公路PC简支梁桥抗弯承载能力评估方法的研究

摘要

中小跨径公路预应力混凝土梁桥在我国公路线路中占有较大比例，随着桥龄的增长，桥梁事故的报道也屡见不鲜。为此，公路旧桥迫切需要一种准确而快速的评定方法。目前存在的评定方法主要有:外部观测法、静力加载法、动力响应法、可靠度理论法和检算法。
　　检算法是基于检测结果，通过引入不同折减系数对设计抗力进行增减的方法。同其他检测方法不同，检算法评定速度快、精度适中、费用小，因此拥有广阔的应用前景。本文根据已有文献的相关研究成果，对检算方法的参数进行分类，提出多参数的评估方法，并以一座40m跨径的简支箱梁桥验证，主要工作及成果如下:
　　(1)调研现有桥梁检测方法，介绍各方法的特点，着重讨论我国规程评定方法存在的问题。
　　(2)按照表观特征、成因和受力性能三个方面对桥梁病害进行梳理，为论文中参数层次模型建立提供依据。
　　(3)针对我国规程中存在的问题（不同评估指标采用同一检算系数，进行了相应调整）提出多参数的评估模型。根据桥梁不同工作状态（承载能力状态和正常使用状态）采用不同检算系数反映不同验算指标。根据桥梁组成材料的特点，引入条件系数Φ反映结构整体性能。承载能力极限状态考虑结构组成材料性能，用混凝土强度等级和钢筋力学性能评估桥梁承载潜力;正常使用极限状态考虑结构整体刚度，用表观缺损及结构基频评估桥梁通行能力;结构工作条件系数考虑桥面铺装、材料协同工作性能和结构几何特性，根据美国LRFR评估规范及我国已有实桥破坏试验结果确定不同标度下的折减系数。
　　(4)混凝土裂缝对桥梁极限承载能力影响较小，对正常使用状况下评估指标（应力、挠度、裂缝）影响较大，外观缺损仅对正常使用极限状况下评估指标影响较大。
　　(5)案例研究表明，有效预应力不足会影响结构整体刚度，对正常使用性能产生较大影响，但对承载能力影响较小，表明预应力筋对桥梁极限抗力没有明显影响。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 既有桥梁概述

1．1．1 既有桥梁现状

1．1．2 既有桥梁事故及病害

1．2 国内外公路桥梁承载能力研究现状

1．2．1 国内研究现状

1．2．2 国外研究现状

1．2．3 公路旧桥承载能力评定仍需研究的问题

1．3 本文主要工作及方法

1．3．1 本文的主要工作

1．3．2 研究的方法

第2章 旧桥承载能力评定的检算方法

2．1 现有公路旧桥承载能力评定方法

2．1．1 中国公路旧桥承载能力计算方法

2．1．2 美国规范公路旧桥承载能力计算方法

2．2 中国公路旧桥检算公式多参数修正

2．2．1 中国公路旧桥承载能力评定方法的不足

2．2．2 中国公路旧桥承载能力方法的修正

2．3 本章小结

第3章 既有公路预应力混凝土梁桥常见病害

3．1 钢筋及预应力筋常见病害及成因

3．1．1 普通钢筋病害分析

3．1．2 预应力筋病害分析

3．2 混凝土常见病害及成因

3．2．1 混凝土自身病害

3．2．2 裂缝

3．3 公路预应力混凝土简支箱梁桥病害

3．3．1 上部结构常见病害

3．3．2 下部结构常见病害

3．3．3 桥面系主要病害

3．4 公路预应力混凝土简支箱梁病害对结构性能的影响

3．4．1 影响耐久性的病害

3．4．2 影响受力性能的病害

3．5 本章小结

第4章 承载能力修正系数的确定方法

4．1 修正系数权重的确定方法

4．1．1 层次分析法简介

4．1．2 层次分析法基本步骤

4．1．3 权重的计算

4．1．4 一致性检验

4．1．5 层次分析法算例

4．2 结构工作条件系数的确定

4．2．1 层次模型的选取

4．2．2 技术状况评定标准

4．2．3 权重的确定

4．2．4 结构工作条件系数的确定

4．3 强度检算系数的确定

4．3．1 承载能力的说明

4．3．2 强度检算系数的层次模型

4．3．3 技术状况评定标准

4．3．4 构件技术状况综合评定

4．3．5 检算系数的确定

4．4 工作检算系数的确定

4．4．1 工作检算系数的层次模型

4．4．2 结构技术状况评定标准

4．4．3 检测指标权重的确定

4．4．4 工作检算系数的调查统计分析

4．5 本章小结

第五章 工程案例

5．1 工程概况

5．2 桥梁检测结果

5．2．1 桥梁技术状况评级

5．2．2 结构工作条件系数确定

5．2．3 承载能力检算系数

5．2．4 正常使用极限状况检算系数

5．2．5 承载能力恶化系数评定值

5．2．6 材料缺损状况评定值

5．2．7 桥梁检测结果汇总

5．3 承载能力检算

5．3．1 荷载取值

5．3．2 预应力损失计算

5．3．3 承载能力极限状态检算

5．3．4 正常使用状况承载能力评估

5．3．5 同规程比较

5．4 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献