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摘要: 目前,评定桥梁结构承载力主要采用静载试验和动载试验相结合的方法。但是静载试验准备周期长、桥下工作量大,试验评定效率较低。而动载试验只能在一定程度上反映结构的整体刚度,不能定量评定桥梁结构的承载力。为此,本文在提出几种快速评定桥梁承载力的方法基础上,着重分析裂缝特征和桥梁承载力关系，提出通过挠度裂缝高度评定桥梁承载力。建立了一种快速可行的承载力评定方法。
关键词：梁桥裂缝特征快速评定
中图分类号： TV543+.6文献标识码：A 文章编号：
一、桥梁承载力评定现状
现有评定方法：
(1)、根据外观检查结果进行直接评定。(2)、结合外观检查与分析计算相结合的评定。(3)、实桥荷载试验进行评定。
(一)、根据外观检查结果进行直接评定。
（1）、评定的标准，即技术状况的分类分级
我国公路桥梁技术状况检测分五类：
一类（完好、良好），保养；
二类（较好），小修；
三类（较差），中修，酌情交通管制；
四类（差的），大修和改造，限载限速；
五类（危险），重建或改建，关闭交通。
（2）、公路桥涵评定程序
先对桥梁各部件进行检查与评定根据桥梁部件的缺损程度（大小、多少或轻重）；缺损对结构使用功能影响程度（无、小、大）；缺损发展变化状况（趋向稳定、发展缓慢、发展较快）等三个方面，以累积评分方法对各部件缺损状况作出等级评定。重要部件（如墩台与基础、上部承重构件等）以其中最严重的构件评分；其他构件根据多数构件缺损状况评分。
（3）、公路桥涵评定方法与适用范围：
1、采用外观检查，根据检查结果按规范进行评定。
2、适用于所有已建成的公路桥梁；以及养护维修的桥梁，使其达到正常使用状况。
(二)、外观检查与分析计算相结合方法
（1）、公路桥涵外观检查结果评定方法的基本原理：
桥梁使用性能及承载能力的状况可通过桥梁各部件的外观现象可以反映出来。
（2）、对各部件（桥面系、上部结构、下部结构、支座、基础等）的基本构件的外观现象（如缺陷、裂缝及位移过大等）进行检查。
（3）、对各部件外观的缺损，根据部件的重要性，定出权重，用综合评定公式计算。
(三)、荷载试验进行评定
对于精确评定桥梁结构承载力主要采用静载试验和动载试验相结合的方法。通过静载试验,测量桥梁结构的应变和挠度,并与相应的理论计算结果进行比较得到校验系数,进一步计算结构承载力来判断其安全性。
通过动载跑车试验或跳车试验,测量桥梁结构的频率、阻尼以及冲击系数,比较实测值与理论值之间的关系,评定桥梁结构整体刚度和整体受力性能。
二、现有桥梁承载力评定方法存在的问题
1、静载试验
准备周期长、桥下工作量大,尤其遇到深水或峡谷环境时,静载试验难度更大,试验评定效率较低。而动载试验只能在一定程度上反映结构的整体刚度,不能定量评定桥梁结构的承载力。为此,许多机构致力于研究快速评定桥梁结构承载力的方法。
在检算要点、检算方法等方面规定的过于原则，造成检算人员对不同桥型易在计算模式选取和边界条件处理等方面会产生不同的理解，可能会导致检算结果不同。
尽管荷载试验鉴定比较直观，荷载试验耗时长、费用高，对交通影响大
外观检查
外观检查的结果有很大的主观性，且只可以大致评定桥梁运营状况等级，不能评定其承载力。
专家系统评定，对人员的素质、经验等要求较高，且不易得出具说服力的承载力。
三、几种桥梁承载力快速评定方法
1、针对静载实验加载工况复杂，隔断交通的缺点，提出较小加载吨位和慢速行驶的拟静态校验系数法。此种方法对新设备要求高，测量应变和挠度应更精确。理论上应更完善，研究拟静态校验系数与承载力关系。
2、基于光纤光栅传感器的快速评定方法。应用于施工监控时安装光纤传感器的大中桥，省却安装传感器的麻烦。
3、目前,对于快速评定桥梁结构承载力主要是外观检查与分析计算相结合。
四、基于裂缝特征的桥梁承载力快速评定方法
（一）、公路桥涵外观检查与分析计算结合评定方法的基本原理：
1、桥梁使用性能及承载能力的状况可通过桥梁各部件的外观现象可以反映出来。
2、对各部件（桥面系、上部结构、下部结构、支座、基础等）的基本构件的外观现象（如缺陷、裂缝及位移过大等）进行检查。
3、对各部件外观的缺损，尤其是裂缝的发展、分布、宽度、高度等进行观测和分析。
4、通过小梁的破坏性荷载试验,对裂缝的宽度、高度、间距、数量等相关参数进行统计,整理得到最大裂缝宽度与受弯承载率(当前状态下弯矩值M与结构极限承载弯矩值Mu的比值)之间的关系。
5.试验结果分析：
当受弯承载率小于0·5时,裂缝高度增长较快,裂缝高度基本超过了0·5倍梁高;当受弯承载率0.5-1时,裂缝高度增长较为缓慢,说明梁整体处于塑性阶段,开始破坏。当受弯承载率大于1时,各曲线对应的横坐标均值在0·75左右,这与理论分析的结果非常相近。
6.总结
（1）本方法适用于钢筋混凝土简支梁式结构桥梁的承载能力快速评定,对钢筋混凝土T形截面简支梁桥的检测中应用中对承载能力进行了初步判断,与荷载试验结果较为吻合,可以证明本文方法的正确性,可用于桥梁的快速检测评估。
由上面分析知道，此方法结合了单纯外观检查快而粗，分析计算慢而细的的特点，使结果有比较高的准确率和可信度的情况下，较大的提高了承载力评定的速度，不失为一种较理想的快速评定方法。
（3）评定的主要指标和依据是裂缝，裂缝和混凝土、钢筋应力相应，和承载力的关系正相关，比较容易为技术人员接受。
五、结语和几点思考
1、是否可以将挠度的影响计入其中，结果会更加精确。
2、裂缝的测量比较困难，特别是微裂缝测量。微裂缝的测量，对测量精度提出了更高的要求。需要更精密、更准确的新设备。
3、是否可对实验桥梁进行有限元模型分析，进行分级加载，分析应力图、模拟裂缝的产生，以进行校核。
六、参考文献
[1] Matos J C E, Casas J R, Figueiras J. A new methodology for damage assessment of bridges through instrumentation:application to the Sorraia River Bridge[J].Structure and Infrastructure Engineering, 2005
[2]袁万城,崔飞,张启伟.桥梁健康监测与状态评估的研究现状与发展[J].同济大学学报,1999
[3]李本海,张序君.分类问题的模糊决策分析[J].模糊系统与数学
作者简介：
1.張焕涛（1988-）男，汉族，山东泰安人，长安大学公路学院，桥梁与隧道专业专业，2011级硕士研究生；
2.杨坤（1988-）男，汉族，河南信阳人，长安大学公路学院，桥梁与隧道专业专业，2011级硕士研究生。
关键词：梁桥裂缝特征快速评定
中图分类号： TV543+.6文献标识码：A 文章编号：
一、桥梁承载力评定现状
现有评定方法：
(1)、根据外观检查结果进行直接评定。(2)、结合外观检查与分析计算相结合的评定。(3)、实桥荷载试验进行评定。
(一)、根据外观检查结果进行直接评定。
（1）、评定的标准，即技术状况的分类分级
我国公路桥梁技术状况检测分五类：
一类（完好、良好），保养；
二类（较好），小修；
三类（较差），中修，酌情交通管制；
四类（差的），大修和改造，限载限速；
五类（危险），重建或改建，关闭交通。
（2）、公路桥涵评定程序
先对桥梁各部件进行检查与评定根据桥梁部件的缺损程度（大小、多少或轻重）；缺损对结构使用功能影响程度（无、小、大）；缺损发展变化状况（趋向稳定、发展缓慢、发展较快）等三个方面，以累积评分方法对各部件缺损状况作出等级评定。重要部件（如墩台与基础、上部承重构件等）以其中最严重的构件评分；其他构件根据多数构件缺损状况评分。
（3）、公路桥涵评定方法与适用范围：
1、采用外观检查，根据检查结果按规范进行评定。
2、适用于所有已建成的公路桥梁；以及养护维修的桥梁，使其达到正常使用状况。
(二)、外观检查与分析计算相结合方法
（1）、公路桥涵外观检查结果评定方法的基本原理：
桥梁使用性能及承载能力的状况可通过桥梁各部件的外观现象可以反映出来。
（2）、对各部件（桥面系、上部结构、下部结构、支座、基础等）的基本构件的外观现象（如缺陷、裂缝及位移过大等）进行检查。
（3）、对各部件外观的缺损，根据部件的重要性，定出权重，用综合评定公式计算。
(三)、荷载试验进行评定
对于精确评定桥梁结构承载力主要采用静载试验和动载试验相结合的方法。通过静载试验,测量桥梁结构的应变和挠度,并与相应的理论计算结果进行比较得到校验系数,进一步计算结构承载力来判断其安全性。
通过动载跑车试验或跳车试验,测量桥梁结构的频率、阻尼以及冲击系数,比较实测值与理论值之间的关系,评定桥梁结构整体刚度和整体受力性能。
二、现有桥梁承载力评定方法存在的问题
1、静载试验
准备周期长、桥下工作量大,尤其遇到深水或峡谷环境时,静载试验难度更大,试验评定效率较低。而动载试验只能在一定程度上反映结构的整体刚度,不能定量评定桥梁结构的承载力。为此,许多机构致力于研究快速评定桥梁结构承载力的方法。
在检算要点、检算方法等方面规定的过于原则，造成检算人员对不同桥型易在计算模式选取和边界条件处理等方面会产生不同的理解，可能会导致检算结果不同。
尽管荷载试验鉴定比较直观，荷载试验耗时长、费用高，对交通影响大
外观检查
外观检查的结果有很大的主观性，且只可以大致评定桥梁运营状况等级，不能评定其承载力。
专家系统评定，对人员的素质、经验等要求较高，且不易得出具说服力的承载力。
三、几种桥梁承载力快速评定方法
1、针对静载实验加载工况复杂，隔断交通的缺点，提出较小加载吨位和慢速行驶的拟静态校验系数法。此种方法对新设备要求高，测量应变和挠度应更精确。理论上应更完善，研究拟静态校验系数与承载力关系。
2、基于光纤光栅传感器的快速评定方法。应用于施工监控时安装光纤传感器的大中桥，省却安装传感器的麻烦。
3、目前,对于快速评定桥梁结构承载力主要是外观检查与分析计算相结合。
四、基于裂缝特征的桥梁承载力快速评定方法
（一）、公路桥涵外观检查与分析计算结合评定方法的基本原理：
1、桥梁使用性能及承载能力的状况可通过桥梁各部件的外观现象可以反映出来。
2、对各部件（桥面系、上部结构、下部结构、支座、基础等）的基本构件的外观现象（如缺陷、裂缝及位移过大等）进行检查。
3、对各部件外观的缺损，尤其是裂缝的发展、分布、宽度、高度等进行观测和分析。
4、通过小梁的破坏性荷载试验,对裂缝的宽度、高度、间距、数量等相关参数进行统计,整理得到最大裂缝宽度与受弯承载率(当前状态下弯矩值M与结构极限承载弯矩值Mu的比值)之间的关系。
5.试验结果分析：
当受弯承载率小于0·5时,裂缝高度增长较快,裂缝高度基本超过了0·5倍梁高;当受弯承载率0.5-1时,裂缝高度增长较为缓慢,说明梁整体处于塑性阶段,开始破坏。当受弯承载率大于1时,各曲线对应的横坐标均值在0·75左右,这与理论分析的结果非常相近。
6.总结
（1）本方法适用于钢筋混凝土简支梁式结构桥梁的承载能力快速评定,对钢筋混凝土T形截面简支梁桥的检测中应用中对承载能力进行了初步判断,与荷载试验结果较为吻合,可以证明本文方法的正确性,可用于桥梁的快速检测评估。
由上面分析知道，此方法结合了单纯外观检查快而粗，分析计算慢而细的的特点，使结果有比较高的准确率和可信度的情况下，较大的提高了承载力评定的速度，不失为一种较理想的快速评定方法。
（3）评定的主要指标和依据是裂缝，裂缝和混凝土、钢筋应力相应，和承载力的关系正相关，比较容易为技术人员接受。
五、结语和几点思考
1、是否可以将挠度的影响计入其中，结果会更加精确。
2、裂缝的测量比较困难，特别是微裂缝测量。微裂缝的测量，对测量精度提出了更高的要求。需要更精密、更准确的新设备。
3、是否可对实验桥梁进行有限元模型分析，进行分级加载，分析应力图、模拟裂缝的产生，以进行校核。
六、参考文献
[1] Matos J C E, Casas J R, Figueiras J. A new methodology for damage assessment of bridges through instrumentation:application to the Sorraia River Bridge[J].Structure and Infrastructure Engineering, 2005
[2]袁万城,崔飞,张启伟.桥梁健康监测与状态评估的研究现状与发展[J].同济大学学报,1999
[3]李本海,张序君.分类问题的模糊决策分析[J].模糊系统与数学
作者简介：
1.張焕涛（1988-）男，汉族，山东泰安人，长安大学公路学院，桥梁与隧道专业专业，2011级硕士研究生；
2.杨坤（1988-）男，汉族，河南信阳人，长安大学公路学院，桥梁与隧道专业专业，2011级硕士研究生。