山西省公路局临汾分局勘察设计院 山西临汾 041000
摘要:随着我国经济的不断发展,我国的交通运输行业也越来越发达,然而我国大部分城市里都存在着地土面积小、人口多的问题,导致在很多情况下都需要桥梁的辅助,而随着交通压力的加大,桥梁的承载能力也越来越重要。在桥梁工程的建设中,桥梁的承载能力作为评价工程质量的一个重要指标,它的测定自然也是十分重要的事项。通过桥梁加固的各个设计标准来进行承载能力的有效评估,因此对评定承载能力的相关方法的应用就受到了相关工作人员的高度关注,本文也由此展开深入的分析,对其技术应用的具体情况进行论述。
关键词:桥梁承载能力;检测评定技术;桥梁加固设计
一、桥梁承载能力系数的影响因素
桥梁在运营过程中,会有很多异常问题导致桥梁的结构发生不同程度的损失,从而使桥梁使用的安全系数出现严重的降低,极大地影响了桥梁的承载能力,而一旦而桥梁的自身结构以及桥梁主体的结构跟桥梁的承载能力的具体系数的变化息息相关。而其中最为重要的几部分就是桥梁自身的结构、桥梁的施工材料以及桥梁的钢筋结构等等,下面我们就来具体的分析下:
1.1、结构完整性
桥梁在运营过程中,一部分配件因为时间原因会出现不同程度的损伤,导致桥梁的受力结构逐渐的发生变化,从而缓慢的失去原有的合理性,导致局部受力过大、结构整体性不足等情况的发生,从而严重削弱了桥梁结构的承载力。
1.2、裂缝
裂缝是桥梁工程中十分常见的一种情况,这种情况在混凝土桥梁里尤为常见,而裂缝一般分为结构裂缝和非结构裂缝两种。结构裂缝是指外界荷载过大造成的裂缝,导致桥梁结构出现变化,使其整体承载力出现明显的下滑;非结构裂缝是指铸成桥梁的混凝土自身性能不达标或者达不到外界环境要求所造成的。一般情况下,工作人员可以通过对桥梁裂缝的判断来确定桥梁的结构破坏属于纯弯、弯压、剪压等的哪一种模式。
1.3、钢筋锈蚀
由于桥梁的长时间使用,车辆运输的物品会对桥梁造成不同程度的侵蚀,而一旦钢筋出现锈蚀将会导致钢筋的截面面积变小,从而降低了钢筋和混凝土之间的咬合力,使混凝土的保护层出现裂缝,甚至让整个桥梁的结构出现裂缝,导致桥梁结构的承载力出现了极大的降低。
1.4、变形
一些桥梁在短期的荷载作用下是会出现变形的,只要变形不超过《公桥规》的规定限制就不会影响桥梁的运营安全。而如果超过限值的荷载引发结构残余累计变形,那么就会对桥梁的承载能力产生极大的影响。
1.5、混凝土施工质量
在实际施工情况下,总会有一些误差出现,致使桥梁构件内部出现了质量缺陷,极大的削弱了混凝土对外界有害物质侵蚀的抵抗能力,对钢筋混凝土构件的承载能力产生了极大影响。
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1.6、环境因素
融雪盐、常年积水、酸雨等等外界环境的影响都会引起桥梁结构和混凝土的不良变化,严重影响了桥梁的结构承载力。
1.7、车辆荷载的影响
在桥梁建成通车之后,随着运营情况的发展,桥梁的车流量会不断的加大,而很多车辆都会有不同程度的超载,所以在运营了一段时间之后,由于超载严重导致桥梁在结构上出现了部分损伤,进而导致桥梁的整体性变得薄弱,而一旦桥梁结构出现缺陷,桥梁的承载能力将无法承担桥梁巨大的自重问题。
二、桥梁承载能力检测的评定方法
总的来说对于桥梁承载能力我们有以下几种办法进行评定:
2.1、经验法
经验法是由具有丰富经验的相关人员对桥梁存在的裂缝、挠度、桥台沉陷及水平位移等问题的现场勘察,并通过引入不大于1.2的系数对桥梁结构强度进行计算。这种仿佛是以1998年发行的《公路旧桥承载能力鉴定方法(试行)》为依据的,而且这种方法受评定人员的影响太大,系数评定标准也没有一个明确的界限,检测结果不能定量化,检算方法等方面规定的过于原则,评定指标单一,可操作性差,缺乏统一的评定标准。
2.2、承载能力衰减时变模型法
通过建立混凝土强度、碳化深度、钢筋锈蚀程度等结构耐久系数的参数时变模型来确定在不同损伤程度下桥梁承载能力的衰减模型,来为桥梁承载能力的评定提供理论依据。但是由于这种方法并不能精细的对碳化深度、混凝土强度、钢筋强度以及与混凝土的粘结性能进行取值,所以能不能适用于不同地区还需要进一步考察。
2.3、荷载试验方法
荷载实验的方法相对于其他方法来说更加客观、准确,而且可以直接得出桥梁的结构检验系数,进一步就可以推断出桥梁的安全区间。但是由于这种方法规模太大,耗时太长,资金太多,对交通的影响太大。而且这种方法并不能反应桥梁的长期行为。
2.4、基于动测参数的评定法
通过对桥梁结构在荷载、激振或脉动作用下结构产生的振幅、自振频率、振型等动态响应的测量来评定桥梁的承载能力。这种方法可以更好的展现桥梁结构的实际运营形态,可以更好的反映结构在动荷载作用下的力学性能和受力状况。但是由于本方法并并没有发展出比较完善、合理、简洁的方法,也没有建立起相关的计算模型。
2.5、基于原始指纹评定法
原始指纹是指通过对桥梁初建成时的详细测量得到的丰富资料。钻石指纹可以作为以后对桥梁承载能力评定的参照标准,通过与原始指纹以及时间的衰减模型的对照来判断桥梁的承载能力。这种方法可以准确判断桥梁的受伤程度,而且概念清楚、思路明确,同时避免了模型与实际情况有误差导致的计算结果失真。但是由于初始状态的调查太过重要,而且承载能力随检测参数的衰减关系尚不明确。
三、基于桥梁承载能力的加固设计措施
3.1 加装钢板
在对桥梁进行加固时,可以在桥梁上加装钢板,这样不仅可以弥补桥面的磨损等状况,还增加桥梁自身的承载能力,而且不会大幅度的改变桥梁的自身横截面。虽然这种方式好处较大,但是在桥梁上加装钢板时需要相关的设备进行维护,钢板还需要大量的后期保养,因此大部分工程公司都不乐意采用这种技术,导致这种方式并没有在实际过程中得到广泛应用。就目前情况来看,目前桥梁工程的加装通常是对桥梁进行玻璃钢的粘贴,这样虽然可以在短时间内加强桥梁的承载能力,但是因为玻璃钢的弹性模量并不能满足桥梁工程中的要求,所以一旦受力过大就会出现变形的现象。
3.2 加装钢筋
加装钢筋就是指在桥梁的表面加装钢筋,固定桥梁的表面。大大的提高了桥梁自身的抗弯性,而且不会使桥梁的自重出现大的变化,但是由于在桥面增加的钢筋会严重影响桥梁的美观性,破坏市容,所以这种加固方式在实际情况下也没有广泛的应用。
四、结语
综上所述,桥梁的承载能力的评估是桥梁加固设计应用中十分重要的一项,特别是在桥梁加固设计时,要求工作人员从桥梁自身的结构、材料等多方面因素进行综合考虑,同时合理的测评方法也是必要的,只有这样才能从根本上确保桥梁的运营安全,保证我国社会经济以及交通的迅速发展。
参考文献
[1]赵魁魁,刘波.桥梁加固设计中桥梁承载能力检测评定技术的应用探析 [J].建筑·建材·装饰,2016,(19)
[2]武康,伍迪.桥梁加固设计关键技术探讨[J].建筑工程技术与设计,2017,(16)
论文作者:张治军
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第26期
论文发表时间:2018/12/13
标签:桥梁论文; 结构论文; 能力论文; 裂缝论文; 荷载论文; 钢筋论文; 混凝土论文; 《建筑学研究前沿》2018年第26期论文;