公路橋梁承載能力四種評估方法
公路橋梁承載能力評估方法目前主要分為:外觀調(diào)查法、荷載試驗法、規(guī)范檢算法和可靠度分析法。
1.外觀調(diào)查法 我國采用的外觀檢測方法是根據(jù)交通部頒布的《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》(JTGH11-2015)所規(guī)定的內(nèi)容,對在役橋梁進行檢測,通常分為經(jīng)常性檢查、定期性檢查以及特殊檢查。 通過對在役橋梁詳細的外觀檢查和無損傷測試,根據(jù)我國頒布的《公路橋梁技術(shù)狀況評定標準》(JTG/T H-2011)對在役橋梁進行評判標度。該評定標準將實橋的現(xiàn)有狀態(tài)劃為5類等級——整體完好(1類)、輕微病害(2類)、部分損壞(3類)、主體結(jié)構(gòu)損傷(4類)、承載力喪失(5類)。并將橋梁整體劃為多個部件,根據(jù)橋梁部件當(dāng)前的損壞程度,服務(wù)性能及潛在病害等方面的狀況,對橋梁各類部件分別進行鑒定,其分數(shù)閾值在0~5之間。然后根據(jù)橋梁構(gòu)件的評分情況確定其對應(yīng)的等級。 針對評測之后的橋梁狀況,分別采取不同措施的養(yǎng)護維修:1類進行正常保養(yǎng);2類采取小修;3類則實施交通限制并進行中修;4類要對其大修或改造,情況嚴重時需關(guān)閉交通;5類必須通過結(jié)構(gòu)加固或拆除新建,并立即封閉交通。 2.荷載試驗法 荷載試驗是描述橋梁實際狀況最直觀的一種方法,該方法是根據(jù)預(yù)先制定的試驗方案對結(jié)構(gòu)構(gòu)件試驗之后的性能狀況進行觀測,并對測量的參數(shù)(如應(yīng)力、位移、頻率、振幅等)與理論計算結(jié)果進行比較,以便了解橋梁的實際運營狀況,客觀地對橋梁整體的使用性能和結(jié)構(gòu)的承載力進行評價及其剩余使用壽命作出預(yù)測。橋梁的試驗方案通常包括靜載試驗和動載試驗。靜力荷載試驗用于對橋梁結(jié)構(gòu)進行現(xiàn)場試驗分析,而動載試驗則作為靜力試驗一種輔助手段來補充和完善靜力試驗方案。 靜載試驗法具有可行性強等特點,多用于新橋的竣工驗收或在無法判明橋梁的運營狀況和承載力性能情況下的評測工作,但是采用靜載試驗的方法動用大量的人力物力,成本較高,試驗周期較長,在實驗過程中還有可能引起橋梁構(gòu)件的嚴重損傷,影響正常交通,因而難以普及。與靜載實驗相比,動載實驗規(guī)模較小、花費資金少、試驗周期短、操作簡單便捷。然而動載試驗在應(yīng)用過程中存在一定的局限性,由于動力測試水平相對較低,使得在試驗中測得的相應(yīng)數(shù)據(jù)與理論計算的數(shù)據(jù)有較大偏差,達不到規(guī)定的精度要求。
3.規(guī)范檢算法 規(guī)范檢算法是基于橋規(guī)而制定的,根據(jù)構(gòu)件的材質(zhì)性能、結(jié)構(gòu)的形狀大小、邊界支承條件、外觀缺損程度、交通荷載量的大小,按照橋梁的力學(xué)計算數(shù)值來分析評定其承載力。這一評定標準結(jié)合了理論計算、現(xiàn)場結(jié)構(gòu)測試結(jié)果和實際工程實踐等方面的內(nèi)容,經(jīng)過完善,該法已經(jīng)被推廣到橋梁評估的各個領(lǐng)域。 規(guī)范檢算方法通過考慮橋梁的實際狀況,并結(jié)合橋梁原有的設(shè)計、施工、養(yǎng)護及現(xiàn)場檢測資料,基于規(guī)范理論,運用計算分析的方法來對橋梁當(dāng)前的運營狀況作出評判。該方法采用理論計算公式對橋梁的實際承載能力和運營狀況進行定量化分析,能夠得到相對準確的評估結(jié)論。采用檢算,不僅可以鑒別橋梁能否滿足現(xiàn)有荷載狀態(tài)的承載力要求,并且還可以對橋梁的潛在承載力性能作出辨別。但該方法在實際操作過程中一些系數(shù)的取值存在一定的主觀性,與實際的橋梁狀態(tài)有偏差,故而在計算過程當(dāng)中必須對橋梁的設(shè)計標準、安全修正系數(shù)、構(gòu)件損壞狀況的確定、結(jié)構(gòu)分析模型的選取等進行深入討論。 4.可靠度分析方法 在工程領(lǐng)域中,通常用結(jié)構(gòu)的失效概率或可靠度指標來判斷其安全狀態(tài)。該方法以統(tǒng)計學(xué)概率理論為基礎(chǔ),根據(jù)實測和數(shù)據(jù)統(tǒng)計,計算分析結(jié)構(gòu)的失效概率或可靠度指標,可以處理隨機變化的荷載及抗力因素對結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性的影響。因此,該理論已經(jīng)逐漸成為結(jié)構(gòu)安全評估的理論基礎(chǔ)。 基于統(tǒng)計概率理論的橋梁結(jié)構(gòu)可靠度分析方法,最顯著的優(yōu)點是能夠量化分析橋梁構(gòu)件或系統(tǒng)中存在的不確定因素,并將這些因素作為隨機變量而建立概率可靠指標模型,使恢復(fù)橋梁構(gòu)件及系統(tǒng)的固有自然特征,并通過對現(xiàn)場測試結(jié)果的處理分析得到這種客觀存在的變異性。因此,該方法作為橋梁安全性能評估的科學(xué)理論支撐,已被應(yīng)用到評估規(guī)范的制定當(dāng)中。但基于概率可靠度的評估方法本身需要大量數(shù)據(jù)作為依據(jù),并且對于一些材料的失效模式、退化機理研究還不夠充分,在評估橋梁適用性和耐久性方面涉及的干擾因素也十分復(fù)雜,很多指標含有人為主觀假設(shè)因素,很難對其統(tǒng)一量化。 中交路橋科技有限公司橋梁檢測所是從事橋梁檢測的機構(gòu)。我所擁有光電撓度儀、 數(shù)顯裂縫測寬儀、超聲波裂縫測深儀、DASP2003振動信號采集分析儀、HY-65B3000B數(shù)碼表面應(yīng)變傳感器等檢測設(shè)備,并配備有多年檢測經(jīng)驗的技術(shù)人員,保證了橋梁檢測結(jié)果的真實與準確。承接橋梁外觀普查、橋梁動靜載荷試驗檢測、橋梁施工監(jiān)控、橋梁CT、大件運輸橋梁臨時支護以及孔道摩阻系數(shù)檢測等。 部分橋梁檢測案例 1、內(nèi)蒙古高等級公路建設(shè)開發(fā)有限公司26座橋梁靜載試驗檢測; 2、新疆木扎提河三級水電站1、2、3號橋、4號臨時橋靜荷載試驗檢測; 3、張家口橋梁靜載荷試驗檢測; 4、北京房山七一橋橋梁靜載荷試驗檢測; 5、內(nèi)蒙古國道110線立交橋竣工驗收試驗檢測; 6、內(nèi)蒙古包茂黃河一、二橋靜載試驗檢測。 7、平山野河大橋靜載試驗檢測。 部分文字來源網(wǎng)絡(luò),侵刪。