝土桥检算的最大挠度,不应大于《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ023—85)第4.2.3第及第5.2.27条规定的允许值,也就是L/600
桥梁结构在恒载作用下裂缝宽度应不大于允许值。当结构具有中够的承载能力,但裂缝宽度超过规定时,应采取防护措施以保证结构的耐久性。当结构裂缝发展严重或裂缝仍在继续发展时应从上部构造本身和地基基础两方面查明原因,对桥梁采取有效的加固措施。
5.综合评定
根据以上1—4条分析内容,可综合评定桥梁承载能力及其使用条件。
对于桥面、伸缩缝、支座、排水设施、人行道、拦杆存在的缺陷,因其会影响结构的受力、安全使用和使用寿命,应加强养护或维修。
按照《公路养护技术规范》(JTJ073—85)的要求,一般桥梁每5年需检查一次,但当桥梁裂缝宽度超过限值,墩台仍在继续位移或转动时应缩短定期检查年限,并要根据检查结果评定桥梁承载能力是否需要降级。
荷载试验必要性分析
当采用调查、检算的方法尚不能鉴定桥梁承载能力时,采用
荷载试验,测定桥梁在荷载作用下的实际工作状况,结合调查,检算来评定桥梁在载能力。
一般在下列情况,可考虑进行荷载试验。
1.桥梁的施工质量合格,使用状况良好,检算主要指标虽不符合要求,但超过幅度较小(30%以内),可能还有承载潜力。
2.桥梁的施工质量很差,可能存在隐患,仅用调查检算难以确定桥梁承载能力。
3.桥梁在营动中损坏较严重,可能影响桥梁承载能力。
4.桥梁缺乏设计、施工资料或桥梁结构受力不明确,不便准确进行桥梁承载能力检算。
5.为了科研或积累资料需要时。
桥梁承载能力鉴定报告
根据鉴定报告填写的桥梁承载能力鉴定表,存入路况档案,
便于以后查考使用。桥梁承载能力鉴定表格式,其中桥梁概况栏着重填写与桥梁承载能力有关的情况,附加条件栏为按鉴定的承载能力投入营运时桥梁必须采取的加固、养护、检查等保证措施及对通行车辆的车速、车间距、动行路线等的限制条件。
 
荷载试验及其分析
荷载试验方法是对桥梁进行了外观调查和粗略评定后,施加试验性荷载,从对桥梁结构进行评定的方法。它是在桥梁结构鉴定中应用史最长的方法。主要优点是直观,罗可靠,故多用于新结构研究和桥梁质量的评定。在旧桥的评定中,它又多用于桥梁实工作状态不明确情况下的评定和研究工作,以弥补根据外观调查评定和以分析计算为主的评定方法的不足。
荷载试验的评定方法,其工作内容主要是荷载试验。目前,一座旧桥的完整荷载试验包括静载试验和动载试验。随着对旧桥评定工作的研究深入,已经开始研究由动载试验发展成独立的动力测定的旧桥快速评定法。
一、试验计划
荷载试验要弥补桥梁调查和检算中的不中,使桥梁承载
能力鉴定工作进一步深化。
试验计划的主要内容包括:
1. 试验目的。
2. 准备工作。
3. 加载方案与实施。
4. 加载控制措施。
二、试验准备工作
1、试验孔(或墩)的选择
多孔桥结构相同跨径相等的孔(或墩)可选择1—3个县有代表性的孔(或墩)进行加载试验,选择时应综合考虎以下条件:
(1)该孔(或墩)计算受力最不利。
(2)该孔(或墩)施工质量较差,缺陷较多或病害较严重。
(3)该孔(或墩)便于搭设脚手架及设置测点或试验时便于加载。
选择试验孔(或墩)的工作可结合桥梁调查和检算工作一并进行:
搭设观测脚手架及设置测点附属设施
静载试验加载位置的施详和卸载位置的安排
试验人员组织及分工
其他准备工作
加载试验的安全设施,供电照明设施,通讯联络设施,桥面交通管制等工作应根据荷载试验的需要进行准备。
四、加载方案与实施
1、加载试验项目的确定
在能够鉴定桥梁承载能力的前提下,加载项目安排应抓住重点,不宜过多。一般情况下只作静力控制截面,此外根据桥梁具体情况可设置几个附加内力控制截面如下:
   一些主要桥型的内力控制截面如下:
(1) 简支梁桥
主要:跨中最大正弯矩。
附加:支点最大剪力,墩台最大垂直力。
(2) 连续梁桥
主要:支点最大负弯矩,跨中最大正弯矩。
附加:支点最大剪力,墩台最大垂直力。
(3)悬臂梁桥
主要:支点最大负弯矩,锚跨跨中最正弯矩。
附加:支点最大剪力,墩台最大垂直力,挂梁跨中最大
正弯矩。
(4)无铰拱桥
主要:跨中截面最大正弯矩,支点截面最大负弯矩。
附加:拱脚最大水平推力,L/4截面最大正弯矩和最大负
弯矩。
 
2.加载时载面内力的控制
为保证试验效果,在选择试验荷载大小和加载位置时采用静载试验效率ηd进行控制。
静载试验验效率
静载试验率为:ηQ=Ss/S·(1+μ)
式中:Ss—静载试验荷载作用下控制截面内力计算值;
S—控制荷载作用下控制截面最不利内力计算值;
μ—按规范采用的冲击系数,平板挂车、履带车,
重型车辆取用0。
ηq值可采用0.8—1.05,当桥梁的调查、检算工作此较完善而又受加载设备能力所限,ηq值可采用低限;当桥梁的调查、检算工作不充分,尤其是缺乏桥梁计算资料时,ηd值应采用高限;总之应根据前期工作的具体情况来确定。一般情况下ηd值不宜小于0.95。
3、静载加载分级与控制,
为了加载安全和了解结构应变和变位随加载内力增加的变化关系,对桥梁主要控制载面内力的加载应分级进行,附加控制载面一般只设置最大内力加载程序。
(1) 分级控制的原则
(2)加载的时间选择与控制
为了减少温度变化对试验造成的影响,加载试验时间以晚10时至晨6时为宜,对于采用车辆等加卸载迅速的试验在方式,如夜间试验照明等有困难时亦可安排在白天进行试验,但在晴天或多云的天气下进行加载试验时每一加卸载周期所花费的时间不宜超过20min。
4、加载设备的选择
静载试验加载设备可根据加载要求及具体条件选用,一般有以下两种加载方法:
(1)可行式车辆
(2) 重物直接加载
5、加载物的称重
(1) 称重法
(2)体积法
(3)综合计算法
无论采用何种确定加载物重量的方法,均应作到准确可靠,其称重误差最大不得超过5%。最好能采有用两种称重方法互相校核。
 
五、测点设置与观测
1、测点布设
几种常用桥梁体系的主要测点布设如下:
a.简支梁桥
跨中挠度,支点沉降,跨中截面应变
b.连续梁桥
跨中挠度,支点沉降,跨中和支点截面应变。
C.悬臂梁桥
悬臂端部挠度,支点沉降,支点截面应变。
d.拱桥
跨中、L/4处挠度,拱预、L/4拱脚截成应变
挠度观测测点一般布置在桥中轴线位置。截面抗弯应变测点应设置在截面横桥向应力可能分布较大的部位,沿截面上下缘布设,横桥向测点设置一般不少于3处,以控制最大应力的分布。如凿开混凝土保护层直接在钢筋上设置拉应力测点,则在试验完后必须修复保护层。
  其他测点的布设
  综合考虑结构特点和桥梁目前状况等可适当加设以下测点:
a)挠度沿桥长或沿控制截面桥宽方向分布。
b)应变沿控制截面桥宽方向分布。
c)应变沿截面高分布
d)组合构件的结合面上、下缘应变
e)墩台的沉降、水平位移与转角,连拱桥从个墩台的
水平位移。
f)剪切应变。
g)其他结构薄弱部位的应变
h)裂缝的监测测点。
桥梁的实最大剪应力截面应设置在支座附近而不是支座上。
六、裂缝观测
加载试验中裂缝观测的重点是结构承受拉力较大部位及原
有裂缝较长、较宽的部位。在这些部位应测量裂缝长度、宽度,并在混凝土表面沿裂缝走向进行描绘。加载过程中观测裂缝长度及宽度的变化情况,可直接在混凝土表面进行描绘记录,也可采用专门表格记录。加载至最不利荷载及卸载后应对结构裂缝进行全面检查,尤其应仔细检是否产生新的裂缝,并将最后检查情况填入裂缝观测记录表,必要时可将裂缝发展情况绘制在裂缝展开图上。
七、加载试验的控制与安全措施
试验指挥人员在加载试验过程中应随时掌握各方面情况,对加载进行控制。即要取得良好的试验效果,又要确保人员、仪表设备及桥梁的安全,避免不应有的损失。
终止加载控制条件:
1、控制截面的实测应变值提前达到或超过计算应变值。
2、桥梁跨中挠度和墩台水平位移已超过容许极限值。
3、主要受力构件的裂缝迅速增加,裂缝宽度已经超过限值。
4、拱桥的拱轴线严重变形,1/4跨径出处上突起,桥面横向开裂时。
5、测量仪表读数不断增加,不能稳定时。
八、加载试验资料的整理
(1) 试验资料的修正
支点沉降影响的修正
当支点沉降量较大时,应修正其对挠度值的影响,修正量C可按下列计算:
        C=L-x/L·a+x/L·b
式中:C—测点的支点沉降影响修正量;
L—A支点到B支点的距离
X—挠度测点到A支点的距离
a—A支点沉降量
b—B支点沉降量。
(2)各测点变位(挠度,位移,沉降)与应变的计算
根据量测数据作下列计算
总变位(或总应变)St=S1—Si
弹性变位(或弹性应变)Se=S1—Su
残余变位(或残余应变)Sp=St—Se=Su—Si
式中:Si—加载前测值
S1—加载达到稳定时测值
Su—卸载后达到稳定时测值。
(3)主要测点的校验系数及相对残余变形的计算
对加载试验的主要测点(即控制测点或加载试验效率最大部位测点)进行如下计算:
a.校验系数η= Se/ Ss
式中:Se—试验荷载作用下量测的弹性变位(或应变)值;
Ss—试验荷载作用下的理论计算变位(或应变)值。
Se 与Ss的比较可用实测的横截面平均值, 与计算值比较,也可考虑荷载横向不均匀分布而选用实测最大值与考虑横向增大系数的计算值进行比较。横向增大系数量好采用实测值,如无实测值也可采用理论计算值。
B.相对残余变位(或应变)
相对残余变位(或应变)按下式计算:
     S′P=SP/St×100%
式中:S′P         —相对残余变化(或应变),SP、、St意义同前。
加载试验成果分析与评定
经过荷载试验的桥梁,应根据整理的试验资料,分析结构的工作状况,进一步评定桥梁承载能力。
1、结构工作状况
(1)校验系数η
校验系数η是评定结构工作状况,确定桥梁承载能力的一个重要指标。不同结构型的桥梁其η值常不相同,η值常见的范围可见表。
一般要求η值不是大于1,η值越小,结构的安全储备越大,η值过大或过小都应该从多方面分析原因。如η值过大在可能说明组成结构的材料强度较低,结构各部份联结性能较差,刚度较低等等。η值过小可能说明材料的实际强度及弹性模量较高,桥梁的混凝土面铺装及人行道等与梁共同受力,拱桥拱上建筑与拱圈共同作用,支座摩阻力对结构受力的有利影响,计算理论或简化的计算图式偏于安全等等。试验时加载物的称量误差,仪表的观测误差等也对η值有一定影响。
(2)实测值与理论的关系曲线
由于理论的变位(或应变)一般系按线性关系计算。所以如测点实测弹性变位(或应变)与理论计算值成正比,其关系曲线接近于直线,说明结构处于良好的弹性工作状况。
(3)相对残余变位(或应变)
测点在控制加载程序时的相对残余变位(或应变)SP/St越小说明结构越接近弹性工作状况,一般要求SP/St值不大于20%,当SP/St大于20%时,应查明原因,如确系桥梁强度不足,应在评定时,酌情降低桥梁的承载能力。
2、结构的强度及稳定性
3、地基与基础
当试验荷载作用下墩台沉降,水平位移及倾角较小,符合上部结构检算要求,卸载后变位基本回复时,认为地基与基础在检算荷载作用下能正常工作。
当试验荷载作用下墩台沉降,水平位移、倾角较大或不稳定,卸载后变位不能回复时,应进一步对地基、基础进行探查、检算、必要时应对地基、基础进行探查,检算、必要时应对地基基础进行加固处理。
4、结构的刚度要求
试验荷载作用下,主要测点挠度校验系数η应不大于1。
5、裂缝
试验荷载作用下绝大部分裂缝宽度应不大于规范规定的允许值,荷载试验后所有裂缝应不大于规范规定的允许值。
 钢筋混凝土梁桥截面抗弯特性估算方法
钢筋混凝土梁桥在进行截面抗弯特性计算时,如果配筋数量及位置不可知,则只能根据实测横截面进行估算。估算时首先假定截面受拉钢筋面积重心距梁(或板)受拉边缘距离为a,截面中性轴距截面受压边缘的距离为x,若能找到其相同跨径的同年代设计的同类其它桥梁设计图时,可参考a和x值。如找不到同类图纸时,可使用下列公式进行估算。
  梁桥最大剪应力测点的布置
从梁底支座中心起向跨中作与水平线成45°斜线,此斜线与截面中性轴高度线相交的交点即梁桥最大剪应力位置。可在这一点沿最大压应力或最大拉应力方向设置应变测点。距支座最近的加载点则应设置在45°斜线与桥面的交点上。
 
静载试验的方法
 
1.首先根据测试桥梁的结构形式,来布置测试点及测试仪器
 
 
桥梁结构体系的检测部位和内容      
 
检验
内容
部位
桥型
截面应力
(应变)
挠  度
转角
下沉
水平位
移交
简支梁
跨中、四分点
跨中,四分点
支 点
支  点
墩  台
连续梁
跨中,四分点支点
跨中,四分点
支  点
支  点
 
悬臂梁
支点,牛腿
牛腿,跨中
梁端、支点
 
 
拱  桥
跨中、四分点,拱脚
跨中,四分点,八分点
墩  台
墩  台
墩  台
   测试议器械主要根据测点布置目的而设置。量测钢筋应变,可用电阻应变片;量测混凝土应变,可用电阻变片和手持应变仪钢订头;量测桥梁构件的位移、挠度常用百分表、千分表或挠度仪、精密水准仪、测尺等;量测构件的转角,可用转角仪。
   2.施加试验性荷载
   公路旧静载试验中的试验性荷载往往采用车辆加载和重物直接加载两种形式,前者便于调运,且加、卸载迅速,后者的加载位置于固定不动,容易控制,但试验周期长、必须全封闭交通无论如何,两者的加载物都应做到均衡。
   由于公路旧桥的静载试验是非破坏试验,做加载最大值的控制往往是在结构控制载面上计算的最大控制内力所确定的荷载值以下。进行分级加载时,一般将加载最大控制内力所确定的荷载值以下。进行分级加载时,一般将加载最大值分为三级(若加载分级方便,也可分为四~五级),而第一级加载值可载大值的30%~50%范围内。每次加载的持续时间取决于构件最大变位测点大到稳定标准(在最后5min内的变位增最小于前一个5min内变位增量的15%,或小于所用测量仪器的最小分辩值)所需要的时间。
3.每级荷载加完到结构构件变形稳定后开始进行观测和读数。正确读出设置在各变位测点位移计的读数并及时记录下来。
《公路旧桥承载能力   经过荷载度验的旧桥检算系数Z2  表3—8
η
Z2
η
Z2
0.4及以下
0.5
0.6
0.7
1.20—1.30
1.15—1.25
1.10—1.20
1.05—1.15
0.8
0.9
1.0
1.00—1.10
0.97—1.07
0.95—1.05
鉴定方法》提出了经
荷载试验的旧桥检算系数。根据校验系数η的值得到检算系数Z2,进行旧桥承载力检算方法。Z2,又称为经过较全面的荷载试验后的旧桥检算系数。
Z2,值的范围根据校验系数η在表3—8中查取。
η值是评价桥梁实际工作状况的一个重要指标。对于η的某一个值, Z2有一个相应的取值范围,符合下列条件时,Z2可取高限,否则应酌减,直至取低限。
(1)加载产生的内力与总内力(加载产生的内力与恒载内力之和)的比值较大,荷载试验效果较好;
(2)实测值与理论值线性关系较好,相对残余变形较小;
(3)桥梁结构各部分无损伤、风化、锈蚀情况,裂缝较经微。
当采用Z1值根据检算不符合要求,但采用Z2值进行检算符合要求时,可以认为桥梁承载能力的检算满足要求。
动载试验
 
为了检测桥梁结构在动力荷载作用下受迫振动的动力效应,
列如冲击系数、自振频率、阻尼比等,可进行动载试验。必须对测定的旧桥进行激振激振的方法有:
1.行车激振法:选用运行量最多的车型,在重载下以时速15km/h至60km/h通过,对桥梁激振;
2.冲击激振法:以重物(车辆后轮、重锤)下击桥梁;
3.刹车激振法:采用汽车在桥梁动力效应最大原位置上刹车或驱车在设置的木块跳车。
量测动力效应的主要部位应是结构动力效应最大构件的动应力及动变形的控制载面。应择其重点,尽量减少试验次数。
旧桥动载试验欲测定的项目有:
1.    测定行车冲击系数;
2.    测定行车动挠度效应、振幅效应和加速度效应;
3.    测定桥梁的平面内和平面外(横桥向)的自由振动频率;
4.    测定阻尼比。
工程上,进行动载试验常用的动力响应测试仪器是动态电
阻应变仪和测振仪(用以测量振动的频率、振幅、波形),激振荷载在旧桥结构被测部位产生的动力响应要通过光线示波器记录资料
动载试验一般安排标准汽车车列(对小跨径桥,也可用单排车)在不同车速时的跑车试验,路车速度一般定为5、10、20、30、40、50Km/h。此处可根据桥况安排其他一些试验项目,如需测定桥梁承受活载水平力性能时作车辆制动试验,为测定桥梁自振频率作跳车后的余振观测,并在无荷载时进行脉动观测。
2、动载试验资料的整理
(1) 活载冲击系数
活载冲击系数可根据记录的动应变或动挠度曲线进行分析整
理而得,可按下式计算。
        1+μ=Smax/Smean
式中:Smax—动载作用下该测点最大应变(或挠度)值;
Smean—相应的静载作用下该测点最大应变(或挠度)值。
Smean=1/2(Smax+ Smin
式中:SminSmax为相应的最小应变(或挠度)值。
Smean=1/2(Smax+Smin
式中Smin与SmAn为相应的最小应变(或挠度)值。
实测的冲击系数应满足下列条件:
μηdyn≤η0
工中:η0—设计时采用的冲击系数
ηt—实测的冲击系数;
ηdyn—动力试验荷载效率,ηdyn =SDyn/s。
其中:SDyn为动态试验荷载(静力重量值)作用下检测部位的变形或应力的计算值;S为设计标准活载(不计冲击系数)作用下,检测部位的变形或应力的计算值。当不满足时,应按实测的ηt值来考虑设计标准中汽车荷载的冲击作用。
(3)结构的自振频率
结构自振频率可根据桥上无车时的脉动曲线分析而得。
(4)动载性能
当动载试验的效率ηb接近1时,不同车速下实测的冲击系数最大值可用于结构的强度及稳定性检算。
振幅标准值评指标着      表3—9
桥型及跨度
容许振幅标准值
跨度为20m以下的钢筋混凝土梁桥
跨度为20—45m的预应力混凝土梁桥
蹁为60—70m的连续桥T型刚构桥
跨度为30—124m的钢梁桥和组合梁桥
0.   3
1.   0
3.0—5.0
2.0—3.0
1.    振幅
40—120KN载重
汽车行车激振试
验测得的垂直振
幅标准值Act宜小于表3—9所列的评定指标。
2.    一阶自振频率ft
中小跨径桥梁的一阶自振频率测定值一般应大于3.OHZ,否
则认为桥梁的总体刚度较差。
根据一阶自振频率值ft,可根据结构动力学方法推算承重结构动刚度EdI:
(1)简支梁桥EdI=0.41(ft)2m L2
(2)悬臂梁桥EdI=3.20(ft)2m L2
(3)等跨连续梁桥同简支梁桥。
式中:m—结构每延米质量;
      L—支端点距离或跨径
      Ed—动弹性模量。
3.    阻尼比ξt的计算公式列于下表。
阻尼比ξt的计算公式       
 
 
根据自由振动衰减波形图曲线分析时
当自由振动衰减曲线的基线(零线)发生畸变时
当测得桥梁的谐振频率响声应曲线或用半自动率谱曲线时
ξt计算公式
ξt=1/2πm1n An/An+m
An—衰减波形图第n个周波的正振幅;
An=m—第n+m个周波的正振幅
ξt=1/π1n An/A′n+1
An—第n个周波的峰-峰值;
A′n+1—第n+1个周波的峰-峰值
ξt=f2-f1/2 fo≈f2-f1/ f2+f1
f1、f2—分别为1/2Ymax处的水线与频响曲线交点所对应的两个频率值;
Ymax—曲线峰点所对应的最大坐标值;
Fo—曲线峰点对应横坐标的频率(即共振频率或自振频率)
根据实计算的阻尼比ξt按下表可以判断桥梁的开裂状况。
ξt值与裂缝相关性表
材  料
裂  缝
ξt的相应值
素混凝土及钢筋混凝土
无裂缝
有裂缝
ξt<0.5
ξt>1.0—2.0
预应力混凝土
无裂缝
有裂缝
ξt<1.0
ξt>1.0—2.0
 
二、动力测定的旧桥快速评方法简价
按照上述的荷载试验来评定旧桥的方法,比较全面地反映了旧桥的实际工作状况。但是为种荷载试验,要耗费大量的人力、物力和资金,需要较长时间中断交通。例如,对一座中等跨径桥梁的荷载试验,从试验人员进入现场到试验结束,至少一个星期。需要搭设装置各种观测仪器和观测人员行走的专门脚手架,往往要耗费上万元资金等等。这些缺点严重地影响了这种评定方法的工作效率。因而桥梁工程技术人员力图寻找各种可靠、方便的快速评定方法。近年来广为研究的动力测定试验的旧桥快速评定方法即为其中一种。
对于这种快速定方法的研究关键是桥梁结构的动力特性与其承载能力之间存在着什么样的相关关系。研究的困难首先在于混凝土结构在使用中容许开裂,从不开裂到开裂,从微小裂缝到开展较大原裂缝,结构的动力特性有较大变化,并且全桥各梁的开裂情况不一样。其次是在桥梁的使用中,随着时间的推移,结构的动力特征也会有所变化。此外,桥梁边界条件的变化(例如简支梁桥主梁支座变位受到某些约束)也会影响桥梁结构的动力特性,加之关于桥梁结构动态工作机理还未得到透彻揭示,因而址接寻找桥梁结构动力特征与其承载能力的关系比较困难。
 
已进行的研究基本上是对一座桥梁(或试验梁)分别采用静载试验和动力标定试验,然后将试验结果进行对比分析研究,主要寻找桥梁的抗弯动刚度Bd与抗弯静刚度B之间的关系,借助于抗弯静风景在来得到对桥梁各主梁在使用阶段的承载力评定。
可以看到,桥梁的抗弯动刚度Bd=EdI与其自振频率有关,对于钢筋混凝土简支梁桥,以Bd代替中的EId,成为:
Bd=0.4f21
对于桥梁跨上作用如图3—4的汽车荷载的简支梁桥,桥梁的整体抗弯静刚度为
B =
式中:n—主梁数;
      m—汽车轴数;
     ηi—实测荷载横向分布系数;
          fi—试验静载作用下主梁跨中挠度;
     L—计算跨径;
P、Ki、αj—意义见。
在右端一阶自振频率fi和静载作用下各主梁跨中挠度fi和静载作用下各主梁跨中挠度fi可以分别由动载试验和静载试验中测得,可由上述二式分别求得BdT B。
 
我国有关公路科研单位在较多的试验梁和旧钢筋混凝土简支梁桥的对比试验中观察到:
(1)按照钢筋混凝土梁的受力阶段,即整体工作队段、带裂缝工作阶段和破坏阶段,即整体工作阶段、带裂缝工作阶段和破坏阶段,试验梁的固有频率承荷载阶段的递进而降低。在带裂缝工作阶段,梁的固有频率变化不大
(2)在使用阶段(带裂缝工作阶段),梁的抗弯静刚度B与抗弯动刚度Bd之间关系可用BBd来表达,其中β大约在1.1~1.4范围内。
(3)实际旧钢筋混凝土简支梁桥的静载试验采用路车的动载试验表明,行车荷载作用下各主梁静挠度分量与汽车静载作用时测量的静挠度值很接近;行车荷载作用下实测荷载横向分布系数与汽车静载作用下实测荷载横向分布系数十分接近,相差在10%以内。
在分析了试验结果的基础上,提出了由车载试验测旧钢筋混凝土简支支梁桥使用承载力的方法。这是利用具有规定重的汽车按拟定的各种车速沿桥面规定轴线位置通过旧桥进行动态加载,然后实测这时各主梁的静挠度分量和动挠度分量,据此进行分析进而评价桥梁的使用在载能力的一种动力测定的快速评定方法。
 
这种方法使用的程序简述如下;
(1)由跑车试验测得各主梁在荷载作用下跨中的静挠度分量和动挠度分量;
(2)由于静挠度分量接近于静载时的静挠度,以静挠度佞量近似计算得到静刚度B,而动刚度Bd可由动挠度分量计算得到,经统计处理分析得到静动刚度的关系BBd
(3)由挠度实测值计算车辆对桥梁的冲击系数(1+μ)值及桥梁荷载横向分布系数mi
(4)按桥梁处于正常使状态下,选取容许的挠度〔f〕;
(5)对各主梁处于正常使用承载力Pa进行评价。
对采用这种方法评定旧筋混凝土简支梁桥的使用承载力建议式为:
Pa=β〔f〕/cBd/k≥(1+μ) ∑miηjPj      (3—24)
式中:β——主梁静、动刚度平均此值,由试验统计得到对钢筋混凝土简支梁β=1.1~1.4,应由实测结果决定;
f〕——按规范计算的容许挠度,mm;
Bd——实测桥梁动刚度统计的均值,KN/mm;
C——对主梁容许挠度的修正系数,C=C1C2C3;其中;
C1——梁裂缝影响修正系数,当梁体无裂缝时,C1=1.0;当梁体裂缝宽度为0.01~0.10mm,且裂缝延伸高度低于梁高
的1/3时, C1=1.15 ~1.10;当梁体裂缝宽度为0.10~0.25mm,且裂缝延伸高度低于梁高的确1/2时, C1=1.15~1.25;当梁体有相当数量的裂缝宽度≥0.20~0.25mm,且裂缝延伸高度超过梁高1/2时, C11.25~2.0;
C2——主梁残余变形(挠度)影响修正系数。当主梁湍能残余挠度时,C2=1.0当主梁残余挠度在10~20mm时, C2=1.05~1.10’当主梁残余挠度在20~30mm时C2=1.05~1.20;当主梁残余挠度≥40mm时, C2=1.25~1.35;
Ca——主梁支承状态影响修正系数。当支承正常使用,
C3=1。0;当支承有倾斜或转动不自如时,C3=1.05~1.10;当支承有较严重损坏时, C3=1.10~1.15;
K——主梁之间工程质量不均、桥面系及横隔板在与对动刚度影响的修正系数,由竣工资料与外观检查确定。K=K1K2,其中:  K1——主梁之间工程质量不均影响修正系数,一般可取K1=1.05~1.15;
K2——桥面系与横隔板参与影响修正系数,一般可取K2=1.10~1.25;
(1+μ)——荷载冲击系数,由结果决定;
i,j——分别表示横桥向荷载序号数和顺桥向荷载序号数
q,s——分别表示横桥向荷载总数目(汽车指轮数)和顺桥向荷载总数目(汽车轴数)
mi——桥梁结构动态荷载横向分布系数(按桥梁一阶振型状况下同一时刻数据计算;
ηj——荷载沿桥跨分布的参与对跨中情况的影响系数;按跨中挠度影响线折算;
Pj——桥孔上汽车荷载,KN。
当上式满足时,Pa即为该桥可通行荷载能力。
用动力测定试验快速评旧桥的方法还处于研究阶段,而且仅限于对旧钢筋凝土简支梁桥主梁在使用阶段的抗弯能力方面。
 
  专家系统的评定方法
 
旧桥状况的评定,要涉到许多相关因素的复杂影响。一般 来讲,对旧桥状况评价的基本要求应包括安全性、耐久性和适用性。对一座桥梁而言,又包括上部结构、下部结构和基础工程。如再细分,又各自包括许多基本构件。对每个基本构件来说,即可能存在因设计、施工和使用过程中的不同原因所引起的缺陷,也有可能存在由于相互作用所产生的损伤。此外,还有可能存在因环境、自然灾害等引起的损坏等等。这结因素之间的相互关系十分复杂。同时又相互影响,由此可见,旧桥的综合评价是十分复杂的。由于旧桥的综合评价是一个很复杂、难以用精确的数字定量来表达的,因而人们常常是采用在一个被压缩了的低维因素空间内,利用模糊概念来处理这个问题。精确化的能力越低,便意味着系统具有的模糊性越强。
因而,用模概念辨别事物的本质过程,可以发展成为一个评定方法。这种方法可以横拟有经验专家的策机机理,进而对旧桥进行综合评价,这种方法就为专家系统的评定方法。
在旧桥评定方面、进行专家系统的研制还处于初级阶段,绝大多数未达到实用水平,其水平也未达到完全代替专家的地步。但是,它具有广阔的发展前景。

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