公路鋼筋混凝土梁橋的病害分析與受損后承載能力計(jì)算.pdf

1、公路交通是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的命脈，橋梁是公路的咽喉，橋梁的良好使用狀況是公路交通安全的重要決定因素，是保障公路暢通的必要條件。隨著公路交通流量增長(zhǎng)，橋梁承受著越來越重的負(fù)荷。公路橋梁的病害與損傷、承載能力降低、使用性能下降是一個(gè)日益嚴(yán)重的問題，橋梁的病害與構(gòu)件損傷是普遍現(xiàn)象。在各類橋型中，以梁式橋居多。上部結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土梁的病害對(duì)結(jié)構(gòu)使用性能的下降占主導(dǎo)因素。對(duì)于存在先天質(zhì)量缺陷或損傷的梁橋的上部結(jié)構(gòu)，各種損傷、病害對(duì)構(gòu)件承載能力的影響如何考慮

2、，對(duì)于其承載能力和安全度如何分析與計(jì)算，目前尚沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和方法，只能根據(jù)破壞程度按個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行折減和粗略估算，計(jì)算精度相當(dāng)差。 為了準(zhǔn)確評(píng)估病害對(duì)梁橋使用性能和承載能力的影響，指導(dǎo)加固設(shè)計(jì)和橋梁維護(hù)管理，本文依托于河北省交通廳《混凝土梁損傷及承載性能研究》的科研項(xiàng)目(課題編號(hào)Y-030201)對(duì)公路受損鋼筋混凝土梁的病害進(jìn)行了分析，損傷后的承載能力進(jìn)行了研究。第一步病害分析中先結(jié)合橋梁技術(shù)狀況調(diào)查對(duì)鋼筋混凝土梁的損傷情況及

3、其影響進(jìn)行深入的調(diào)研和分析研究。歸納整理出了公路梁式橋上部結(jié)構(gòu)的典型病害特征。然后對(duì)各類型的典型病害的成因、作用機(jī)理和對(duì)結(jié)構(gòu)物的承載能力、耐久性等使用性能的影響以及各種病害間的交互作用與影響進(jìn)行了深入的分析和討論。 在損傷后承載能力分析方面，以前文獻(xiàn)的鋼筋混凝土梁承載能力研究中，以無破損理想狀態(tài)鋼筋混凝土梁受力全過程分析居多，對(duì)于病害因素的考慮較少。一些文獻(xiàn)即便進(jìn)行了研究，也只涉及一兩種病害影響的分析。但由于公路橋梁使用狀態(tài)的復(fù)

4、雜性和工作環(huán)境的多樣性，往往在一座橋上，甚至一片梁上常常同時(shí)存在多種典型病害，這些病害都能夠?qū)Τ休d能力造成較為嚴(yán)重的影響。論文結(jié)合實(shí)際情況，考慮鋼筋混凝土梁各種常見典型病害，建立了全面的受損鋼筋混凝土梁有限元分析模型。選擇了適合于鋼筋混凝土梁承載能力分析的有限元模型和鋼筋、混凝土、粘結(jié)力、裂縫以及各種典型病害損傷的有限元單元和有限元模擬方法，能夠?qū)^大多數(shù)公路鋼筋混凝土梁橋病害的影響進(jìn)行分析，并實(shí)現(xiàn)了受力過程的微觀、全程分析。

5、在研究過程中，主要進(jìn)行了如下的創(chuàng)新性工作： 一、提出了基于受力特性的混凝土破損病害分類，提出了標(biāo)準(zhǔn)的受力分析方法，分別構(gòu)造了各類型破損病害的有限元單元模型。 二、提出了基于病害調(diào)查和力學(xué)分析的公路鋼筋混凝土梁損傷后承載性能評(píng)價(jià)方法以及相關(guān)指標(biāo)--損傷承載力和承載力損傷系數(shù)。 三、對(duì)混凝土腐蝕病害程度進(jìn)行分級(jí)，并提出了各級(jí)腐蝕病害的有限元模擬方法，還提出了腐蝕膨脹力荷載效應(yīng)的有限元分析簡(jiǎn)易算法。 四、對(duì)鋼筋