由于該橋為超靜定結構,病害原因復雜,雖然進行了全面檢測和動靜載試驗,但是橋梁結構的真實狀態(tài)仍然難以全面獲得和模擬,為確保加固措施實施以后結構處于預期的安全狀態(tài)范圍之內,本橋采用包絡設計法進行加固設計,通過對病害與參數取值的關系進行反演分析,得到有關損傷參數。因此,在設計階段,必須獲得各項設計參數,界定包絡設計的上限和下限。
(1)包絡設計的上限
計算分析時,設計參數基本按原設計狀態(tài)取值,包括斷面構造、混凝土強度、縱橫豎三向預應力鋼束、車輛荷載、溫度荷載等均按原設計狀態(tài)不作折減取用,驗算在此狀態(tài)下增設加固措施后,結構整體或局部內力、應力、撓度等,采用加固措施后,結構的整體受力和局部受力滿足規(guī)范要求,此為包絡設計的上限。對于這一工況,需要特別關注增設預應力后受壓區(qū)混凝土壓應力是否超限。
(2)包絡設計的下限
包絡設計的下限是加固設計的重點和難點,由于病害橋梁的結構本身已經存在損傷,且外部營運環(huán)境發(fā)生變化(如超載車輛),各種對結構安全造成不利影響的因素,均應在設計參數取值上進行量化。根據病害情況并考慮各種不利因素確定的計算模型是該橋梁的主控模型,此為包絡設計的下限,其包絡的內容主要有以下幾個方面:
1)對現有結構的損傷進行評估,對設計參數進行量化折減。
根據橋梁檢查的實測數據并結合橋梁承載能力檢測評定結果,根據荷載試驗的數據,建立損傷模型,綜合反演分析,對結構設計參數進行合理的量化折減,主要包括:受力鋼筋(普通鋼筋或預應力鋼筋)的折減、結構混凝土強度的折減、結構開裂剛度的折減等。
2)對橋梁承受的實際車輛荷載及最不利工況進行包絡。
由于實際營運車輛的車重、軸重與設計規(guī)范的車輛荷載差別較大,應通過實地調查統(tǒng)計分析確定取值。
3)新舊規(guī)范標準荷載差別:溫度梯度差別,混凝土收縮徐變參數差別。
4)加固施工過程最不利荷載:最不利工況可能出現在加固施工過程中,如通車條件下加厚腹板混凝土、轉向塊和錨固塊混凝土引起增加的荷載等,施工流程的每個工況均要進行驗算。
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