桥梁的承载力

本文格式为Word版，下载可任意编辑——桥梁的承载力

浅谈桥梁承载力蜕变理论及其应用

浅谈桥梁承载力蜕变理论及其应用提出了桥梁承载力蜕变理论，并将该理论概括为4个阶段：承载力耗散阶段、承载力衰变阶段、承载力溃损阶段和承载力提升阶段；

对各阶段的科学定义、性态特征、影响因素、效应度量、构模体系及量化分析作了概化，可为已成桥的技术评价和改造利用供给理论依据与应用借鉴.摘要：

桥梁工程；

承载力蜕变理论；

概化；

耗散；

衰变；

溃损前言：在现有路网中，旧桥为数众多，旧桥承载力的评价和维护改造是道路运营管理过程中的重要环节.按现有桥梁承载力评定程序和方法，需要对待评的大量桥梁逐一进行加载测试，工作量巨大，不但难以有效实现且费用昂贵.要客观而切实地对桥梁承载力举行评定，务必全面科学地建树桥梁承载力的理念.所谓桥梁承载力是指桥梁在服役期限内某一考察时刻对使用功能荷载和环境苦难性荷载的综合承受与抗拒才能.由此，定义了桥梁在服役期限内不同时刻有不同的承载力，即承载力遵循着随使用年限而逐步衰变的总体变化趋势；

但若在某一时刻对桥梁实施技术改造，以使其布局性能得以改善和巩固，那么桥梁承载力将在改造后相应获得提升.总之，桥梁承载力将随时间历经增减变化的过程和趋势.这种变化我们可以用“蜕变”来加以概化.因此，桥梁由建成投入运营直至加固维护和最终退役全过程承载力的变化理论，可统称为“桥梁承载力蜕变理论”.新桥建成，按设计要求旨意，将具有较多的安好储蓄，也即具有富裕的承载力，但随着使用年限的延移，将开头呈现明显病态，在这长过程中，富裕的承载力被消耗掉了，我们称这个区段为“承载力耗散阶段”；

自桥梁展现病害直至旧危桥，对安好营运构成要挟之前的这个阶段，称为“承载力衰变阶段”；

当桥梁在使用功能荷载或环境苦难性荷载协迫下，流失布局承载功能，或从根本上变更桥梁布局体系而成为危形布局，导致严重破坏或垮塌的这个短暂阶段，称为“承载力溃损阶段”；

当对旧桥为得志使用要求，加以再利用，而举行技术加固、维护或改造，从而提高了原桥的承载力，将这个阶段称为“承载力提升阶段”.基于以上的概化分析，将“桥梁承载力蜕变理论”的蜕变轨迹划分为以下4个阶段：即①承载力耗散阶段；

②承载力衰变阶段；

③承载力溃损阶段；

④承载力提升阶段.1承载力耗散阶段1.1承载力耗散的定义桥梁新建后投入营运，至开头展现宏观的、可洞察其明显损伤病害之前临界的这个阶段，将安好度取值较高、偏于丰饶的承载力被“消耗”掉，称这个阶段为“承载力耗散阶段”.1.2耗散阶段桥梁的性态特征新桥建成后，在较长的营运过程，桥梁性态一般较为良好，变形小、行车平稳舒适，随着使用年限的增加，桥梁的良好使用性态将逐步减退，主要表现在布局变形逐步增加，位移加大，内部缺陷扩展，动力效应加剧，悬吊桥梁体系出现张驰不均衡现象.使桥梁主要承力构件强度降低.由于这些性态蜕变而影响到行车和使用的舒适性.随着上述性态的变异，将促使桥梁病害的形成和加剧.从而使丰饶的承载力逐步被耗散掉.1.3承载力耗散的影响因素影响承载力耗散的因素较多，而且也较为繁杂，难以定量描述.其因素既有布局本身理由，也有来至环境的影响，既有设计施工材料前期缺陷，也有维护管理后期影响.概括起来由以下因素确定：

1）构件早期内部缺陷及其进展；

2）重复荷载疲乏累计效应；

3）砼收缩徐变效应；

4）水、温、气环境腐蚀效应；

5）超负荷使用或管理维护不善等.2承载力衰变阶段2.1承载力衰变的定义继桥梁承载力耗散至富裕承载力趋于耗尽之临界，再继续蜕变，那么桥梁由于累计损伤，而显现出明显的病害特征，因此，赋予桥梁承载力衰变的定义是：桥梁开头展现可宏观直觉的病害特征，到逐步衰变，直至老旧破损、使用功能趋于防备状态的这个阶段称为“承载力衰变阶段”.2.2承载力衰变的主要特征2.2.1承载力衰变的外部特征桥梁病害的加剧是承载力衰变的外部特征.由于桥梁损伤的积累与超负荷运行，由于外部环境对桥梁的严重侵蚀，使得桥梁承力的主要构件裂缝扩展，砼碳化和钢筋锈蚀加剧，从而表现出桥梁衰变的外部特征.2.2.2承载力衰变的力学行为特征桥梁衰变的力学行为特征是：桥梁整体或主要承力构部件产生较大的位移和变形，操纵截面承受应力极限有明显的降低，展现了难以恢复的挠度和变位，桥梁动力效应显著，以至引起构件局部受力体系的变更等等.2.2.3承载力衰变的使用效能特征当桥梁处在承载力衰变过程，在营运中将明显地影响行车的舒适性，桥梁振动加剧，使行车速率、载重量、车辆通行才能将受到较大影响，严重者将危及行车的安好性.2.3承载力衰变的主要影响因素引起桥梁承载力衰变的主要因素有：

1）砼裂缝的扩展；

2）砼碳化与剥落；

3）钢筋锈蚀加剧；

4）钢筋砼粘结抗拨力减退；

5）承力构件损伤与变形；

6）石料风化、脱落与错位；

7）悬吊体系腐蚀、松驰与老化等.3承载力溃损阶段3.1承载力溃损的定义桥梁布局趋于危形体系或邻近破坏垮塌，流失承载作用的非安好极限状态的短暂阶段，称为“承载力溃损阶段”.处于承载力溃损阶段的桥梁是已经发生局部事故或邻近重大事故的边缘，或已展现急发事故的前兆期，无论何种状况均是特别危害的阶段.3.2桥梁溃损的形成条件及表现特征3.2.1承重布局体系变更体系变更是导致桥梁溃损垮塌的危害状态，分述如下：

1）杆系布局4铰体系的形式：如3铰拱式体系，因砼施工分期浇筑，在使用中某些刚性接头位置展现塑性铰，变为4铰危形体系.2）静定布局局部承压杆件的破坏：如静定桁架体系，其中只要有一杆流失作用，那么变成可变布局而垮塌.3）悬吊中、下承式系杆拱拉杆断裂，这种系杆拱式体系，由于系杆断裂会导致桥梁局部或整体垮塌.4）梁式或拱式体系受弯性态的蜕变：梁式体系受弯状态的变更、拱式体系拱上承重荷载的突变，都将导致布局弯曲性态极大变更，甚至展现垮塌事故.4承载力提升阶段4.1承载力提升的定义对尚未展现桥梁溃损以前的旧桥衰变期，通过承载力评定及加固维护技术实施，从而提高其布局使用性能，对旧危桥的再利用阶段称为“承载力提升阶段”.4.2承载力提升原理及可能性4.2.1承载力提升原理当桥梁布局对使用功能荷载、抗御各种苦难性荷载的承受才能缺乏或安好程度不够时，那么务必提升其承载力.承载力提升的原理是巩固与提高布局整体的刚度、强度与稳定性，达成足以承受交通负荷需求和抗拒各种环境苦难破坏的综合才能.4.2.2承载力提升的可能性布局设计不成能对各构部件做到等强度和等刚度.使其主要各承力和传力片面总会呈现性态不同的薄弱部位，对薄弱部位的加强是必要和可能的，其可能的加强方式主要有：

①增大构件截面尺寸；

②加强和变更断面型式；

③变更布局体系；

④巩固构部件联系，加强布局整体刚度；

⑤调整布局自重、使应力和变形趋于合理分布等等.4.3承载力提升的策略步骤1）对不同体系利用程度及巩固部位的布局分析；

2）以使用性能为目标对备用加固方案的自动生成；

3）综合考虑使用功能与环境因素对方案的优选评价；

4）加固工程数量、材料及费用模型的生成与量化.4.4承载力提升效果的判定与预料对加固改造后桥梁承载力的实际提升效果务必跟踪测评，举行布局分