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摘要：钢铁桥梁建设大多使用混凝土作为基本建筑材料，这一特性区别于其他类型建筑非常明显，本文通过分析了道路桥梁工程建设之中使用混凝土材料的抗弯性和抗剪性对这类工程的稳定性进行评测并给出如下建议，以供相关工程项目参考。
关键词：铁路；桥梁；钢筋混凝土结构；可靠性
前言
混凝土是铁路桥梁建设中最重要的基础材料，所以这种材料的稳定性对于工程整体性能的影响非常大，一般来说钢筋混凝土抗剪性和抗弯性都较好，所以其稳定性也超出其他类型的混凝土，但是随着人们对于道路桥梁工程安全性要求的不断提高，我们还应该通过对其抗剪性和抗弯性的分析寻求如何进一步提高这种材料稳定性的方法，以从根本上保证我国道路桥梁工程的可靠性。
2铁路桥梁的钢筋混凝土结构抗弯可靠性的分析
2.1铁路桥梁钢筋混凝土结构的主要抗弯形式
钢筋混凝土结构在我国已经有了150年的发展历程，成为了世界上应用领域最广泛的重要结构形 式。相比传统的木石结构，混凝土具有良好的耐久性和耐火性且价格便宜、取材方便等优点，广泛运用于交通工程的路和桥、建筑房屋的建造，人造岛，隧道，机场等等。分析我国道路桥梁工程中使用的混凝土材料稳定性的重点就是对其抗弯性进行精准的稳定性分析，而且还要对其抗弯形式进行掌握，并判断其抗弯设计形式是否符合国家相关要求，铁路受弯应件以容许应力方式的形式如下：
（1）平截面的理想形式，一般指的是与轴杆垂直的各种部件处于一种近乎理想状态的长期平面形式，这种情况下，混凝土结构存在于中性轴平行的部分纵向纤维，切纵向纤维呈现于中性轴的正向关系，也就是说其中性轴距越大，纵向纤维就越少，钢筋与混凝土之间存在着很强的粘力，所以这两种材料才能实现在受力的同时保持同等变形程度。
（2）弹性体的假设。钢筋是一种弹性材料而混凝土则属于弹塑性材料，所以混凝土如果收到外力便可以利用自身的弹塑性呈现出直线弯曲，所以很多混凝土的盈利特征可被描绘为一种三角形态，混凝土的应力与其应变性能的变化密不可分，在此基础上，我们在研究混凝土应力极其变形状态的相关关系时就不需要多费力气。
（3）假设混凝土在收到拉伸时无法正常工作，而且此时如果出现裂缝，则只有一小部分受到外力，另外的部分可以不被考虑其中，整个环境之中的受力情况非常复杂，但是我们只需要考虑能够影响整体混凝土受力状态的部分即可，如果将受力钢筋视做力的主要承担者，便可以忽略混凝土的受力相关情况，这便为我们的研究工作减少了很多工作量，这两种材料的抗压性能非常接近，所以可以以一种力学计算和相关换算的方式对其进行解决，也可以将这种方法视为混凝土和钢筋混凝土变形条件的相似性创设。
2.2铁路桥梁钢筋混凝土结构中的抗弯性能分析
（1）受弯构件的可靠性分析对于铁路桥梁的工程建设进度和质量的影响均非常之大，所以不可忽略，一定要在开始之处就对其进行精准分析。一般认为，影响受弯构件功能的原因主要有两个，一个是钢筋受的外力过大，对其周边混凝土的功能也造成了影响，另一种是虽然钢筋混凝土受到的外力虽然不大，但是混凝土的边缘已经不甚完整，不能在发挥出从前的功能，这两种情况都会使钢筋混凝土的建设功能受到削减，但是实际分析过程中我们不能对影响钢筋混凝土的具体原因进行准确分析，只有针对已遭到破坏的混凝土形态进行合理推断，加之与我们较为熟悉的截面分析法相结合，进而得到道路桥梁钢筋混凝土抗压弯性可靠度分析结果。
（2）很多道路桥梁钢筋混凝土受到损害的原因都是荷载力过大，这里提到的荷载力恒荷载、活荷载及附加荷载等多种形式。其中恒荷载/活荷载的值大多在0.2-1.0之间，而恒荷载/附加恒荷载值在2.0-4.0之间。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过对混凝土抗弯度和配筋率之间关系的分析我们可以得知当混凝土所遭受的破坏形式不同，其可靠性也会发生相应变化，也就是说，在钢筋混凝土遭到外力破坏时，这种建筑材料的抗弯可靠性与其配筋率之间的关系成正比。但是如果混凝土首先被外力破坏，这种建筑材料的抗弯可靠程度却与材料的配筋率成反比。由此可见，在荷载外力情况不发生变化的前提下，可以通过提高混凝土的配筋率是其抗弯可靠性得到提升，但是如果抗弯可靠性与混凝土强度的关系并不密切，则可忽略不计。
3铁路桥梁钢筋混凝土结构中的抗剪性能分析
3.1钢筋混凝土抗剪可靠性分析
分析铁路桥梁钢筋混凝土可靠性还包括对其抗剪可靠性能的分析，当这种材料在工程中常受外力压迫，那么工程对于材料的抗剪力就提出了较高的要求，如果钢筋混凝土在缺少配筋的情况下持续受外力压迫，很容易就会在其表面造成裂缝，当然这对于桥梁整体工程也会产生不利影响，在工程事故中我们称之为剪坏作用，以配筋率和抗剪承载力的角度我们可得到的结论是，纵筋及箍筋的配筋率对于钢筋混凝土的抗剪力的影响也有很大差别。
3.2配筋率和混凝土强度分析
工程中使用钢筋混凝土的抗剪性能受配筋率和混凝土强度两方面因素的影响，当然并不是没有其他因素会对钢筋混凝土的抗剪性造成影响，比如构件恒荷载和活荷载之间数值的变化就会对混凝土的强度以及抗剪性造成影响，当然这也是一个对工程整体质量较为重要的一个方面。所以实现钢筋混凝土等相关材料抗剪可靠性的方法有很多，比如降低剪跨和提升混凝土强度，但是在整个过程中还要注意道路桥梁整体可能会因前面提到的调整而降低其桥梁活荷载的稳定性，所以最好的方式便是单单将恒荷载值进行上调，进而促进恒荷载和活荷载比值的增加，最终实现提升铁路铁路桥梁钢筋混凝土抗剪可靠性。
3.3混凝土结构状态分析
我国对结构极限状态的定义为：当结构或其一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求时，此特定状态就是结构的极限状态。按《铁路工程结构可靠度设计统一标准》中的规定，极限状态分为承载能力极限状态与正常使用极限状态。承载能力极限状态，指的是结构和构件已经达到最大承载力，或发生不适于继续承载的变形时的状态。当结构不满足承载能力极限状态时，结构会发生倒塌、破坏等灾难性后果。当结构出现如下的状态时，即可认为是超过承载能力极限状态：
（1）整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如倾覆，滑移等）；
（2）结构构件或连接因超过材料强度而破坏（包括疲劳破坏），或因过度的塑性变形而不适于继续承载；
（3）结构转变为机动体系；
（4）结构或结构构件丧失稳定（如压屈等）；
（5）地基丧失承载能力而破坏（如失稳等）。
出现这样的情况，一定要及时对混凝土进行养护，防止因缝隙过大产生的不可修复的损害。
4结束
综上所述，对于铁路桥梁的钢筋混凝土结构可靠性来说，要从其结构遭受破坏的两个形式来加以分析，一方面是钢筋先收到外力屈服，而随着周边的混凝土因压力作用也会遭到破坏。另一方面，钢筋混凝土在没有发生屈服的情况下，混凝土因外力而发生破坏。本文结合钢筋混凝土的弯性及剪性破坏，从抗剪和抗弯两个角度进行了铁路桥梁混凝土结构的可靠性分析，希望能够为以后的工程维修和养护做好可靠性参考依据。
参考文献
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[4]孙立伟.既有铁路桥梁可靠性评估[D].天津大学，2007.
论文作者:王淑
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/19
标签：混凝土论文; 钢筋混凝土论文; 荷载论文; 桥梁论文; 钢筋论文; 可靠性论文; 铁路论文; 《建筑学研究前沿》2017年第33期论文;