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摘要:为确保公路正常营运,汽车安全、快速的行驶,必须加强对桥梁的检测与维护,公路桥梁作为公路交通的重要组成部分,其质量优劣决定公路交通是否能安全可靠。如何对这些公路上的桥梁的承载力作出正确的判断,进而决定是否利用或加固也就显得非常重要,笔者简述了桥梁检测理论与应用。
关键词:桥梁检测 理论 应用
中图分类号:U44 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)06(a)-0026-01
桥梁检测评估的重要方法是对桥梁结构进行现场检测试验,通过检测桥梁的强度和桥梁在荷载作用下的静、动反映,再通过对这些反映进一步理论分析和计算,即可确定桥梁结构的动静态参数,从而对桥梁的动力性能和承载能力做出准确评估。桥梁检测是进行桥梁养护、维护和加固的前期工作,是决定维修和加固方案可行性和正确与否的可靠基础。其目的在于:通过桥梁的技术状况、缺陷和损伤进行全面、细致、深入地现场检查,查明缺陷或潜在的和损伤的性质、所在的部位、严重程度及发展趋势,弄清产生缺陷、发生损伤的原因,以便能分析、评价缺陷和损伤对桥梁质量及承载能力产生的影响,并为桥梁加固和改造设计提供具体技术资料。下面针对桥梁检测理论与应用作以阐述。
1 桥梁检测的理论
桥梁刚度是一个变量,桥梁刚度变化受诸多因素得影响:如早期设计荷载较低、车辆超载、混凝土得徐变,受拉钢筋得松弛等。阻尼是确定桥梁振动的重要动力参数之一,阻尼消耗能量,使桥梁振动减弱,对桥梁是有利的。桥梁阻尼可分为固有阻尼和外加阻尼。固有阻尼主要由材料的内阻尼、摩擦阻尼和其他阻尼构成。桥梁振动过程中,通常用振动的能量消耗率来表示结构阻尼的强弱。桥梁的振型、刚度、阻尼比公式如下。
(1)桥梁的振型与时间和位置有关,是时间和位置的函数。
(2)桥梁的刚度与频率的平方成正比。
(3)在工程实践中一般只采取一阶振型,忽略阻尼。
2 桥梁检测评估体系研究
因为公路桥梁的数量大分布面广,检测工作量浩大,不可能全面同等检测。必须首先对运营期长、社会重要性高、先天或后天结构缺损严重、交通繁重、绕行线路不足的桥梁优先给予检测。采用模糊分离的方法,对桥的规定指标用模糊分级进行评分,并加权总和。
2.1 《公路养护技术规范》(JTJ073-96)综合评定法
2.2 综合评定法的算式
式中:为全桥技术状况评分(0～100),高分表示桥梁技术状况好;
为按下表方法对各部件评定标度(0～5);对于标度的定量描述为桥梁技术状况,分为四类五种;
为桥梁各部件权重。
2.3 桥梁技术状况评定标准(表1)
2.4 综合评定分类界限
≥88 一类桥梁—— 好
88≥60 二类桥梁—— 较好
60≥40 三类桥梁—— 差
40 四类桥梁—— 危桥
当桥梁的≥60时,不排除其中有评定标度≥3d的部件,仍有维修的需求。
3 桥梁承载能力评定
对桥梁检测最直接的检验方法就是桥梁的荷载试验。通过荷载试验可以更加准确的评价桥梁的工作状态。桥梁的荷载试验的任务是根据试验目的和要求来确定。一般地说,桥梁荷载试验的主要任务如下。
3.1 确定桥梁结构的的承载力及营运条件
(1)对于重要的桥梁结构,除在设计阶段进行必要项目的试验研究外,通常在桥梁的建成竣工后,通过荷载试验来鉴定桥梁结构的质量和运营条件,分析判断桥梁的实际承载能力。
(2)对于需要改建或加固的桥梁,通过荷载试验可以进一步提供桥梁改造技术的依据,尤其是对缺少设计资料的旧桥。
(3)对于新型桥梁及运用新材料、新工艺的复杂桥梁结构,通过系统的荷载试验,可以了解和掌握结构在荷载作用下的实际受力状态,验证结构计算图式,并探索具有普遍意义的规律,为充实和发展桥梁结构的计算理论和施工工艺积累科学资料。
3.2 分析桥梁的病害原因及其变化规律
对于遭受到洪水、冰冻、地震、撞击、河床挖坑或冲刷而损伤的桥梁结构,或在桥梁建造或使用期间发现有严重缺陷,如过大的变形或裂缝等,常通过桥梁荷载试验进行综合分析研究,提出合理的整治方案和养护措施。
3.3 检验桥梁结构的内在质量
对新型桥梁或加固、改建桥梁进行竣工验收鉴定,以对桥梁结构整体受力性能能否达到设计文件和规范的要求做出评价,检验预期的设计效果。
经过荷载试验的桥梁,应根据整理的试验资料分析结构的工作状况,进一步评定桥梁的承载能力,为新建桥梁验收做出鉴定结论,或作为旧桥承载力鉴定见算的依据,并纳入桥梁承载能力鉴定报告和桥梁承载能力鉴定表。
4 结语
公路检测中必须首先对运营期长、社会重要性高、先天或后天结构缺损严重、交通繁重、绕行线路不足的桥梁优先给予检测,我国桥梁检测主要采用模糊分离的方法。本文对《公路养护技术规范》综合评定法、桥梁承载能力评定等桥梁检测方法做了详细的介绍和概括。对桥梁整体到各体组成的评定情况作出了论述,提出了在桥梁检测过程中需要评定的指标。
①作者简介:徐立东(1970,9,26—)男,蒙古族,辽宁省阜新市,副高级工程师,研究生,公路工程施工与管理。
关键词:桥梁检测 理论 应用
中图分类号:U44 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)06(a)-0026-01
桥梁检测评估的重要方法是对桥梁结构进行现场检测试验,通过检测桥梁的强度和桥梁在荷载作用下的静、动反映,再通过对这些反映进一步理论分析和计算,即可确定桥梁结构的动静态参数,从而对桥梁的动力性能和承载能力做出准确评估。桥梁检测是进行桥梁养护、维护和加固的前期工作,是决定维修和加固方案可行性和正确与否的可靠基础。其目的在于:通过桥梁的技术状况、缺陷和损伤进行全面、细致、深入地现场检查,查明缺陷或潜在的和损伤的性质、所在的部位、严重程度及发展趋势,弄清产生缺陷、发生损伤的原因,以便能分析、评价缺陷和损伤对桥梁质量及承载能力产生的影响,并为桥梁加固和改造设计提供具体技术资料。下面针对桥梁检测理论与应用作以阐述。
1 桥梁检测的理论
桥梁刚度是一个变量,桥梁刚度变化受诸多因素得影响:如早期设计荷载较低、车辆超载、混凝土得徐变,受拉钢筋得松弛等。阻尼是确定桥梁振动的重要动力参数之一,阻尼消耗能量,使桥梁振动减弱,对桥梁是有利的。桥梁阻尼可分为固有阻尼和外加阻尼。固有阻尼主要由材料的内阻尼、摩擦阻尼和其他阻尼构成。桥梁振动过程中,通常用振动的能量消耗率来表示结构阻尼的强弱。桥梁的振型、刚度、阻尼比公式如下。
(1)桥梁的振型与时间和位置有关,是时间和位置的函数。
(2)桥梁的刚度与频率的平方成正比。
(3)在工程实践中一般只采取一阶振型,忽略阻尼。
2 桥梁检测评估体系研究
因为公路桥梁的数量大分布面广,检测工作量浩大,不可能全面同等检测。必须首先对运营期长、社会重要性高、先天或后天结构缺损严重、交通繁重、绕行线路不足的桥梁优先给予检测。采用模糊分离的方法,对桥的规定指标用模糊分级进行评分,并加权总和。
2.1 《公路养护技术规范》(JTJ073-96)综合评定法
2.2 综合评定法的算式
式中:为全桥技术状况评分(0～100),高分表示桥梁技术状况好;
为按下表方法对各部件评定标度(0～5);对于标度的定量描述为桥梁技术状况,分为四类五种;
为桥梁各部件权重。
2.3 桥梁技术状况评定标准(表1)
2.4 综合评定分类界限
≥88 一类桥梁—— 好
88≥60 二类桥梁—— 较好
60≥40 三类桥梁—— 差
40 四类桥梁—— 危桥
当桥梁的≥60时,不排除其中有评定标度≥3d的部件,仍有维修的需求。
3 桥梁承载能力评定
对桥梁检测最直接的检验方法就是桥梁的荷载试验。通过荷载试验可以更加准确的评价桥梁的工作状态。桥梁的荷载试验的任务是根据试验目的和要求来确定。一般地说,桥梁荷载试验的主要任务如下。
3.1 确定桥梁结构的的承载力及营运条件
(1)对于重要的桥梁结构,除在设计阶段进行必要项目的试验研究外,通常在桥梁的建成竣工后,通过荷载试验来鉴定桥梁结构的质量和运营条件,分析判断桥梁的实际承载能力。
(2)对于需要改建或加固的桥梁,通过荷载试验可以进一步提供桥梁改造技术的依据,尤其是对缺少设计资料的旧桥。
(3)对于新型桥梁及运用新材料、新工艺的复杂桥梁结构,通过系统的荷载试验,可以了解和掌握结构在荷载作用下的实际受力状态,验证结构计算图式,并探索具有普遍意义的规律,为充实和发展桥梁结构的计算理论和施工工艺积累科学资料。
3.2 分析桥梁的病害原因及其变化规律
对于遭受到洪水、冰冻、地震、撞击、河床挖坑或冲刷而损伤的桥梁结构,或在桥梁建造或使用期间发现有严重缺陷,如过大的变形或裂缝等,常通过桥梁荷载试验进行综合分析研究,提出合理的整治方案和养护措施。
3.3 检验桥梁结构的内在质量
对新型桥梁或加固、改建桥梁进行竣工验收鉴定,以对桥梁结构整体受力性能能否达到设计文件和规范的要求做出评价,检验预期的设计效果。
经过荷载试验的桥梁,应根据整理的试验资料分析结构的工作状况,进一步评定桥梁的承载能力,为新建桥梁验收做出鉴定结论,或作为旧桥承载力鉴定见算的依据,并纳入桥梁承载能力鉴定报告和桥梁承载能力鉴定表。
4 结语
公路检测中必须首先对运营期长、社会重要性高、先天或后天结构缺损严重、交通繁重、绕行线路不足的桥梁优先给予检测,我国桥梁检测主要采用模糊分离的方法。本文对《公路养护技术规范》综合评定法、桥梁承载能力评定等桥梁检测方法做了详细的介绍和概括。对桥梁整体到各体组成的评定情况作出了论述,提出了在桥梁检测过程中需要评定的指标。
①作者简介:徐立东(1970,9,26—)男,蒙古族,辽宁省阜新市,副高级工程师,研究生,公路工程施工与管理。