桥梁承载力检测评定规程MicrosoftPowerPoint演示文稿.ppt

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1、公路桥梁承载能力检测评定规程 中华人民共和国交通运输部发布 (2011.11.01实施),王保群 山东交通学院,中华人民共和国行业推荐标准 JTG/J212011,前言,一、交通运输部公告(2011年第72号) 关于公布公路桥梁承载力检测评定规程(JTG/T J21 2011)的公告。 现公布公路桥梁承载力检测评定规程 (JTG/T J212011),作为公路工程行业推荐性标准,自2011年11 月1日起施行,原公路旧桥承载力鉴定办法(试行)同 时废止。 该规程的管理权和解释权归交通运输部,日常解释和管 理工作由主编单位交通运输部公路科学院负责。,二、原鉴定办法使用 1988年颁布公路旧桥承载

2、力鉴定办法(试行)“基 于专家经验的承载能力评定方法”。,不足:旧桥检验系数主要依据专家经验确定,存在检验系数评定标准难以把握、检测结果无法量化应用等问题。,不具体!,无量化标准!,费用高!,不具预判性!,三、新规程使用 解决了检验结果的定量化应用问题。根据桥梁检查和检 测结果,引入分项检验系数修正极限状态设计表达式进行承 载能力评定,提高了桥梁承载能力评定的客观性和可操作性。,圬工桥梁承载力,配筋桥梁承载力,c_结构截面折减系数; s钢筋截面折减系数; e承载力恶化系数 Z1通过检测评定方式确定的承载力检验系数,修订要点:,线形、位移,实际几何尺寸、附加恒载,强度,钢筋锈蚀概率,钢筋锈蚀活化

3、可能性,间接判定钢筋可能锈蚀速率,混凝土碳化对钢筋锈蚀影响,保护层保护效果,自振频率,评价结构性能,索力大小,结构稳定性,2检算系数指标体系,恒载,恒 载,1 总则,1.0.1 为规范在用桥梁检测评定工作,指导公路桥 梁承载能力评定,制定本规程。 公路桥涵养护规范和公路桥梁养护管理工作制度 要求对公路桥梁进行承载能力评定。以往主要评定依据为 公路旧桥承载能力鉴定方法(试行),旧桥检验系数主 要依据专家经验评定,未能有效应用桥梁检测结果。 为加强检测结果的定量化应用,客观评定桥梁承载能 力,规范承载能力检测评定工作,对原办法进行全面修订。 1.0.2 本规程适用于除钢混凝土组合结构桥梁外 的在用

4、公路桥梁的承载力检测评定。,1.0.3 本规程以基于概率理论的极限状态设计方法 为基础,采用引入分项检验系数修正极限状态设计 表达式,对在用桥梁承载能力进行检测评定。 通过对桥梁缺损状况检查、材质状况与状态参数检测和 结构检算,必要时再进行荷载试验的方法评定桥梁承载能力。 结构检算依据现行设计规范,根据桥梁检查与检算结 果,采用引入分项检算系数修正极限状态设计表达式的方法 进行。 1.0.4 在用桥梁应按承载能力极限状态和正常使用 极限状态进行承载力检测评定。 1.0.5 在用桥梁承载力检测评定,除应符合本规程 规定外,尚应符合国家及现行行业有关标准的规定。,1.承载能力极限状态设计时,按照两

5、种方式组合。 (1)基本组合 永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相组合,其效应组合按下式计算,示例:某高速公路上钢筋混凝土简支梁桥,L=13米,结构自重产生跨中弯矩150Kn-m,车辆荷载产生跨中弯矩200Kn-m,人群荷载产生跨中弯矩50Kn-m,则其基本组合为:,0=1.1 1.0 0.9 G-=1.2(对结构不利)1.0(有利) Q-=1.4 c=0.8(永久+汽车+人群) 0.7(2种可变荷载) 0.6(3种可变荷载),2. 正常使用极限状态设计时,按照两种方式组合。 (1)作用短期效应组合。永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应相结合,其效应组合表达式为,(2)作用长期效应组合

6、 永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合,其效应组合表达式为,3. 承载能力极限状计算 (1)正截面抗弯,(2)斜截面抗剪,3. 正常使用极限状计算,限制应力,荷载作用下变形,裂缝宽度限值,2 术语与符号,桥梁承载能力检测评定:依据检测结果通过检算方式评定桥梁承载能力。 桥梁调查:对桥梁基本技术资料的搜集与掌握,包括设计、施工、监理、监测、试验、养护、维修加固、水文与地质状况及其他历史资料。 桥梁检查:对桥梁结构及其附属设施进行的现场查看与记录描述。 桥梁荷载试验:通过施加荷载方式对桥梁结构或构件的静动力特性进行的试验测试。 钢筋锈蚀电位:钢筋/混凝土自然状态下半电池电极与测试参考电极

7、之间的电位差。 混凝土碳化:混凝土中的碱性物质与CO2等气体发生的中性化反应。 桥梁承载能力检算系数:对桥梁结构或构件理论计算抗力效应的综合修正系数。,承载能力恶化系数:评定期内桥梁结构质量状况衰退恶化对结构抗力效应产生不利影响的修正系数。 截面折减系数:结构或构件有效面积损失对其抗力效应产生不利影响的修正系数。 活载影响修正系数:反应桥梁实际所承受的汽车荷载与标准汽车荷载之间差异对结构荷载效应所产生影响的修正系数。 典型代表交通量:通过实桥现场调查换算为标准车的交通量。 大吨位车辆混入率:实际调查质量超过30t的车辆交通量与实际交通量的比值。 荷载试验效率:试验荷载所产生的效应与相应的设计控

8、制荷载效应的比值。 结构效验系数:试验荷载作用下实测应变或变形值与计算值的比值。,3 基本规定,3.1 一般规定 3.1.1 在用桥梁有下列情况之一时,应进行承载能 力检测评定:(参照公路桥涵养护规范规定) 1 技术状况等级为四、五类的桥梁; 2 拟提高荷载等级的桥梁; 3 需通过特殊重型车辆荷载的桥梁; 4 遭受重大自然灾害或意外事件的桥梁。 3.1.2 在用桥梁承载能力检测评定应包含以下工作 内容,必要时还应进行荷载试验评定。 1 桥梁缺损状况检查评定; 2 桥梁材质状况与状态参数检测评定; 3 桥梁承载力检算评定。,3.1.3 对于多跨或多孔桥梁,应根据桥梁技术状况检 查评定情况,选择具

9、有代表性的或最不利的桥跨进行 承载能力检测评定。 结构形式上体现具有代表性原则,在结构技术状况和结构 受力上应体现最不利原则。 3.1.4 按本规程进行检测评定时,有关作用及其组合 在无特殊要求时宜采用设计荷载标准。 经过加固桥梁,宜选用加固时所采用的标准。 3.1.5 桥梁承载能力检算评定所需技术参数,宜依据 竣工资料或设计文件按相关标准规范取用。对缺失技 术资料的桥梁,可根据桥梁检测资料,结合参考同年 代类似桥梁设计文件或标准定型图取用。,3.2 检测评定程序 3.2.1 检测评定前,应通过实地调查和桥梁检查,掌 握桥梁技术状况、病害成因、使用荷载和养护维修等 情况,搜集相关技术资料,确定

10、检验技术参数。 勘察设计资料,主要包括:桥位地质钻探资料及水文勘测资料、设计计算书及有关图纸、变更设计计算书及有关图纸等。 施工、监理、监控与竣工技术资料,主要包括:材料试验资料、施工记录、监理资料、施工监控资料、地基与基础试验资料、竣工图纸及其说明、交工验收资料、交工验收荷载试验报告、竣工验收有关资料等。 养护、试验检测及维修与加固资料,主要包括:桥梁检查与检测、荷载试验资料、历次桥梁维修、加固资料,历次特别事件记载资料等。 调查收集桥梁运营荷载的资料,包括交通量、交通组成、车重、轴重等情况。,3.2.2 对选定的桥跨进行桥梁缺损状况检查评估、材 质状况与状态参数检测评定和实际运营荷载状况调

11、 查,确定分项检算系数。 桥梁综合技术状况结构检算系数Z 耐久性恶化状况耐久性恶化系数e 结构截面损伤状况截面折减系数c 运营荷载状况评价活载影响修正系数q 3.2.3 按照相关标准和本规程的有关规定,计算桥梁 结构或构件抗力效应和作用效应,采用引入分项检算 系数修正承载能力极限状态法和正常使用极限状态计 算表达式的方法进行检算评定。,3.2.4 作用效应与结构抗力效应的比值在1.0-1.2之 间时,应根据本规程的有关规定通过荷载试验评定承 载能力。 在保证桥梁安全的前提下,为充分发挥在用桥梁的 承载潜力,对检算的作用效应大于结构抗力效应且超 过幅度在20%以内的桥梁,应通过荷载试验进一步评

12、定其承载能力。,4 桥梁缺损状况检查评定,检查评定依据: 公路桥涵养护规范(2004)和公路技术状况评定标准(2011.9.1) 检查重点:结构或构件损伤的类别、范围、分布特征和严重程度,并推断其发展变化趋势及其可能造成的不利影响,进而评定其技术状况等级并最终确定损伤状况评定标准度。,公路桥梁技术评定标准(JTG/T H212011),5 桥梁材质状况与状态参数检测评定,5.1 桥梁几何形态参数检测评定 5.1.1 检测项目 梁桥:桥跨结构纵向线形和墩(台)顶的竖向和水平变位 拱桥:拱轴线、桥面结构纵向线形和墩(台)顶的竖向和水平变位 索塔 :塔顶水平变位、桥面结构纵向线形和主缆线形 5.1.

13、2 检测方法 纵向线形:沿桥纵向分断面布设测点,分轴线、上下游3线,按二等工 程水准测量要求进行闭合水准测量。测点设在等分点截面上。(中小跨径 桥梁,单跨测点不宜少于5个,大跨径桥梁,不宜少于9个) 墩(台)顶水平变位或塔顶水平变位:采用垂线法、极坐标法等 拱轴线和主缆线形:按桥跨的8等分点分别在拱背、拱腹、主缆顶面布 设测点,采用极坐标法进行平面坐标和三角高程测量。,5.1 桥梁几何形态参数检测评定 5.1.5 检测数据应用 实测数据可用于确定桥梁结构持久荷载状态的变化,也可推求结 构基础变位情况。 对于超静定结构,可依据实测的结构几何参数,采用模拟计算 分析方法,对桥梁结构在持久荷载下的内

14、力和变位状况作出评价。 桥梁几何形态变化在一定程度上能反映结构内力变化情况;对 超静定结构,可通过几何形态的观测,反演结构内力变化情况。,5.2 桥梁恒载变异状况调查评估 5.2.1 调查内容 1.桥梁总体尺寸量测,包括桥梁长度、宽度、净空、跨径 等; 2.桥梁构件尺寸量测,包括构件的长度和截面尺寸等; 3.桥面铺装厚度及拱上填料重度测定; 4.其他附加荷载调查 桥梁结构恒载变异原因: 1.施工误差,如长度变异、尺寸变异、铺装厚度变异、材料重度变异 等; 2.运营期附属设施附加重量,如过桥管线等。,5.2 桥梁恒载变异状况调查评估 5.2.2 检测方法 1.桥跨长度、跨径:按中心线、上下游边缘

15、线3线量测; 2.构件长度与截面尺寸;钢尺测量 跨径小于40m,量测断面单跨不得少于5个,跨径大于或等 于40m,不得少于9个;对墩台、主塔等主要承重构件,量测 断面不得少于3个;截面突变处应布设测量断面。 3.桥面铺装厚度可采用分断面布点钻芯量测,也可用雷达结 合钻芯修正的方法测定。 采用钻芯量测时,量测断面宜在跨径的四等分点部位,每断 面布设3个钻孔测点,分设在中心线和上下游边缘处。,5.3 桥梁材质强度检测评定 5.3.1 对桥梁主要构件,应采用无损、半破损或钻、截取试样 等方法检测其材质强度。 桥梁主要构件和次要构件划分以公路桥梁技术状况评定标准为依据。 材质强度检测包括:混凝土和钢材

16、 为减少对结构构件的损伤,应尽量采用无损检测方法(超声回弹);钢 材采用截取试样方法。 5.3.2 对桥梁混凝土强度,应在主要构件或主要受力部位布置 测点,采用回弹法、超声回弹综合法、取芯法等进行检测。 5.3.3 钢材强度可依据设计、施工有关资料确定。无资料时, 宜通过调查桥梁修建年代和材料来源、查看结构外观等进行分 析判定。,5.3.4 在桥梁上钻、截取试件时,应尽量选择在承重构件的次 要部位或次要承重构件上,并应采取有效措施,确保结构安 全;钻、截取试件后,应及时进行修复或加固处理。 钻芯法检测混凝土强度时,应选择在主要构件的非主要受力 部位(横隔板)或主要受力部位的非应力控制区布置取芯

17、测 区,并应尽量避开受力钢筋。 进行强度试验截取钢筋时,应选择在次要构件上,且避开受 力主筋。,5.3.5 混凝土强度匀质系数或平均强度匀质系数测 定,推算混凝土强度评定标度。,Rit混凝土实测强度推定值 R混凝土设计强度等级,2.平均强度匀质系数,1.推定强度匀质系数,Rim混凝土测区平均换算强度,桥梁混凝土强度评定标准,5.4 混凝土桥梁钢筋锈蚀电位检测评定,5.4.4 评定混凝土桥梁钢筋锈蚀的概率或锈蚀活动性,并按照测区锈蚀电位水平最低值,确定钢筋锈蚀电位评定标度。,钢筋锈蚀不仅影响结构耐久性,而且影响结构的安全性。钢筋锈蚀电位直接反映了混凝土中钢筋锈蚀的活动性。通常电位差越大钢筋发生锈

18、蚀的可能性越大。,5.5 混凝土桥梁氯离子含量检测评定,5.5.3 根据混凝土中钢筋处氯离子含量,评判其诱发钢筋锈蚀的可能性。并按照测区最高氯离子含量值,确定混凝土氯离子含量评定标度。,混凝土中氯离子可诱发并加速钢筋锈蚀,测量混凝土中氯离子含量可间接评判钢筋锈蚀活化的可能性。混凝土中氯离子含量越高,钢筋诱发锈蚀的可能性越大。,5.6 混凝土桥梁电阻率检测评定,5.6.3 根据钢筋锈蚀速率,按照测区电阻率最小值确定混凝土电阻率评定标度。,电阻率反映了混凝土的导电性能,可间接判断钢筋的可能锈蚀速率。通常混凝土电阻率越小,混凝土导电的能力越强,钢筋锈蚀发展速度越快。,5.7 混凝土桥梁碳化状况检测评

19、定,根据测区混凝土碳化深度平均值与实测保护层厚度平均值的比值,确定混凝土碳化评定标度。,Kc=碳化深度平均值/保护层厚度平均值,混凝土中钢筋由于碱性混凝土环境的保护而处于钝化状态,混凝土碳化将造成钢筋失去碱性混凝土环境的保护,钢筋易诱发锈蚀。 通过测试混凝土碳化深度和保护层厚度,可评判混凝土碳化对钢筋锈蚀的影响。,5.8 混凝土桥梁钢筋保护层厚度检测评定 5.8.1 混凝土桥梁钢筋保护层厚度检测包括钢筋位置和混凝土保护层厚度测量,对缺失资料的混凝土桥梁还应包括钢筋直径估测。 5.8.2 混凝土桥梁钢筋保护层厚度检测部位包括 : 1.主要构件或主要受力部位; 2.钢筋锈蚀电位测试结果表明钢筋可能

20、锈蚀活化的部位; 3.发生钢筋锈蚀胀裂的部位; 4.布置混凝土碳化测区部位。,5.8 混凝土桥梁钢筋保护层厚度检测评定 5.8.3 钢筋保护层厚度可采用电磁检测方法进行无损检测。对缺失资料的桥梁,可在结构非主要受力部位采用局部破损的方法进行校验。,5.8 混凝土桥梁钢筋保护层厚度检测评定 5.8.4 检测构件或部位钢筋保护层厚度平均值计算。,Dni保护层厚度平均值,精确值0.1mm n检测构件或部位的测点数,5.8.5 检测构件或部位钢筋保护层厚度特征值计算。,5.8 混凝土桥梁钢筋保护层厚度检测评定 5.8.6 根据检测构件或部位的钢筋保护层厚度特征值与设计值的比值,确定钢筋保护层厚度评定标

21、度。,混凝土对钢筋的保护作用包括两个方面: (1)混凝土的高碱性使钢筋表面形成钝化膜; (2)保护层对外界腐蚀介质、氧气及水分等渗入起到阻止作用,其主要取决于混凝土的密实度及保护层厚度. 因此,混凝土保护层厚度及其分布均匀性是影响结构钢筋耐久性的一个重要因素.,5.9 桥梁结构自振频率检测评定 5.9.1 检测方法:测点应布置在桥梁结构上下部结构振型的峰谷点,进行多点多方向测量。 5.9.2 宜根据实测自振频率与理论计算频率的比值,确定自振频率评定标度。,自振频率反映结构损伤情况、结构整体性能和受力体系的改变。,简支梁自振频率,桥梁的动力特性(频率、振型和阻尼比),只与结构本身的固有性质(形式

22、、刚度、质量分布、材料性质)有关,与荷载等其他条件无关。 1、结构固有频率的测定 外力使桥梁产生自由振动,记录衰减振动波形。计算固有频率 2、结构阻尼测定 一般用对数衰减率或阻尼比表示。,5.10 拉吊索索力检测评定,索力偏差率,Td实测索力 T设计索力,拉吊索索力直接反映索结构持久状况下的内力状态,是评价桥梁承载能力的重要指标。 索力测量时,应事先解除阻尼装置并通过现场试验确定换算索长,并依据不少于前五阶特征频率计算索力的平均值。,5.11 桥梁基础与地基检测评定,5.11.2 对于设有永久性控制检测点的桥梁墩台与基础,可通过测量永久性控制检测点平面坐标与高程的变化分析其变位。 对于无永久性

23、控制检测点的桥梁墩台与基础,可采用几何测量、垂线测量、光学测距等间接测量的方法,或通过测量桥跨结构几何形态系数的变化推定其变位。,5.11 桥梁基础与地基检测评定 5.11.3 对桥梁基础变位应从下列两个方面进行评定: 1. 基础变位是否趋于稳定。若基础变位尚未稳定,应设立永久控制观测点,定期进行控制检测。 2.基础变位是否超出设计期望值。若超出设计期望值,除应检算评定基础变位对上部结构的不利影响外,还应对地基进行探查,检算评定其承载能力。 5.11.4 对桥梁地基检验应符合下列规定: 1.根据桥梁结构的重要性、墩台与基础变位情况以及原位岩土工程勘察资料情况,适当补充勘探孔或原位测试孔,查明土

24、层分布及土的物理力学性质。孔位应尽可能靠近基础。 2.对于因加固维修需要增加结构自重的桥梁,尚宜在基础下取原状土进行室内土的物理力学性质试验。,(1)参照法。在土质基本相同的条件下,参照邻近结构物的地基承载力。 (2)现场测定法。包括荷载试验或触探试验 (3)理论公式计算法。 (4)经验法(规范法)。,一、规范法确定地基容许承载力 规范仅对一般土质条件做了规定,但对特殊地基,应根据具体情况,结合荷载试验、现场标准惯入试验或静力触探试验及理论分析后综合确定。 (一)规范法确定基本容许承载力0步骤: (1)确定土的类别。六类:粘性土、砂类土、碎卵石类土、黄土、冻土、岩石。 (2)确定土的状态。包括

25、天然松密和稠度状态。 其中,粘性土按液性指数分为坚硬、半坚硬、硬塑、软塑和流塑状态。 砂类土根据相对密度分为稍密、中等密实、密实状态。 碎卵石类土按密实度分为密实、中等密实、松散状态。 (3)确定土的容许承载力(基本容许承载力)。查表,(二)修正容许承载力的确定: 当基础最小边宽度b超过2m或基础埋置深度h超过3m且h/b4时,按以下公式进行修正提高。 (1)当b2m时取2m; b10m时取10m。 (2)基础埋置深度由一般冲刷线算起;无冲刷由原地面算起;位于挖方内的基础,由开挖后地面算起。 (3)1基底土天然容重,如透水性土取浮容重。 (4) 2基底以上土容重,如持力层在水面以下且为不透水性

26、土,取饱和容重;如持力层为透水层,取浮容重。 (5)K修正系数。,(三)不同土质地基承载力确定方法 1、粘性土 (1)老粘土按土的压缩模量确定。 (2)一般粘性土按液性指数和天然空隙比确定。 (3)新近沉积粘性土按液性指数和天然空隙比确定。 (4)残积粘性土按压缩模量确定。 2、砂性土 砂性土地基承载力按照密实状态(相对密度)确定。 3、碎卵石类土 碎卵石类土地基承载力按照密实状态(相对密度)确定,4、黄土 (1)新近堆积黄土按土的含水比(天然含水量/液限)确定。 (2)一般黄土按天然含水量、液限比(液限/天然空隙比)确定。 (3)老黄土按天然空隙比和含水量比(天然含水量/液限)确定。 5、岩

27、石 按照破碎程度确定。见表3-11 6、多年冻土 按照分类和基础底面月平均最高土温确定。见表3-12,二、荷载板试验: 荷载板试验或地锚反力加载装置。加载板一般为方形或圆形,受压面积2500cm2(5050cm)或5000cm2 (70.770.7cm) 。 原则:加载、卸载既简便又安全,同时对沉降量的观测无影响。 3、加载方法 分级维持荷载沉降相对稳定法(慢速法)、 沉降非稳定法(快速法) 加载标准:第一级荷载取卸去土体自重;分级荷载取土层估计极限强度的1/81/10。总荷载接近土层极限荷载。 加载精度达到最大荷载的1,沉降观测精度0.01mm.,沉降稳定标准:连续2h的每小时沉降量不超过0

28、. 1mm或连续1h的每30min的沉降量不超过0. 05mm。 土体破坏标准: (1)承压板周围土体有明显侧向挤出或发生裂纹。 (2)在24h内,沉降随时间趋于等速增加。 (3)荷载P增加很小,但沉降却急剧增加,P-S曲线出现陡降段;或相对沉降已等于或大于0.060.08。 土工试验: (1)试验点附近取土进行土工试验或其他原位测试资料。 (2)试验后在承压板中心向下挖取土试验,并描述2倍承压板直径范围内土层结构变化。,4、数据处理 绘制P-S曲线。 (1)确定土的承载力 取第一个拐点(比例极限)作为地基的承载力或取第二个拐点(极限荷载/2)作为承载力。 当P-S曲线拐点不明显时,可采用绘制

29、lgP-lgS曲线或相对沉降法确定土的承载力。 (2)地基土的变形模量 估算地基土不排水抗剪强度和基床反力系数。,三、标准贯入试验: 采用质量为63.5kg的穿心锤,以76cm的落距,将一定规格的贯入器打入土中15cm,然后开始记录锤击次数。将标准贯入器再打入土中30cm,用次30cm的锤击数作为标准贯入的指标,来判定地基土的承载力。 标准贯入试验是一种现场原位测试方法,该方法方便经济。 用途:利用标准贯入锤击数 (1)判定砂土的密实度;粘土的稠度; (2)可用于检测砂土、粘土的地基承载力。 (3)砂土的振动液化 (4)桩基承载力 (5)检验地基处理效果,1、试验设备 贯入器、落锤( 63.5

30、kg、自由落距76cm)、触探杆(外径42mm)、锤垫、导向杆、自动落锤装置等。 2、试验步骤 (1)钻孔至需进行标准贯入试验的土层,清孔后安装标准贯入器,并记录深度。 (2)将贯入器垂直打入试验土层。先打入15cm,不计锤击数;继续贯入30cm,记录锤击数即为标准贯入锤击数。 当土层密实,贯入不足30cm时锤击数已超过50次,停止试验按下式换算成30cm的锤击数。,(3)提出贯入器,取出土样进行鉴别描述。重复钻进直至需要进行试验的土层。 (4)当孔壁不稳定时,应下套管进行护壁。但试验深度必须在套管口下75cm以下,或采用泥浆护壁。 (5)杆长修正。钻杆过长会使贯入器的动能降低,从而减少锤击深

31、度,增大锤击数。,3、试验数据处理 (1)资料包括钻孔孔径、钻进方式、护孔方式、落锤方式、地下水位及孔内水位、初始贯入度、预打击数、标准贯入击数、记录深度、土样鉴别描述等。 (2)绘制标准锤击贯入数与深度关系曲线或在地质剖面图上注明试验深度处的锤击数。 (3)对各土层的N值进行统计(剔除个别异常值) 4、试验结果应用 (1)估计砂土的密实度。 (2)估计天然地基承载力。 (3)估计粘性土的状态。 (4)估计土的内摩擦角。,5.11 桥梁基础与地基检测评定 5.11.5 简支桥梁墩台与基础沉降和位移超过下列容许值,且通过观察确认其仍在继续发展时,应采取相应措施进行加固处理: 1. 墩台均匀总沉降

32、(不包括施工中的沉陷): (cm); 2.相邻墩台均匀总沉降差(不包括施工中的沉陷): (cm); 3.墩台顶面水平位移值: (cm)。 其中:L为相邻墩台间最小跨径(m),小于25米时以25米计。,6 桥梁结构检算要点 6.1 一般规定 6.1.1 桥梁结构检算宜遵循桥梁设计规范,无规范规定借助科研成果。 6.1.2 桥梁结构检算宜依据竣工资料或设计资料,并应与桥梁实际情况进行核对修正。对缺失资料的桥梁,可根据桥梁检测结果,参考同年代类似桥梁的设计资料或标准定型图进行检算。 结构检算时,应根据桥梁调查和检测情况确定检算所取用的技术参数与桥梁实际的符合性。必要时,应根据结构的预应力状况、恒载分

33、布状况、几何线形、结构尺寸和开裂状况等方面的检测评定结果,对模型的边界条件、结构初始状态等进行调整。 6.1.3 桥梁结构检算应针对结构主要控制截面、薄弱部位和出现严重缺损部位。 6.1.4 对受力复杂的构件或部位,应进行空间结构检算。,结构检算目的,6 桥梁结构检算要点 6.2 检算荷载修正 6.2.1 结构重力、附加重力宜根据实际调查情况进行修正。 6.2.2 当桥梁需要临时通过特殊重型车辆荷载时,应按实际车辆荷载进行检算。 6.2.3 对预加应力,应根据对其锚固、压浆、漏张、断丝或滑丝等的检测情况,以及桥梁结构表面开裂和几何参数变化情况,综合结构拟合计算分析综合推定实际有效预应力。 预应

34、力损失会导致桥梁结构下挠和混凝土开裂,对桥梁承载力有较大影响,应根据预应力体系检测结果及结构开裂和变形情况,考虑混凝土收缩徐变的影响,通过反演计算分析评估结构有效预应力状态。,检算荷载,6 桥梁结构检算要点 6.2 检算荷载修正 6.2.4 对基础变位影响力,应根据桥梁墩台与基础变位、桥梁几何形态参数测定结果,综合确定基础变位最终值,计算基础变位产生的结构附加内力。 6.2.5 温度作用按照桥梁设计规范规定取用;大跨径预应力混凝土箱形结构或复杂受力结构,也可采用结构温度场实测结果进行检算。 特殊桥梁、大跨径桥梁建立健康监控系统,根据温度场长期观测数据,建立温度作用模型,按实际情况进行检算。,对

35、钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁,砖、石及混凝土桥梁,检算时应考虑日照温差引起的温度影响力。对箱形截面的连续结构,可按图4.2.6所示的日照温差图式,考虑日照温差引起的温度影响力。,(a) 升温模式 (b) 降温模式 图4.2.6 箱形截面的日照温差模式,6 桥梁结构检算要点 6.3 钢结构检算要点 6.3.1 钢板梁结构应检算以下内容: 1. 弯矩:跨中点、腹板接头处、盖板叠接处、翼板接头处以及连续梁支点; 2. 按剪力:支点中性轴及支点上下翼板铆距、栓距或焊缝强度; 3. 稳定性:受压翼板、支点加劲立柱及腹板; 4. 桥面系梁:除按上述各项检算外,尚应进行纵梁与横梁、横梁与主梁的连接检算,以及

36、纵梁与主梁间的横梁区段在最弱截面处的剪应力检算。,6.3 钢结构检算要点 6.3.2 钢桁梁结构应检算以下内容: 1. 杆件截面强度与稳定性; 2. 连接及接头强度; 3. 承受反复应力杆件的疲劳强度; 4. 联接系的强度与稳定性。,6.3 钢结构检算要点 6.3.3 钢桁梁偏心连接损伤影响 1 在节点处如杆件重心线不交于一点而产生偏心,当偏心量不大于杆件高度5时,应检算因偏心而产生的附加应力,此时容许应力可提高15。 2 受压杆件的初始弯曲矢度超过l/500时,应计算弯曲影响。 3 在计算杆件的有效面积时,应考虑杆件的穿孔、缺口、裂缝及锈蚀对截面的削弱,并应计入偏心影响。 4 有两个或两个以

37、上分肢组成的杆件,其中一肢弯曲矢度大于1/2毛截面的回转半径时,杆件的有效面积只计不弯曲的分肢面积。 5 杆件的边缘或翼板角钢伸出肢弯曲或压凹,其弯曲矢度超过杆件受伤部分的回转半径时,在计算中应予考虑,此时有效面积只计不弯曲部分。,6.3 钢结构检算要点 6.3.4 钢箱梁检算内容 1 正交异性桥面板分别检算整体结构体系和桥面结构体系的强度、稳定性和疲劳强度; 2 翼缘板横向、纵向刚度; 3 腹板强度和稳定性; 4 横隔板强度和稳定性; 5 横向联系横向抗弯、纵向扭转刚度。 6.3.5 钢管结构检算内容 1 钢管杆件强度与稳定性; 2 结构焊缝强度; 3 节点强度和变形,6.4 混凝土梁桥检算

38、要点 6.4.1 混凝土梁桥应检算板(梁)跨中正弯矩、支点附近最不利剪力、跨径1/4截面附近最不利弯剪组合效应、连续梁墩顶负弯矩和桥面板局部强度。 6.4.2 变截面连续梁和T形刚构桥,除符合6.4.1条规定外,还应检算梁高较小的腹板厚度变化区截面弯剪组合效应和牛腿处的剪力效应。 6.4.3 对少设和不设横隔板的宽箱薄壁梁,应检算畸变应力,6.5 拱桥检算要点 6.5.1 拱桥应检算主拱圈最大轴力和弯矩、主拱的稳定性、立柱抗剪和桥面板局部强度。 6.5.2 检算时应依据检算结果考虑拱轴线变化、基础变位ie、拱圈和立柱系梁开裂等结构状态变化的不利影响。 6.5.3 当缺乏技术资料时,混凝土收缩产

39、生的内力计算可等效为温度额外降低引起拱圈内力,并按下列规定取值: 1 整体浇筑的混凝土拱,收缩影响相当于降温20-30。 2 整体浇筑的钢筋混凝土拱,收缩影响相当于降温15-20。 3 分段浇筑的混凝土拱和钢筋混凝土拱,收缩影响相当于降温10-15。,拱桥的计算 公路圬工桥涵设计规范JTG D612005 5.1 拱桥计算 5.1.1 拱上建筑为梁(板)式结构的拱桥的计算,不应考虑拱 上建筑与主拱圈的联合作用;拱上建筑为拱式结构的拱桥的计算 可应考虑拱上建筑与主拱圈的联合作用。 计算拱的正弯矩时,自拱顶至拱跨1/4各截面应乘以0.7折减系 数;拱脚截面乘以0.9折减系数;拱跨1/4截面至拱脚各

40、截面,其 折减系数按直线插入法确定。 5.1.3 拱桥应考虑活载的横向不均匀分布,但实腹式拱桥和拱 式拱上建筑,可不考虑横向分布,按照拱圈全宽均匀受力。,。,5.1.4 拱桥应验算各阶段的截面强度和拱的整体“强度稳定 性”验算。 1 拱的截面强度验算 受压构件(ee0),。,当偏心距ee0 单向偏心 双向偏心,偏心受压构件: 单向偏心受压 双向偏心受压,5.1.4 拱桥应验算各阶段的截面强度和拱的整体“强度稳定 性”验算。 2 拱的整体“强度稳定”验算,。,轴向力 偏心距,1)砌体拱:轴心受压构件 2)混凝土拱:偏心受压构件 3)当板拱拱圈宽度大于等于1/20计算跨径时,砌体拱可不考虑横向长细

41、比对构件承载力的影响; 混凝土拱可不考虑横向稳定,令=1。,5.1.6 计算风力和离心力引起拱脚截面的作用效应 1 拱圈视为两端固定的水平直梁,其跨径等于拱的计算跨径, 全梁平均承受风力或离心力,计算梁端弯矩M1; 2 拱圈视为下端固定的悬臂梁,其跨径等于拱的计算失高, 悬臂梁平均承受1/2拱跨的风力,在梁的自由端承受1/2拱跨的离 心力,计算固定端弯矩M2; 3 拱的计算弯矩M为上述两项弯矩在垂直于曲线平面内拱脚截 面上的投影之和。,。,5.1.7 多孔拱桥,当桥墩抗推刚度与主拱圈抗推刚度之比大于 37时,可按单跨计算。 5.1.8 拱圈温度变化和混凝土收缩影响时,作用效应乘以下列系 数:

42、温度效应:0.7; 混凝土收缩效应:0.45 5.1.9 箱形截面拱,箱室内外温差可按不低于5计算。 5.1.10 计算超静定拱桥由相邻墩台引起的不均匀沉降或桥台水 平位移引起的作用效应时,其计算作用效应可乘以0.5折减系数。 5.1.11 拱桥在一个桥跨范围内的正负挠度的绝对值之和的最大 值不应大于计算跨径的1/1000。,。,拱桥拱轴线线形选择 (1)圆弧拱:中小跨径实腹式拱、涵 (2)悬链线拱:大中跨径空腹式拱 (3)抛物线拱:大跨径轻型拱,6.6 墩台与基础检算要点 6.6.1 墩台应检算截面强度和总体稳定性,对有环形裂缝的截面,还应检算抗倾覆和抗滑动稳定性。 6.6.2 若墩台发生倾

43、斜,检算墩台身截面和基底应力、偏心与抗倾覆稳定性时,尚应考虑斜度影响。 6.6.3 冻土地基中墩台和基础,应检算抗冻拔稳定性和薄弱截面的抗拉强度。 6.6.4 对冲刷严重的河段,检算时应考虑冲刷对墩台和基础的影响。 6.6.5 摩擦桩群桩基础应按整体基础检算桩端平面处土层的承载力。当桩端平面以下有软弱土层时,尚应检算该土层的承载力。,墩(台)身截面及基底的倾覆稳定系数K0不得小于1.5;抗滑动稳定系数不得小于1.3。,顺桥向:,横桥方向:,基底应力,7 桥梁承载能力评定 7.1 一般规定,包括持久状况下承载能力极限状态和正常使用极限状态两种。承载能力极限状态针对结构或构件的截面强度和稳定性;正

44、常使用极限状态主要针对结构或构件的刚度和抗裂性。,强度计算,刚度计算,抗裂性计算,稳定性计算,对在用桥梁,当结构或构件的承载力检算系数评定标度为1或2时,结构或构件的总体技术状况较好时,可不进行正常使用极限状态评定计算;当结构或构件的承载力检算系数评定标度为3、4或5时,应引入检算系数Z1或Z2的方式对限制应力、结构变形和裂缝宽度等,进行正常使用极限状态评价计算。,7 桥梁承载能力评定 7.2 圬工桥梁承载能力评价,圬工拱桥正常使用极限状态,宜按现行公路桥涵设计和养护规范进行计算评定。,7 桥梁承载能力评定 7.3 配筋混凝土桥梁承载能力评价,引入桥梁检验系数、承载能力恶化系数、截面折减系数和

45、活载修正系数对结构抗力效应和荷载效应进行修正,据此判断结构或构件承载能力状况。,7 桥梁承载能力评定 7.3 .3 配筋混凝土桥梁正常使用极限状态,宜按现行桥梁设计和养护规范及检测结果进行以下三个方面评定(引入Z1):,限制应力,荷载作用下变形,裂缝宽度限值,应力限值,预应力混凝土构件分类 全预应力混凝土构件:在作用短期效应组合下控制的正截面的受拉边缘不允许出现拉应力。 部分预应力混凝土构件:在作用短期效应组合下控制的正截面的受拉边缘允许出现拉应力:当拉应力加以限制时,为A类预应力混凝土构件;当拉应力超过限值时,为B类预应力混凝土构件。,变形限值,钢筋混凝土和预应力混凝土构件长期挠度,在消除结

46、构自重产生的长期挠度后梁式桥主梁最大挠度不超过计算跨径的1/600;梁式桥悬臂端不超过悬臂长度的1/300。,裂 缝 宽 度 限 值,7.4 钢结构承载能力评价 7.4.1 钢结构桥梁结构构件强度、总体稳定性和疲劳强度验算应按现行公路桥涵设计规范执行,其应力限值为:,7.4.2 钢结构荷载作用下的变形限值:,7.5 拉吊索承载能力评价,7.6 桥梁地基评价 7.6.1 经久压实的桥梁地基土,在墩台与基础无异常变位的情况下可适当提高其承载力,最大提高系数不得超过1.25。 7.6.2 当桥头填土经久压实时,填土内摩擦角可根据土质情况适当放大5-10,但提高后的最大取值不得超过50 ,7.7 分项

47、检算系数确定 7.7.1 圬工与配筋混凝土桥梁,应综合考虑桥梁结构或构件表面缺损状况、材质强度和桥梁结构自振频率等检测评定结果,按下列规定确定承载能力检算系数Z1。 1 计算确定结构或构件承载能力检算系数评定标度D 2 根据结构或构件承载能力检算系数评定标度D,确定桥梁承载能力检算系数Z1。,4.2条:结构缺损状况评价12345 5.3.5条:混凝土强度 5.9条:结构自振频率,桥梁缺损状况D1、材质强度D2、结构自振频率D3 1、2、3、4、5,钢结构检算系数,拉吊索检算系数,确定状况恶化评定标度E,确定承载能力恶化系数,承载能力恶化系数: 引入承载能力恶化系数的目的是为使结构状况进一步衰退

48、至某一阶段时,承载能力评定结果仍能维持在一定的可靠度水平上。 承载能力恶化系数主要考虑了结构或构件的缺损状况、钢筋锈蚀电位、钢筋保护层厚度及混凝土强度、电阻率、氯离子含量和碳化状况等影响因素。 通过专家调查方式确定各因素的影响权重,并综合考虑环境的干湿、温度及侵蚀介质等条件加以确定。,风化:表7.7.5-1 化学损伤:表7.7.5-1 碳化深度:表5.7.3,砖、石及混凝土结构与配筋混凝土结构材料风化评定标准 表7.7.5-1,砖、石及混凝土结构与配筋混凝土结构物理与化学损伤评定标准 表7.7.5-2,截面折减系数,说明:对于圬工及配筋混凝土桥梁,由于材料风化、碳化、物理与化学损伤(剥落、疏松

49、、掉棱、桩基与墩柱由于冲蚀引起的剥落缩颈等)会引起结构或构件有效截面损伤,以及由于钢筋腐蚀剥落造成钢筋有效面积损失,对结构构件截面抗力效应会产生影响。 所以,用截面折减系数统一考虑!,7.7.6 钢筋截面折减系数,7.7.7 活荷载影响修正系数,(1)典型代表交通量影响修正系数 (2)大吨位车辆混入影响修正系数 (3)轴荷分布影响修正系数,(1)典型交通量/设计交通量; (2)大吨位车辆(30t)混入率; (3)轴重大于14t百分比。,荷载试验评定 目的:当通过检算分析尚无法明确确定桥梁承载力时,通过 对桥梁施加静力荷载试验,测定桥梁结构在试验荷载作用下的 结构响应,并据此确定检算系数Z2重新进行承载能力检算评定 或直接判定桥梁承载能力是否满足要求。,荷载试验评定 8.1 一般规定 作用效应与抗力效应的比值在1.0-1.2之间时,应通过荷载 试验评定桥梁承载能力。 8.2 静荷载试验效率 静荷载试验可按控制内力、应力或变位等效原则确定。静

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