CN102721562A - 一种基于裂缝指标的rc梁桥承载能力检算评定方法 - Google Patents

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梁鹏
刘怀相
尚刚
曹慧
薛鹏涛
吴向男
赵宏宇
徐岳
胡红松
何宏伟
卢山
吕勤磊
邹文涛
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Abstract

本发明公开了一种基于裂缝指标的RC梁桥承载能力检算评定方法,该方法是无需荷载试验,通过裂缝指标和结构检算,来快速评定钢筋混凝土梁桥的承载能力的方法,充分利用桥梁检查信息,通过实际的裂缝调查和结构检算,即可进行承载力评定,周期短,成本低,对交通无影响。适用于桥梁工程领域。

Description

一种基于裂缝指标的RC梁桥承载能力检算评定方法
技术领域
[0001] 本发明属于桥梁工程领域,具体涉及一种基于裂缝指标的RC梁桥承载能力检算评定方法。 背景技术
[0002] 我国的公路桥梁建设正处于快速增长阶段,但由于运营中的桥梁检测养护技术力量的相对投入不足,使很多公路桥梁处于半检养或无检养状态,存在较大的安全隐患。
[0003] 《JTG/T J21-2011.公路桥梁承载能力检测评定规程[S]》所采用的桥梁承载力评定方法是在桥梁现状检查的基础上,通过结构检算分析并结合荷载试验,从而对桥梁承载力作出评定。但荷载试验法需要大量的人力、物力和资金,并且试验需要较长时间,有时甚至需要中断交通,对正常的生产生活秩序会产生较大影响,所以荷载试验的方法具有很大的局限性。高速公路和地方各等级公路的RC梁桥数量庞大,需要一种快速便捷的进行桥梁结构的承载能力评定。
发明内容
[0004] 为了克服现有技术中存在的以上缺陷,本发明提供一种基于裂缝指标的RC梁桥承载能力检算评定方法,该方法无需荷载试验,是通过裂缝指标和结构检算,来快速评定钢筋混凝土梁桥的承载能力的方法。技术方案为:
[0005] 一种基于裂缝指标的RC梁桥承载能力检算评定方法,该方法的实现步骤如下:
[0006] I)实测被评价桥梁的3个裂缝参数:裂缝平均间距、最大裂缝宽度和裂缝平均统计高度,并记录下来。
[0007] 2)根据实测值,计算B1、B2、B3。
[0008] BI :裂缝平均间距实测值与裂缝平均间距计算值之比,裂缝平均间距根据《混凝土
结构设计规范》(GB50010-2010) /« = 1.9c+ 0.08^■计算。
P
[0009] B2:荷载作用下裂缝最大宽度与正常使用极限状态设计荷载作用下最大裂缝宽度之比。
[0010] B3 :裂缝平均统计高度与梁高之比。
[0011] 3)计算裂缝指标B。
[0012] B= a ^1+α 2B2+a 3B3 (I)
[0013] 其中:α ρ α 2,α 3分别为三个裂缝统计参数的权重,按表I取值。
[0014] 表IRC梁桥A-B判断矩阵
Figure CN102721562AD00041
[0016] λ max = 3. 02, 一致性检验指标
[0017] Cl = O. 0092,一致性检验比率
Figure CN102721562AD00042
[0019] 当裂缝指标B大于I时,表明构件承载力不足;
[0020] 当裂缝指标B小于I时,表明构件承载力有一定富余;
[0021] 4)根据调查并结合专家经验得到裂缝指标B与承载力检算系数Z2的关系,由表2得到检算系数Z2。
[0022] (I-B)代表控制截面的安全余度,在通过裂缝指标B确定检算系数Z2时,考虑到安全因素(由于实际测量的误差,计算近似假定等许多不确定因素的影响),对(I-B)所代表的控制截面的安全余度进行折减,并对据此推算的承载力增大系数进行折减。
[0023] 表2推荐的承载力检算系数Z2取值表
Figure CN102721562AD00043
[0026] 注:Z2值可按B值线性内插。
[0027] 5)按照基于裂缝指标的RC梁桥承载能力评定检算表达式(式3)进行承载力评定。
[0028] yoS^ R(lcfcd; lsfsd)Z2(l-le) (3)
[0029]式中:
[0030] Z2—基于裂缝指标的承载能力检算系数;
[0031] S——作用(或荷载)效应
[0032] Y0——桥梁结构的重要性系数;
[0033] R ( ·)——构件承载力函数;
[0034] fcd——混凝土轴心抗压强度设计值; [0035] fsd——预应力钢筋或非预应力钢筋抗拉强度设计值;
[0036] ξ6—承载能力恶化系数;按《JTG/T J21-2011.公路桥梁承载能力检测评定规程[S]》承载能力恶化系数计算表格取值。
[0037] ζ。一配筋混凝土结构的截面折减系数;按《JTG/T J21-2011.公路桥梁承载能力检测评定规程[S]》配筋混凝土结构的截面折减系数计算表格取值。
[0038] ζ3—钢筋的截面折减系数;按《JTG/T J21-2011.公路桥梁承载能力检测评定规程[S]》钢筋的截面折减系数计算表格取值。
[0039] 本发明的有益效果:
[0040] 与基于荷载试验的承载能力评定方法相比,本发明提供的一种基于裂缝指标的RC梁桥承载能力检算评定方法,充分利用桥梁检查信息,通过实际的裂缝调查和结构检算,即可进行承载力评定,周期短,成本低,对交通无影响。以高速公路上最常见的T梁为例,一座跨径20m的T梁,荷载试验需要加载车辆、现场指挥人员、试验仪器、甚至封闭交通,而使用本发明的方法,仅需要I至2人进行现场调查即可,无需试验仪器,加载车辆,大大的节约了成本,且省时省力,效率高,更加适用于运营桥梁的快速评定。
附图说明
[0041] 图I是本发明的实施步骤流程图;
[0042] 图2是本发明实施例I的截面主视图。
具体实施方式
[0043] 下面结合附图和本发明实施例作进一步详细地说明。
[0044] 实施例I
[0045] 如图2所示,某7孔钢筋混凝土 T梁桥,全桥总长146. 6m,单孔跨径20m,桥面宽度为(O. 95+6. 0+0. 95)m ;T梁高I. 25m,每孔均设5道横隔板;T梁为25号混凝土,主筋为II级钢筋。设计荷载:汽车-20级,挂车-100,人群荷载3. 5kN/m2。
[0046] 参照图1,步骤如下:
[0047] I)裂缝开展状况调查
[0048] 选取裂缝开展较为明显的第2孔和第6孔进行调查,调查位置为每孔梁的中部,三分之一跨径长度范围内的裂缝开展状况,将调查结果列于表3。
[0049] 表3裂缝开展状况调查表
Figure CN102721562AD00061
[0051] 2)由步骤I)的实测值,可计算得到裂缝平均间距实测值与裂缝平均间距计算值之比BI = O. 72,荷载作用下裂缝最大宽度与正常使用极限状态设计荷载作用下最大裂缝宽度之比B2 = I. 87,裂缝平均统计高度与梁高之比B3 = O. 045。
[0052] 3)裂缝指标B的计算。
[0053] 将步骤2)得到的BI、B2及B3,代入式⑵式得到裂缝指标B = O. 96。
[0054] 4)根据步骤3)B值,由表2线性内插得出Z2的值为I. 02。
[0055] 5)根据公式(3)计算结果如下:荷载效应的计算结果:Y °S = 2096kN · m >基于裂缝指标的结构抗力:M' u = 1961kN · m,即结构的荷载效应大于抗力,该T梁不能满足抗弯承载力的要求。
[0056] 6)结果对比。
[0057] 原桥在荷载试验作用下的校验系数ξ =0.82,此时,根据《JTG/T J21-2011.公路桥梁承载能力检测评定规程[S]》得到的检算系数Z2 = I. 09。并进行T梁承载力评定结果如表4 :
[0058] 表4基于荷载试验的T梁承载力评定结果
Figure CN102721562AD00062
[0060] 由此,根据原桥的静载试验结果知:试验荷载下,该桥主梁的结构极限承载力不满足原设计荷载的要求。
[0061] 结果表明:基于裂缝指标的承载能力评定方法所得Z2为I. 02,荷载试验方法得到的&为I. 09,两种桥梁承载力评定方法得到的结果一致,本专利提供的方法结果可靠,且简便、高效,适用于在役RC桥梁的承载力评价。 [0062] 以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,本发明的保护范围不限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (1)

1. 一种基于裂缝指标的Re梁桥承载能力检算评定方法,其特征在于,包括以下步骤: 1)实测被评价桥梁的3个裂缝参数:裂缝平均间距、最大裂缝宽度和裂缝平均统计高度,并记录下来; 2)根掘步骤I)实测值,计算B1、B2、B3 ; BI :裂缝平均间距实测值与裂缝平均间距计算值之比; B2:荷载作用下裂缝最大宽度与正常使用极限状态设计荷载作用下最大裂缝宽度之比; B3 :裂缝平均统计高度与梁高之比; 3)计算裂缝指标B ; B = O. 16996^0. 4429B2+0. 3873Bs 4)由裂缝指标B与承载力检算系数Z2的关系,得到检算系数Z2 ; (I-B)代表控制截面的安全余度,在通过裂缝指标B确定检算系数Z2时,对(I-B)所代表的控制截面的安全余度进行折减,并对据此推算的承载力增大系数进行折减; 5)按照基于裂缝指标的RC梁桥承载能力评定检算表达式进行承载力评定; y°S^R(lcfcd;lsfsd) Z2(I-Ie) 式中: Z2——基于裂缝指标的承载能力检算系数; S——作用或荷载效应; Y °——桥梁结构的重要性系数; R( ·)-构件承载力函数; fcd——混凝土轴心抗压强度设计值; fsd——预应力钢筋或非预应力钢筋抗拉强度设计值; I e——承载能力恶化系数; I。一配筋混凝土结构的截面折减系数; I s—钢筋的截面折减系数。
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