CN113567263B - 一种公路钢筋混凝土桥梁正常工作年限检验方法 - Google Patents

一种公路钢筋混凝土桥梁正常工作年限检验方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种公路钢筋混凝土桥梁正常工作年限检验方法，包括：获取公路钢筋混凝土桥梁的基本参数信息和车辆荷载信息；确定桥梁关键断面内部受拉钢筋疲劳应力热点部位，得到钢筋的空间影响面，并进行纵横向最不利布载；在最不利布载中确定不同类型车荷载引起的桥梁内部受拉钢筋应力幅，并基于Miner累计损伤准则得到等效等幅应力值；确定应力—寿命曲线，并在应力—寿命曲线中确定疲劳破坏时车辆荷载计算作用次数；将车辆荷载实际作用次数与车辆荷载计算作用次数进行比值运算得到桥梁年损伤度，进而获得公路钢筋混凝土桥梁的工作年限；针对公路钢筋混凝土桥梁的工作年限进行判断，得到公路钢筋混凝土桥梁工作年限的检验结果。

Description

一种公路钢筋混凝土桥梁正常工作年限检验方法
技术领域
本发明涉及土木工程技术领域，特别涉及一种公路钢筋混凝土桥梁正常工作年限检验方法。
背景技术
公路钢筋混凝土桥梁主要功能是承受车辆反复荷载作用，其正常工作年限是指结构正常承受各种设计荷载作用而不用进行结构性大修的时间期限，主要分抵抗准静态作用的静载年限和抵抗车辆反复作用的工作年限，前者主要是考虑静载和耐久性的维护年限，后者主要是考虑车辆反复荷载作用的工作年限。在公路钢筋混凝土桥梁使用过程中一旦发生意外将会造成严重的影响，因此，要对公路钢筋混凝土桥梁进行工作年限检验，从而确定公路钢筋混凝土桥梁能够正常投入使用。
公路钢筋混凝土桥梁在使用过程中往往会根据车辆反复荷载程度会使得工作年限发生变化，但是，在目前的相关规定中，对于公路桥梁只针对不同环境类别和作用等级进行了相应的耐久性，并不涉及车辆反复荷载程度的影响，从而使得得到的公路钢筋混凝土桥梁工作年限与实际状况存在较大误差，进而导致公路钢筋混凝土桥梁工作年限检验不准确，因此，本发明提出公路钢筋混凝土桥梁正常工作年限检验方法，基于Miner累积损伤准则，全面分析跨径、横隔板、配筋率、车辆荷载、应力—寿命曲线方程对公路钢筋混凝土桥梁工作年限的影响，从而能够准确得到公路钢筋混凝土桥梁工作年限，提高公路钢筋混凝土桥梁工作年限检验的准确性，进而提高安全保障。
发明内容
本发明的目的在于提供公路钢筋混凝土桥梁正常工作年限检验方法，通过得到公路钢筋混凝土桥梁工作年限进行判断与检验，以提高安全保障。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：公路钢筋混凝土桥梁正常工作年限检验方法，包括：
获取公路钢筋混凝土桥梁的基本参数信息和车辆荷载信息；
确定桥梁内部受拉钢筋疲劳应力热点部位，并将所述应力热点部位作为关键截面，对所述关键截面应用钢筋应力影响面法进行纵横向最不利布载；
在所述最不利布载中确定不同类型车荷载引起的桥梁内部受拉钢筋应力幅，并基于Miner累计损伤准则到等效等幅应力值；
确定应力—寿命曲线，并在所述应力—寿命曲线中根据所述等效等幅应力值确定疲劳破坏时车辆荷载计算作用次数；
将车辆荷载实际作用次数与所述车辆荷载计算作用次数进行比值运算得到桥梁年损伤度，并根据所述桥梁年损伤度得到所述公路钢筋混凝土桥梁的工作年限；
针对所述公路钢筋混凝土桥梁的工作年限进行判断，得到所述公路钢筋混凝土桥梁寿命的检验结果。
进一步地，所述基本参数信息包括：公路钢筋混凝土桥梁的材料信息、公路钢筋混凝土桥梁的细部构造信息、公路钢筋混凝土桥梁的桥跨布置信息、截面信息和公路钢筋混凝土桥梁的交通状况信息；
其中，在获取所述交通状况信息时，通过WIM车辆动态称重系统进行车辆信息统计；针对统计的车辆信息利用混合高斯模型和经典疲劳理论按照车辆类型建立车型疲劳荷载谱；将所述车型疲劳荷载谱结合蒙特卡洛法得到交通状况信息，所述WIM车辆动态称重系统包括：称重传感器、测量电路、信号处理模块和显示模块，当有车辆经过所述称重传感器的称重区域时，所述称重传感器采集所述车辆的轴信号；通过所述测量电路将所述轴信号进行放大与转换，得到离散信号；由所述信号处理称模块根据所述离散信号进行处理与计算，得到所述车辆的参数信息；通过所述显示模块对所述车辆的参数信息进行统计显示。
进一步地，所述应力热点部位包括：桥梁结构最大弯矩部位、桥梁结构最大剪力部位和桥梁结构连接构造部位；所述纵横向最不利布载是通过有限元软件对所述公路钢筋混凝土桥梁进行全桥空间分析得到的。
进一步地，在所述最不利布载中确定不同类型车荷载引起的桥梁内部受拉钢筋应力幅，包括：
在所述最不利布载中提取每种类型车荷载下所述公路钢筋混凝土桥梁的内部构件的最大弯矩值和恒载作用下的最小弯矩值；将最不利受力截面换算成疲劳验算的换算截面后，再根据所述最大弯矩值和最小弯矩值通过下述公式获得受拉钢筋的应力幅；
Figure BDA0003150474030000031
上述公式中，
Figure BDA0003150474030000032
表示第i种类型车荷载下受拉钢筋的应力幅，
Figure BDA0003150474030000033
表示惯性矩，x0表示疲劳验算时的换算截面的受压区高度，h0i表示疲劳验算时的换算截面的初始高度；
Figure BDA0003150474030000034
表示每种类型车荷载下所述公路钢筋混凝土桥梁的内部构件的最大弯矩值，
Figure BDA0003150474030000035
表示每种类型车荷载下所述公路钢筋混凝土桥梁的内部构件的最小弯矩值，
Figure BDA0003150474030000036
表示参数系数。
进一步地，所述通过应力历程换算得到等效等幅应力值，包括：通过基于Miner准则的等效等幅应力幅公式根据所述受拉钢筋应力幅获得等效等幅应力值，其中，所述等效等幅应力幅公式为：
Figure BDA0003150474030000041
其中，
Figure BDA0003150474030000042
表示等效等幅应力值，m表示应力—寿命曲线的斜率，ni表示第i种类型车的年车流量,
Figure BDA0003150474030000043
表示第i种类型车荷载下受拉钢筋的应力幅。
进一步地，所述应力-寿命曲线反映的是累积损伤与作用次数之间的关系，而且所述应力—寿命曲线的获取方法包括：应用国内外规范资料中已有的应力—寿命曲线和将影响因素通过钢筋疲劳试验进行分析验证得到，其中，所述影响因素包括：钢种、钢筋直径、连接形式、应力幅、和应力比，所述通过钢筋疲劳试验进行分析验证包括：分别在空气中进行钢筋疲劳试验和在混凝土中进行钢筋疲劳试验，获得两类试验结果；将所述两类试验结果进行对比分析确定钢筋的应力—寿命回归曲线方程；针对所述的应力—寿命回归曲线方程进行检验回归显著性，并根据所述检验回归显著性结果进行调整后得到应力—寿命曲线。
进一步地，所述将车辆荷载实际作用次数与所述车辆荷载计算作用次数进行比值运算得到桥梁年损伤度，包括：
根据所述公路钢筋混凝土桥梁的交通状况信息获取所述公路钢筋混凝土桥梁交通中车辆荷载实际作用次数；
将所述车辆荷载实际作用次数与对应的车辆荷载计算作用次数结合进行比值运算得到每种类型车荷载造成的年损伤度。
进一步地，根据所述桥梁年损伤度得到所述公路钢筋混凝土桥梁的工作年限，包括：
获取所述每种类型车荷载造成的年损伤度；
将所述每类车荷载造成的年损伤度按照积伤律计算得到年积伤度；
根据所述年积伤度确定工作年限，所述年积伤度与所述工作年限成反比。
进一步地，针对所述公路钢筋混凝土桥梁的工作年限进行判断，得到所述公路钢筋混凝土桥梁工作年限的检验结果，包括：
将所述公路钢筋混凝土桥梁的工作年限与所述公路钢筋混凝土桥梁的使用年限标准进行判断，获得工作年限判断结果；
根据所述工作年限判断结果进行处理，当所述公路钢筋混凝土桥梁的工作年限小于所述公路钢筋混凝土桥梁的使用年限标准时，针对所述公路钢筋混凝土桥梁制定设计修改策略，并结合所述修改策略重新进行工作年限检验；当所述公路钢筋混凝土桥梁的工作年限不小于所述公路钢筋混凝土桥梁的使用年限标准时，针对所述公路钢筋混凝土桥梁进行承载能力极限状态和正常使用极限状态检验，获得状态检验结果，当所述状态检验结果通过时，完成所述公路钢筋混凝土桥梁工作年限检验，当所述状态检验结果不通过时，针对所述修改策略进行修订，并重新进行工作年限检验。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明所述的公路钢筋混凝土桥梁正常工作年限检验方法的步骤示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种公路钢筋混凝土桥梁正常工作年限检验方法，包括：
步骤一、获取公路钢筋混凝土桥梁的基本参数信息和车辆荷载信息；
步骤二、确定桥梁内部受拉钢筋疲劳应力热点部位，并将所述应力热点部位作为关键截面，对所述关键截面应用钢筋应力影响面法进行纵横向最不利布载；
步骤三、在所述最不利布载中确定不同类型车荷载引起的桥梁内部受拉钢筋应力幅，并基于Miner累计损伤准则得到等效等幅应力值；
步骤四、确定应力—寿命曲线，并在所述应力—寿命曲线中根据所述等效等幅应力值确定疲劳破坏时车辆荷载计算作用次数；
步骤五、将车辆荷载实际作用次数与所述车辆荷载计算作用次数进行比值运算得到桥梁年损伤度，并根据所述桥梁年损伤度得到所述公路钢筋混凝土桥梁的工作年限；
步骤六、针对所述公路钢筋混凝土桥梁的工作年限进行判断，得到所述公路钢筋混凝土桥梁工作年限的检验结果。
上述技术方案提出的一种公路钢筋混凝土桥梁正常工作年限检验方法是基于实际车辆荷载流进行正常工作年限检验，在对公路钢筋混凝土桥梁进行正常工作年限检验时，首先，获取公路钢筋混凝土桥梁的基本参数信息和车辆荷载信息，然后，确定桥梁内部受拉钢筋疲劳应力热点部位，并将该应力热点部位作为关键截面，对关键截面应用钢筋应力影响面法，结合获取的公路钢筋混凝土桥梁的基本参数信息和车辆荷载信息进行纵横向最不利布载；接着，在最不利布载中确定不同类型车荷载引起的桥梁内部受拉钢筋应力幅，并基于Miner累计损伤准则得到等效等幅应力值；然后，按照累积损伤与作用次数之间的关系确定应力—寿命曲线，并在应力—寿命曲线中根据等效等幅应力值得到疲劳破坏时车辆荷载计算作用次数，接着再将车辆荷载实际作用次数与车辆荷载计算作用次数进行比值运算得到桥梁年损伤度，并根据桥梁年损伤度得到公路钢筋混凝土桥梁的工作年限；最后，针对公路钢筋混凝土桥梁的工作年限结合检验标准进行判断，得到公路钢筋混凝土桥梁工作年限的检验结果。
上述技术方案通过确定等效幅应力幅能够使得在根据车荷载造成的年损伤度得到公路钢筋混凝土桥梁的工作年限时，针对每种类型车荷载造成的年损伤度进行累积时简化受拉钢筋的状态数据复杂程度，从而降低出错概率，使得得到的公路钢筋混凝土桥梁的工作年限更加准确，提高公路钢筋混凝土桥梁的检验结果准确性，进而提高公路钢筋混凝土桥梁的安全保障。此外，将累积损伤与作用次数获取之后将它们之间的关系确定成应力—寿命曲线，以曲线的形式使得累积损伤与作用次数之间的关系明确体现出来，从而使得在得到等效幅应力幅时能够直接确定疲劳破坏时车辆荷载计算作用次数，不仅方便，而且准确高效。
本发明提供的一个实施例中所述基本参数信息包括：公路钢筋混凝土桥梁的材料信息、公路钢筋混凝土桥梁的细部构造信息、公路钢筋混凝土桥梁的桥跨布置信息、截面信息和公路钢筋混凝土桥梁的交通状况信息；
其中，在获取所述交通状况信息时，通过WIM车辆动态称重系统进行车辆信息统计；针对统计的车辆信息利用混合高斯模型和经典疲劳理论按照车辆类型建立车型疲劳荷载谱；将所述车型疲劳荷载谱结合蒙特卡洛法得到交通状况信息，所述WIM车辆动态称重系统包括：称重传感器、测量电路、信号处理模块和显示模块，当有车辆经过所述称重传感器的称重区域时，所述称重传感器采集所述车辆的轴信号；通过所述测量电路将所述轴信号进行放大与转换，得到离散信号；由所述信号处理称模块根据所述离散信号进行处理与计算，得到所述车辆的参数信息；通过所述显示模块对所述车辆的参数信息进行统计显示。
上述技术方案中的基本参数信息至少包括：公路钢筋混凝土桥梁的材料信息、公路钢筋混凝土桥梁的细部构造信息、公路钢筋混凝土桥梁的桥跨布置信息、截面信息和公路钢筋混凝土桥梁的交通状况信息，并且在材料信息中包括钢筋、混泥土等材料的信息，在细部构造信息中包括断面结构、配筋、保护层厚度等内部部件信息，在桥跨布置信息中包括跨径、横向梁数量等信息，在交通状况信息中包括通过的车辆类型、不同类型车荷载、不同类型车车流量等信息，在获取交通状况信息时，通过智能统计系统进行交通状况勘测，其中，在获取所述交通状况信息时，通过WIM车辆动态称重系统进行车辆信息统计；针对统计的车辆信息利用混合高斯模型和经典疲劳理论按照车辆类型建立车型疲劳荷载谱；将车型疲劳荷载谱结合蒙特卡洛法从而得到交通状况信息，WIM车辆动态称重系统中至少包括：称重传感器、测量电路、信号处理模块和显示模块，当有车辆经过时，车辆经过称重传感器的称重区域，称重传感器采集车辆的轴信号，然后通过测量电路将轴信号进行放大处理，并将放大处理后的信号经过A/D转换得到离散信号，接着信号处理称模块根据A/D采样之后的数字信号进行处理、计算得到通过车辆的参数信息，其中车辆的参数信息包括速度、重量、轴数等信息，最后通过显示模块对车辆的参数信息进行统计显示。
上述技术方案通过基本参数信息能够全面获得公路钢筋混凝土桥梁的状况，进而能够准确地对公路钢筋混凝土桥梁进行检验，并且基本参数信息越多在进行工作年限检验时考虑的越多，同时也会使得获得的公路钢筋混凝土桥梁的工作年限检验结果越准确。此外，通过WIM车辆动态称重系统不仅安装灵活，容易调试，而且还能够使用不同温度环境，从而能够使得WIM车辆动态称重系统精度更高，并且WIM车辆动态称重系统的功耗低，工作年限长，价格经济，能够有效降低成本消耗。
本发明提供的一个实施例中，所述应力热点部位包括：桥梁结构最大弯矩部位、桥梁结构最大剪力部位和桥梁结构连接构造部位；所述纵横向最不利布载是通过有限元软件对所述公路钢筋混凝土桥梁进行全桥空间分析得到的。
上述技术方案中，应力热点部位可能是桥梁结构最大弯矩部位，也可能是最大剪力部位，还可能是连接构造部位，而且在获取纵横向最不利布载时，通过有限元软件对公路钢筋混凝土桥梁进行分析，从而得到每种类型车荷载下公路钢筋混凝土桥梁在纵向上的最不利布载。
上述技术方案通过有限元软件能够能节省人为分析过程消耗的时间，从而提高每种类型车荷载下公路钢筋混凝土桥梁在纵向上的最不利布载获取效率，而且利用有限元软件或者解析算法进行分析不易出现错误，能够提高对公路钢筋混凝土桥梁进行分析过程的准确率。
本发明提供的一个实施例中，在所述最不利布载中确定不同类型车荷载引起的桥梁内部受拉钢筋应力幅，包括：
在所述最不利布载中提取每种类型车荷载下所述公路钢筋混凝土桥梁的内部构件的最大弯矩值恒载作用下的最小弯矩值；将最不利受力截面换算成疲劳验算的换算截面后，再根据所述最大弯矩值和最小弯矩值通过下述公式获得受拉钢筋的应力幅；
Figure BDA0003150474030000101
上述公式中，
Figure BDA0003150474030000102
表示第i种类型车荷载下受拉钢筋的应力幅，
Figure BDA0003150474030000103
表示惯性矩，x0表示疲劳验算时的换算截面的受压区高度，h0i表示疲劳验算时的换算截面的初始高度；
Figure BDA0003150474030000104
表示每种类型车荷载下所述公路钢筋混凝土桥梁的内部构件的最大弯矩值，
Figure BDA0003150474030000105
表示每种类型车荷载下所述公路钢筋混凝土桥梁的内部构件的最小弯矩值，
Figure BDA0003150474030000106
表示参数系数。
上述技术方案在最不利布载中确定不同类型车荷载引起的桥梁内部受拉钢筋应力幅时，首先，在最不利布载中提取每种类型车荷载下公路钢筋混凝土桥梁的内部构件的最大弯矩值和恒载作用下的最小弯矩值；然后，通过公式
Figure BDA0003150474030000107
根据最大弯矩值和最小弯矩值得到受拉钢筋的应力幅。
上述技术方案通过公式
Figure BDA0003150474030000108
表示的最大弯矩值和最小弯矩值与受拉钢筋的应力幅之间的关系能够根据最大弯矩值和最小弯矩值得到受拉钢筋的应力幅，而且还考虑到疲劳验算时的换算截面的影响，从而使得其运算过程与实际情况更加相符，从而减小计算误差，使得得到受拉钢筋的应力幅更加准确。
本发明提供的一个实施例中，所述通过应力历程换算得到等效等幅应力值，包括：通过基于Miner准则的等效等幅应力幅公式根据所述受拉钢筋应力幅获得等效幅应力幅，其中，所述等效等幅应力幅公式为：
Figure BDA0003150474030000109
其中，
Figure BDA00031504740300001010
表示等效等幅应力值，m表示应力—寿命曲线的斜率，ni表示第i种类型车的年车流量,
Figure BDA00031504740300001011
表示第i种类型车荷载下受拉钢筋的应力幅。
上述技术方案在通过应力历程换算得到等效等幅应力值过程中，基于Miner准则根据受拉钢筋应力幅得到等效幅应力幅，并且基于Miner准则，按照等效等幅应力幅公式
Figure BDA0003150474030000111
表示的规则直接根据受拉钢筋应力幅结合对应的应力—寿命曲线的斜率和每种类型车的年车流量得到等效幅应力幅。
上述技术方案通过基于Miner准则的等效等幅应力幅公式
Figure BDA0003150474030000112
Figure BDA0003150474030000113
能够达到简化的目的，使得在累积损伤计算时降低复杂程度，不仅能够降低累积损伤计算出错概率，而且还能够提高累积损伤计算效率。
本发明提供的一个实施例中，所述应力-寿命曲线反映的是累积损伤与作用次数之间的关系，而且所述应力—寿命曲线的获取方法包括：应用国内外规范资料中已有的应力—寿命曲线和将影响因素通过钢筋疲劳试验进行分析验证得到，其中，所述影响因素包括：钢种、钢筋直径、连接形式、应力幅、和应力比，所述通过钢筋疲劳试验进行分析验证包括：分别在空气中进行钢筋疲劳试验和在混凝土中进行钢筋疲劳试验，获得两类试验结果；将所述两类试验结果进行对比分析确定钢筋的应力—寿命回归曲线方程；针对所述的应力—寿命回归曲线方程进行检验回归显著性，并根据所述检验回归显著性结果进行调整后得到应力—寿命曲线。
上述技术方案中的应力—寿命曲线是累积损伤与作用次数之间的关系，可以简单应用国内外规范资料中已有的应力—寿命曲线，也可以精确地将影响因素通过钢筋疲劳试验进行分析验证得到，其中，在通过钢筋疲劳试验进行分析验证时，首先，分别在空气中进行钢筋疲劳试验以及在混凝土中进行钢筋疲劳试验，从而获得两类试验结果；然后，将试验结果进行对比分析确定钢筋的应力—寿命回归曲线方程；最后，针对确定的钢筋的应力—寿命回归曲线方程进行检验回归显著性，并根据检验回归显著性结果进行调整后得到应力—寿命曲线，而且应力—寿命回归曲线方程是关于累积损伤与作用次数的双对数表达式。
上述技术方案通过在空气中进行钢筋疲劳试验，在混凝土中进行钢筋疲劳试验以及对足尺构件进行疲劳试验使得应力—寿命曲线是根据三种钢筋疲劳试验得到的试验结果确定的，从而扩大应力—寿命曲线适用范围，使得应力—寿命曲线无论钢筋在什么环境中累积损伤与作用次数都符合，此外，通过对钢筋应力—寿命回归曲线方程进行检验回归显著性能够提高应力—寿命曲线的精确度，使得应力—寿命曲线更加准确体现累积损伤与作用次数之间的关系。
本发明提供的一个实施例中，所述将车辆荷载实际作用次数与所述车辆荷载计算作用次数进行比值运算得到桥梁年损伤度，包括：
根据所述公路钢筋混凝土桥梁的交通状况信息获取所述公路钢筋混凝土桥梁交通中车辆荷载实际作用次数；
将所述车辆荷载实际作用次数与对应的车辆荷载计算作用次数结合进行比值运算得到每种类型车荷载造成的年损伤度。
上述技术方案在将车辆荷载实际作用次数与车辆荷载计算作用次数进行比值运算得到桥梁年损伤度过程中，首先，根据公路钢筋混凝土桥梁的交通状况信息获取公路钢筋混凝土桥梁交通中车辆荷载实际作用次数，然后，按照Di＝mi/Ni将车辆荷载实际作用次数与车辆荷载计算作用次数进行比值化得到每种类型车荷载造成的年损伤度。
上述技术方案按照Di＝mi/Ni将每种类型车的车辆荷载实际作用次数与车辆荷载计算作用次数进行比值化进行确定每种类型车荷载造成的年损伤度，能够使得年损伤度体现每种类型车荷载对公路钢筋混凝土桥梁产生的影响，而且还考虑到了每种类型车的年交通量对公路钢筋混凝土桥梁产生的影响，从而使得能够通过年损伤度准确反应每种类型车对公路钢筋混凝土桥梁造成的损伤。
本发明提供的一个实施例中，根据所述桥梁年损伤度得到所述公路钢筋混凝土桥梁的工作年限，包括：
获取所述每种类型车荷载造成的年损伤度；
将所述每类车荷载造成的年损伤度按照积伤律计算得到年积伤度；
根据所述年积伤度确定工作年限，所述年积伤度与所述工作年限成反比。
上述技术方案在根据桥梁年损伤度得到公路钢筋混凝土桥梁的工作年限时，先将得到每种类型车荷载造成的年损伤度获取，然后按照积伤律通过公式K＝F(∑Di)得到年积伤度，其中，K表示年积伤度，F表示积伤律规则，Di表示每种类型车荷载造成的年损伤度；接着，根据年积伤度与工作年限成反比的关系，将年积伤度求导确定工作年限。
上述技术方案通过每种类型车荷载造成的年损伤度、年积伤度以及工作年限之间的关系能够快速根据得到的每种类型车荷载造成的年损伤度确定工作年限，而且，每种类型车荷载造成的年损伤度、年积伤度以及工作年限之间的关系简单，不涉及复杂联系，从而使得确定工作年限的过程准确且不易出错，确保了工作年限的准确性。
本发明提供的一个实施例中，针对所述公路钢筋混凝土桥梁的工作年限进行判断，得到所述公路钢筋混凝土桥梁工作年限的检验结果，包括：
将所述公路钢筋混凝土桥梁的工作年限与所述公路钢筋混凝土桥梁的使用年限标准进行判断，获得工作年限判断结果；
根据所述工作年限判断结果进行处理，当所述公路钢筋混凝土桥梁的工作年限小于所述公路钢筋混凝土桥梁的使用年限标准时，针对所述公路钢筋混凝土桥梁制定设计修改策略，并结合所述修改策略重新进行工作年限检验；当所述公路钢筋混凝土桥梁的工作年限不小于所述公路钢筋混凝土桥梁的使用年限标准时，针对所述公路钢筋混凝土桥梁进行承载能力极限状态和正常使用极限状态检验，获得状态检验结果，当所述状态检验结果通过时，完成所述公路钢筋混凝土桥梁工作年限检验，当所述状态检验结果不通过时，针对所述修改策略进行修订，并重新进行工作年限检验。
上述技术方案在针对公路钢筋混凝土桥梁的工作年限进行判断，得到公路钢筋混凝土桥梁工作年限的检验结果过程中，首先，对公路钢筋混凝土桥梁的工作年限进行判断，判断公路钢筋混凝土桥梁的工作年限是否超出该公路钢筋混凝土桥梁的使用年限标准，然后，在当公路钢筋混凝土桥梁的工作年限小于公路钢筋混凝土桥梁的使用年限标准时，对公路钢筋混凝土桥梁制定设计修改策略，并获取按照修改策略处理后的公路钢筋混凝土桥梁的基本参数信息重新进行公路钢筋混凝土桥梁工作年限检验；否则，公路钢筋混凝土桥梁的工作年限判断通过，进一步地对公路钢筋混凝土桥梁进行承载能力极限状态和正常使用极限状态检验，获得状态检验结果，如果状态检验结果通过，则完成公路钢筋混凝土桥梁工作年限检验，如果状态检验结果不通过，则针对修改策略进行修订，并根据修订后的修改策略重新工作年限检验。
上述技术方案通过将公路钢筋混凝土桥梁的工作年限与公路钢筋混凝土桥梁的使用年限标准进行判断能够使得在工作年限判断结果中及时发现公路钢筋混凝土桥梁的问题，进而及时通过制定公路钢筋混凝土桥梁制定修改策略从而公路钢筋混凝土桥梁的工作年限延长，从而确保公路钢筋混凝土桥梁的安全性。而且还在对公路钢筋混凝土桥梁进行承载能力极限状态和正常使用极限状态检验，从而及时发现公路钢筋混凝土桥梁状态异常现象，提高公路钢筋混凝土桥梁的安全保障。
本领域技术人员应当理解的是，本发明中的第一、第二仅仅指的是不同应用阶段而已。
本领域技术客户员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (7)

1.一种公路钢筋混凝土桥梁正常工作年限检验方法，其特征在于，包括：
获取公路钢筋混凝土桥梁的基本参数信息和车辆荷载信息；
确定桥梁内部受拉钢筋疲劳应力热点部位，并将所述应力热点部位作为关键截面，对所述关键截面应用钢筋应力影响面法进行纵横向最不利布载；
在所述最不利布载中确定不同类型车荷载引起的桥梁内部受拉钢筋应力幅，并基于Miner累计损伤准则得到等效等幅应力值；
确定应力—寿命曲线，并在所述应力—寿命曲线中根据所述等效等幅应力值确定疲劳破坏时车辆荷载计算作用次数；所述应力-寿命曲线反映的是累积损伤与作用次数之间的关系，而且所述应力—寿命曲线的获取方法包括：应用国内外规范资料中已有的应力—寿命曲线和将影响因素通过钢筋疲劳试验进行分析验证得到，其中，所述影响因素包括：钢种、钢筋直径、连接形式、应力幅、和应力比，所述通过钢筋疲劳试验进行分析验证包括：分别在空气中进行钢筋疲劳试验和在混凝土中进行钢筋疲劳试验，获得两类试验结果；将所述两类试验结果进行对比分析确定钢筋的应力—寿命回归曲线方程；针对所述的应力—寿命回归曲线方程进行检验回归显著性，并根据所述检验回归显著性结果进行调整后得到应力—寿命曲线；
将车辆荷载实际作用次数与所述车辆荷载计算作用次数进行比值运算得到桥梁年损伤度，并根据所述桥梁年损伤度得到所述公路钢筋混凝土桥梁的工作年限；
针对所述公路钢筋混凝土桥梁的工作年限进行判断，得到所述公路钢筋混凝土桥梁工作年限的检验结果，包括：
将所述公路钢筋混凝土桥梁的工作年限与所述公路钢筋混凝土桥梁的使用年限标准进行判断，获得工作年限判断结果；
根据所述工作年限判断结果进行处理，当所述公路钢筋混凝土桥梁的工作年限小于所述公路钢筋混凝土桥梁的使用年限标准时，针对所述公路钢筋混凝土桥梁制定设计修改策略，并结合所述修改策略重新进行工作年限检验；当所述公路钢筋混凝土桥梁的工作年限不小于所述公路钢筋混凝土桥梁的使用年限标准时，针对所述公路钢筋混凝土桥梁进行承载能力极限状态和正常使用极限状态检验，获得状态检验结果，当所述状态检验结果通过时，完成所述公路钢筋混凝土桥梁工作年限检验，当所述状态检验结果不通过时，针对所述修改策略进行修订，并重新进行工作年限检验。
2.根据权利要求1所述的公路钢筋混凝土桥梁正常工作年限检验方法，其特征在于，所述基本参数信息包括：公路钢筋混凝土桥梁的材料信息、公路钢筋混凝土桥梁的细部构造信息、公路钢筋混凝土桥梁的桥跨布置信息、截面信息和公路钢筋混凝土桥梁的交通状况信息；
其中，在获取所述交通状况信息时，通过WIM车辆动态称重系统进行车辆信息统计；针对统计的车辆信息利用混合高斯模型和经典疲劳理论按照车辆类型建立车型疲劳荷载谱；将所述车型疲劳荷载谱结合蒙特卡洛法得到交通状况信息，所述WIM车辆动态称重系统包括：称重传感器、测量电路、信号处理模块和显示模块，当有车辆经过所述称重传感器的称重区域时，所述称重传感器采集所述车辆的轴信号；通过所述测量电路将所述轴信号进行放大与转换，得到离散信号；由所述信号处理称模块根据所述离散信号进行处理与计算，得到所述车辆的参数信息；通过所述显示模块对所述车辆的参数信息进行统计显示。
3.根据权利要求2所述的公路钢筋混凝土桥梁正常工作年限检验方法，其特征在于，所述应力热点部位包括：桥梁结构最大弯矩部位、桥梁结构最大剪力部位和桥梁结构连接构造部位；所述纵横向最不利布载是通过有限元软件对所述公路钢筋混凝土桥梁进行全桥空间分析得到的。
4.根据权利要求2所述的公路钢筋混凝土桥梁正常工作年限检验方法，其特征在于，在所述最不利布载中确定不同类型车荷载引起的桥梁内部受拉钢筋应力幅，包括：
在所述最不利布载中提取每种类型车荷载下所述公路钢筋混凝土桥梁的内部构件的最大弯矩值和恒载作用下的最小弯矩值；将最不利受力截面换算成疲劳验算的换算截面后，再根据所述最大弯矩值和最小弯矩值通过下述公式获得受拉钢筋的应力幅；
Figure FDA0003504882200000031
上述公式中，
Figure FDA0003504882200000032
表示第i种类型车荷载下受拉钢筋的应力幅，
Figure FDA0003504882200000033
表示惯性矩，x0表示疲劳验算时的换算截面的受压区高度，h0i表示疲劳验算时的换算截面的初始高度；
Figure FDA0003504882200000034
表示每种类型车荷载下所述公路钢筋混凝土桥梁的内部构件的最大弯矩值，
Figure FDA0003504882200000035
表示每种类型车荷载下所述公路钢筋混凝土桥梁的内部构件的最小弯矩值，
Figure FDA0003504882200000036
表示参数系数。
5.根据权利要求4所述的公路钢筋混凝土桥梁正常工作年限检验方法，其特征在于，所述通过应力历程换算得到等效等幅应力值，包括：通过基于Miner准则的等效等幅应力幅公式根据所述受拉钢筋应力幅获得等效等幅应力值，其中，所述等效等幅应力幅公式为：
Figure FDA0003504882200000037
其中，
Figure FDA0003504882200000038
表示等效等幅应力值，m表示应力—寿命曲线的斜率，ni表示第i种类型车的年车流量,
Figure FDA0003504882200000039
表示第i种类型车荷载下受拉钢筋的应力幅。
6.根据权利要求1所述的公路钢筋混凝土桥梁正常工作年限检验方法，其特征在于，所述将车辆荷载实际作用次数与所述车辆荷载计算作用次数进行比值运算得到桥梁年损伤度，包括：
根据所述公路钢筋混凝土桥梁的交通状况信息获取所述公路钢筋混凝土桥梁交通中车辆荷载实际作用次数；
将所述车辆荷载实际作用次数与对应的车辆荷载计算作用次数结合进行比值运算得到每种类型车荷载造成的年损伤度。
7.根据权利要求6所述的公路钢筋混凝土桥梁正常工作年限检验方法，其特征在于，根据所述桥梁年损伤度得到所述公路钢筋混凝土桥梁的工作年限，包括：
获取所述每种类型车荷载造成的年损伤度；
将所述每种 类型 车荷载造成的年损伤度按照积伤律计算得到年积伤度；
根据所述年积伤度确定工作年限，所述年积伤度与所述工作年限成反比。
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