既有橋梁承載能力評定方法
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系，就橋梁結構而言這種關系往往是不確定的，是不斷變化的。評定的主要目的是為了維持現(xiàn)有橋梁安全或可靠水平在規(guī)范的要求之上或能滿足當前荷載的要求，了解橋梁的真實承載性能，綜合分析判斷橋梁結構的承載能力和使用條件。
1 既有舊橋承載能力評定方法
目前我國公路舊橋承載能力評定方法是基于專家經驗的半概率承載能力評定方法，檢測的依據為《公路舊橋承載能力鑒定方法》（試行方法）（以下簡稱《試行方法》）。
(1)承載能力評定的基本公式
承載能力鑒定的途徑是，先對橋梁現(xiàn)狀進行檢查，確定出舊橋檢算承載能力的折減或提高系數，即確定舊橋舊檢算系數Z1，再接現(xiàn)行的橋梁設計規(guī)范，根據檢查獲得的橋梁基礎位移、結構變形、構件開裂及其它破損等情況，對結構抗力效應考慮引入不大于1.2的結構檢算系數進行結構強度和穩(wěn)定性檢算。
對于磚石、混凝土橋梁其評定基本公式見公式（2-1）：
(2-1)
式中： —荷載效應函數；
—荷載在結構上產生的效應；
—結構的重要性系數；
—荷載安全系數；
—荷載組合系數；
—結構抗力效應函數；
—材料或砌體的極限強度；
—材料或砌體的安全系數；
—結構的幾何尺寸；
—基于橋梁調查確定的承載能力檢算系數。
對于混凝土、預應力混凝土橋梁評定基本公式見公式（2-2）：
(2-2)
式中： —荷載效應函數；
—永久荷載（結構重力）效應；
—永久荷載（結構重力）安全系數；
—荷載在結構上產生的效應；
—荷載 的安全系數；
—結構抗力效應函數；
—結構工作條件系數；
—混凝土強度設計采用值；
—在混凝強度采用設計值基礎上的混凝土安全系數；
—預應力鋼筋或非預應力鋼筋強度設計采用值；
—在鋼筋強度采用設計值基礎上的鋼筋安全系數；
—基于橋梁調查確定的承載能力檢算系數。
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力鑒定。對經荷載試驗的橋梁，則需根據荷載試驗結果重新確定舊橋檢算系數Z2，再進行結構強度和穩(wěn)定性的校核。
對于磚石、混凝土橋梁，基于荷載試驗的承載能力評定公式見式（2-3）：
式中： —基于荷載試驗確定的承載能力檢算系數。
對于混凝土及預應力混凝土橋梁，基于荷載試驗的承載能力評定公式見式（2-4）：
(2)《試行方法》評定橋梁承載能力的不足
《試行方法》在過去10多年對我國的公路舊橋承載能力鑒定起到了重要的指導意義。但經過實踐總結發(fā)現(xiàn)，就舊橋承載能力評定而言，該方法主要存在以下不足：
1）由于該評定方法編制年代現(xiàn)實所限，該方法體系所確定的舊橋承載能力評定基本出發(fā)點是對橋梁承載能力進行技術挖潛，這在客觀上影響橋梁評定的安全裕度。
2）該評定方法主要是在結構驗算的基礎上進行荷載試驗鑒定。其在橋梁檢查和檢測結果在檢算中如何應用、檢算系數的取值的定量問題以及試驗結果的評定等方面均未作出明確規(guī)定，使得大量的檢測結果無法應用于橋梁承載能力評定分析，而需大量借助昂貴的荷載試驗對舊橋加以鑒定。
2 舊橋承載能力評定的改進方法
為了充分利用橋梁檢測結果盡可能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行了改進，建立了新的評定方法的體系。
該評定方法是在基于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、影響因素敏感性分析和數理統(tǒng)計的方法建立的，并進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無損檢測結果對橋梁的承載能力作出評定時，結合舊橋的特點，通過的各項檢測結果的分析評價，在公路橋梁設計規(guī)范的基礎上，引入橋梁檢算系數、耐久性惡化系數、截面折減系數和活載修正系數分別對極限狀態(tài)方程中結構抗力效應和荷載效應進行修正，并通過比較加以判定結構或構件的承載能力狀況。
2）檢測評定需要對橋梁結構進行詳細的檢查，并對各項檢測指標的定量或定性評價。
3）橋梁技術狀況的改變對承載能力評定影響主要體現(xiàn)在兩個方面：影響結構構件的荷載效應；影響結構構件的抗力效應。橋梁承載能力評定時技術狀況的影響通過引入的檢算系數體現(xiàn)。
（2）橋梁承載能力評定法的體系
改進的橋梁承載能力評定方法是在橋梁現(xiàn)狀檢查的基礎上，根據橋梁結構的材質狀況檢測結果、結構固有模態(tài)參數測定以及荷載調查分析的情況，引入檢算系數以體現(xiàn)橋梁技術狀況對荷載效應及抗力響應的影響。因此新的橋梁承載能力評定方法的體系需要對橋梁進行一般檢查的基礎上還要進行詳細的檢查，詳細檢查的主要內容包括：
1）橋梁幾何形態(tài)參數的測定；
2） 結構橫在編譯狀況的調查；
3）橋梁結構構件的材質強度的檢測與評定；
4）混凝土中鋼筋銹蝕電位的檢測；
5）混凝土中氯離子含量的測定；
6）混凝土電阻率的檢測；
7）混凝土碳化狀況的檢測；
8）混凝土結構鋼筋分布狀況的調查；
9）橋梁結構固有模態(tài)的測定；
10）索結構索力的測定；
11）橋梁墩臺及基礎變位情況的調查；
12）地基與基礎的檢測。
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