ata[調(diào)研報(bào)告]第二章混凝土結(jié)構(gòu)承載能力及耐久性評估

混凝土結(jié)構(gòu)承載能力及耐久性評估 2-1 在 役 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 的 承 載 能 力 與耐 久 性 評 估 的 基 本 概 念 2-2 考 慮 鋼 筋 腐 蝕 影 響 的 承 載 能 力評 估 方 法 基本內(nèi)容 2-1 在 役 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 的 承 載 能 力 與 耐久 性 評 估 的 基 本 概 念 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 受 到 損 傷 后 ， 需 要 對 結(jié) 構(gòu)損 傷 的 原 因 和 程 度 進(jìn) 行 分 析 ， 對 損 傷 對 結(jié)構(gòu) 承 載 能 力 及 耐 久 性 的 影 響 進(jìn) 行 評 估 ， 其主 要 內(nèi) 容 是 ： 考 慮 結(jié) 構(gòu) 損 傷 影 響 的 承 載 能 力 評 估 在 役 結(jié) 構(gòu) 剩 余 使 用 壽 命 評 估 第二章 混凝土結(jié)構(gòu)承載能力及耐久性評 估 2-1 在 役 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 的 承 載 能 力與 耐 久 性 評 估 的 基 本 概 念 在 評 估 分 析 的 基 礎(chǔ) 上 ， 根 據(jù) 經(jīng) 濟(jì) 技術(shù) 條 件 ， 制 定 科 學(xué) 的 維 修 加 固 方 案 ， 提出 結(jié) 構(gòu) 處 理 措 施 。 評 估 現(xiàn) 有 結(jié) 構(gòu) 的 安 全 可 靠 性 的 核 心問 題 是 確 定 考 慮 結(jié) 構(gòu) 病 害 損 傷 后 的 結(jié) 構(gòu)承 載 能 力 。 橋 梁 結(jié) 構(gòu) 的 承 載 能 力 評 定 通常 采 用 以 下 三 個(gè) 途 徑 ： 第二章 混凝土結(jié)構(gòu)承載能力及耐久性評 估 2-1 在 役 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 的 承 載 能 力與 耐 久 性 評 估 的 基 本 概 念 根 據(jù) 相 關(guān) 規(guī) 范 要 求 對 照 橋 梁 的 存 在 的 缺陷 及 病 害 進(jìn) 行 綜 合 評 定 現(xiàn) 場 荷 載 試 驗(yàn) 評 估 方 法 通 過 現(xiàn) 場 荷 載 試 驗(yàn) （ 靜 載 試 驗(yàn) 和 動(dòng)載 試 驗(yàn) ） 可 直 接 檢 測 結(jié) 構(gòu) 的 實(shí) 際 承 載 力 。荷 載 試 驗(yàn) 與 理 論 計(jì) 算 分 析 相 結(jié) 合 是 比 較符 合 實(shí) 際 的 承 載 力 評 定 方 法 。第二章 混凝土結(jié)構(gòu)承載能力及耐久性評 估 理 論 計(jì) 算 分 析 評 估 方 法 在 現(xiàn) 場 調(diào) 查 和 病 害 檢 測 分 析 的 基 礎(chǔ)上 ， 考 慮 結(jié) 構(gòu) 病 害 、 損 傷 的 影 響 ， 按 現(xiàn)行 規(guī) 范 計(jì) 算 結(jié) 構(gòu) 承 載 力 是 國 內(nèi) 采 用 的 承載 力 評 估 的 主 要 方 法 。第二章 混凝土結(jié)構(gòu)承載能力及耐久性評估 2-1 在 役 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 的 承 載 能 力 與耐 久 性 評 估 的 基 本 概 念 橋 梁 結(jié) 構(gòu) 工 作 狀 況 評 定 （ 插 入 章 ） 1、 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 整 理 分 析 對 原 始 資 料 的 整 理 分 析 ， 應(yīng) 力 求 做 到 去偽 存 真 。 一 、 靜 載 試 驗(yàn) 結(jié) 果 的 整 理 分 析 （ 一 ） 試 驗(yàn) 資 料 的 修 正 、 測 值 修 正 （ ） 根 據(jù) 各 類 儀 表 的 標(biāo) 定 結(jié) 果 進(jìn) 行 測 試數(shù) 據(jù) 的 修 正 。 （ ） 當(dāng) 這 類 因 素 對 測 值 的 影 響 小 于 時(shí) 可 不 予 修 正 。 、 溫 度 影 響 系 數(shù) （ ） 加 載 試 驗(yàn) 前 進(jìn) 行 的 溫 度 穩(wěn) 定 觀 測 數(shù) 據(jù) ， 建 立 溫 度 變 化 的 線 性 關(guān) 系 。 （ ） 溫 度 變 化 量 的 觀 測 對 應(yīng) 變 宜 采 用 構(gòu) 件 表 面 溫 度 ， 對 撓 度 宜 采 用 氣 溫 。 、 支 點(diǎn) 沉 降 影 響 的 修 正 當(dāng) 沉 降 量 較 大 時(shí) ， 應(yīng) 考 慮 其 對 撓 度 值的 影 響 。 （ 二 ） 測 點(diǎn) 變 形 與 應(yīng) 變 的 計(jì) 算 根 據(jù) 量 測 數(shù) 據(jù) 做 下 列 計(jì) 算 ： 、 總 變 形 （ 或 總 應(yīng) 變 ） 總 變 形 加 載 時(shí) 穩(wěn) 定 值 加 載 前 測 值 、 彈 性 變 形 （ 或 彈 性 應(yīng) 變 ） 彈 性 變 形 加 載 時(shí) 穩(wěn) 定 值 卸 載 后 穩(wěn) 定 值 、 殘 余 變 形 （ 或 殘 余 應(yīng) 變 ） 殘 余 變 形 卸 載 后 穩(wěn) 定 值 加 載 前 測 值 （ 三 ） 應(yīng) 力 計(jì) 算 、 單 向 應(yīng) 力 計(jì) 算 、 平 面 應(yīng) 力 計(jì) 算 平 面 應(yīng) 力 狀 態(tài) 常 采 用 應(yīng) 變 花 來 測 量 。常 用 的 應(yīng) 變 花 有 直 角 形 （ 45 ） 、 等 邊 形（ 60 ） 、 扇 形 、 傘 形 等 。 如 下 所 示 ： E 、 電 阻 應(yīng) 變 片 的 種 類（ ） 金 屬 絲 式 應(yīng) 變 片 （ ） 短 接 式 應(yīng) 變 片 （ ） 箔 式 應(yīng) 變 片 直 角 形 （ 45 ） 等 邊 形 （ 60 ） 扇 形 傘 形 （ 四 ） 試 驗(yàn) 結(jié) 果 與 理 論 結(jié) 果 的 比 較 為 了 評 定 橋 梁 結(jié) 構(gòu) 受 力 整 體 受 力 性 能 ，需 對 橋 梁 荷 載 試 驗(yàn) 結(jié) 果 與 理 論 分 析 值 進(jìn) 行比 較 ， 以 檢 驗(yàn) 新 建 橋 梁 是 否 達(dá) 到 設(shè) 計(jì) 荷 載標(biāo) 準(zhǔn) ， 或 判 斷 舊 橋 的 承 載 能 力 。 如 將 結(jié) 構(gòu) 位 移 、 應(yīng) 變 等 實(shí) 測 值 與 理 論計(jì) 算 值 列 表 進(jìn) 行 比 較 。 如 下 表 ： 靜 載 試 驗(yàn) 位 移 結(jié) 果 整 理 表 二 、 動(dòng) 載 試 驗(yàn) 結(jié) 果 的 整 理 分 析 橋 梁 結(jié) 構(gòu) 動(dòng) 載 試 驗(yàn) 結(jié) 果 主 要 包 括 橋 梁結(jié) 構(gòu) 的 動(dòng) 力 特 性 和 動(dòng) 力 反 應(yīng) 。 （ 一 ） 橋 梁 結(jié) 構(gòu) 的 動(dòng) 力 特 性 、 橋 梁 結(jié) 構(gòu) 的 動(dòng) 力 特 性 只 與 結(jié) 構(gòu) 本 身 的固 有 性 質(zhì) 有 關(guān) ， 而 與 荷 載 等 其 他 因 素 無 關(guān) ，它 是 結(jié) 構(gòu) 振 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 基 本 特 性 ， 是 進(jìn) 行 結(jié)構(gòu) 動(dòng) 力 分 析 所 必 須 的 參 數(shù) 。 、 橋 梁 結(jié) 構(gòu) 的 動(dòng) 力 特 性 包 括 結(jié) 構(gòu) 的 固 有頻 率 、 阻 尼 系 數(shù) 和 振 型 等 。 固有頻率 共振曲線 阻尼系數(shù) （ 二 ） 橋 梁 結(jié) 構(gòu) 的 動(dòng) 力 反 應(yīng) 、 橋 梁 結(jié) 構(gòu) 的 動(dòng) 力 反 應(yīng) 除 了 可 用 來 分 析結(jié) 構(gòu) 在 動(dòng) 荷 載 作 用 下 的 受 力 狀 態(tài) ， 還 可 驗(yàn)證 或 修 改 理 論 計(jì) 算 值 ， 并 作 為 結(jié) 構(gòu) 工 作 狀況 評 定 的 依 據(jù) 。 、 橋 梁 結(jié) 構(gòu) 的 動(dòng) 力 反 應(yīng) 包 括 結(jié) 構(gòu) 的 動(dòng) 應(yīng)變 、 動(dòng) 撓 度 和 動(dòng) 態(tài) 增 量 等 。 如 下 圖 ： 動(dòng)應(yīng)變 動(dòng)撓度 動(dòng)態(tài)增量 、 橋 梁 結(jié) 構(gòu) 工 作 狀 況 評 定 經(jīng) 過 外 觀 檢 查 、 理 論 分 析 計(jì) 算 和 荷 載試 驗(yàn) 的 橋 梁 ， 應(yīng) 根 據(jù) 所 得 資 料 分 析 結(jié) 構(gòu) 的工 作 狀 況 ， 進(jìn) 一 步 評 定 橋 梁 承 載 能 力 ， 為新 建 橋 梁 做 出 鑒 定 結(jié) 論 ， 或 作 為 舊 橋 承 載力 鑒 定 檢 算 的 依 據(jù) ， 并 納 入 承 載 能 力 鑒 定報(bào) 告 。 、 檢 測 報(bào) 告 的 編 寫 在 全 部 試 驗(yàn) 資 料 整 理 與 分 析 的 基 礎(chǔ) 上編 寫 橋 梁 結(jié) 構(gòu) 靜 載 試 驗(yàn) 報(bào) 告 ， 其 主 要 內(nèi) 容應(yīng) 該 包 括 下 列 各 項(xiàng) ： 一 、 橋 梁 概 況 二 、 試 驗(yàn) 目 的 三 、 試 驗(yàn) 方 案 四 、 試 驗(yàn) 過 程 五 、 各 項(xiàng) 試 驗(yàn) 達(dá) 到 的 精 度 六 、 試 驗(yàn) 成 果 與 分 析 七 、 試 驗(yàn) 記 錄 摘 錄 八 、 技 術(shù) 結(jié) 論 九 、 經(jīng) 驗(yàn) 教 訓(xùn) 十 、 圖 表 信 息 2-2考 慮 鋼 筋 腐 蝕 影 響 的 承 載 能 力 評估 方 法 結(jié) 構(gòu) 的 剩 余 使 用 壽 命 預(yù) 測 是 耐 久 性評 估 的 核 心 內(nèi) 容 。 結(jié) 構(gòu) 的 剩 余 壽 命 系 指 在 不 加 維 修 或正 常 維 修 及 正 常 使 用 條 件 下 ， 結(jié) 構(gòu) 可 能繼 續(xù) 使 用 的 年 限 。 鋼 筋 銹 蝕 是 影 響 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 耐 久 性和 使 用 壽 命 的 重 要 因 素 ， 因 此 ， 一 般 將鋼 筋 銹 蝕 作 為 判 斷 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 使 用 壽 命終 結(jié) 的 標(biāo) 準(zhǔn) 。第二章 混凝土結(jié)構(gòu)承載能力及耐久性評 估 2-2考 慮 鋼 筋 腐 蝕 影 響 的 承 載 能 力 評估 方 法 1、 鋼 筋 銹 蝕 對 結(jié) 構(gòu) 承 載 力 的 影 響 混 凝 土 中 的 鋼 筋 腐 蝕 是 造 成 混 凝 土結(jié) 構(gòu) 損 傷 ， 影 響 結(jié) 構(gòu) 承 載 能 力 的 最 主 要因 素 ， 其 主 要 表 現(xiàn) 是 ： 鋼 筋 腐 蝕 后 ， 使 鋼 筋 的 有 效 截 面 面積 減 少 ； 鋼 筋 腐 蝕 后 ， 力 學(xué) 性 能 劣 化 ， 強(qiáng) 度降 低 ； 第二章 混凝土結(jié)構(gòu)承載能力及耐久性評 估 2-2考 慮 鋼 筋 腐 蝕 影 響 的 承 載 能 力 評估 方 法 鋼 筋 腐 蝕 后 ， 混 凝 土 保 護(hù) 層 開 裂 甚至 脫 落 ， 使 混 凝 土 的 有 效 斷 面 減 少 ； 鋼 筋 腐 蝕 后 ， 鋼 筋 與 混 凝 土 之 間 的粘 結(jié) 性 能 退 化 ， 影 響 鋼 筋 與 混 凝 土 的 共同 工 作 。 具 體 表 現(xiàn) 形 式 如 下 ：第二章 混凝土結(jié)構(gòu)承載能力及耐久性評 估 2-2考 慮 鋼 筋 腐 蝕 影 響 的 承 載 能 力 評估 方 法（ 1） 腐 蝕 鋼 筋 的 屈 服 強(qiáng) 度 和 極 限 強(qiáng) 度 降低 鋼 筋 腐 蝕 對 其 力 學(xué) 性 能 的 影 響 取 決于 腐 蝕 程 度 。 試 驗(yàn) 研 究 表 明 ， 腐 蝕 鋼 筋的 屈 服 強(qiáng) 度 與 相 應(yīng) 的 截 面 損 失 率 之 間 的關(guān) 系 ， 基 本 上 服 從 線 性 關(guān) 系 。 第二章 混凝土結(jié)構(gòu)承載能力及耐久性評 估 2-2考 慮 鋼 筋 腐 蝕 影 響 的 承 載 能 力 評估 方 法 （ 2） 腐 蝕 鋼 筋 與 混 凝 土 之 間 的 粘 結(jié) 性 能退 化 對 承 載 力 的 影 響 。 混 凝 土 中 的 鋼 筋 腐 蝕 后 ， 在 鋼 筋 與混 凝 土 接 口 上 生 成 疏 松 的 銹 層 ， 破 壞 鋼筋 表 面 與 混 凝 土 之 間 的 化 學(xué) 膠 結(jié) 力 ， 并降 低 了 鋼 筋 與 混 凝 土 之 間 的 摩 擦 力 ， 所有 這 些 因 素 都 將 導(dǎo) 致 鋼 筋 與 混 凝 土 之 間的 粘 結(jié) 性 能 退 化 。第二章 混凝土結(jié)構(gòu)承載能力及耐久性評 估 2-2考 慮 鋼 筋 腐 蝕 影 響 的 承 載 能 力 評估 方 法2、 考 慮 鋼 筋 腐 蝕 影 響 的 承 載 能 力 計(jì) 算（ 1） 正 截 面 抗 彎 承 載 力 對 使 用 多 年 的 在 役 結(jié) 構(gòu) 進(jìn) 行 承 載 能力 評 估 時(shí) ， 應(yīng) 考 慮 鋼 筋 腐 蝕 的 影 響 。 如 果 受 壓 區(qū) 混 凝 土 截 面 損 失 較 大 時(shí) ，則 應(yīng) 考 慮 其 對 承 載 力 的 影 響 。第二章 混凝土結(jié)構(gòu)承載能力及耐久性評 估 2-2考 慮 鋼 筋 腐 蝕 影 響 的 承 載 能 力 評估 方 法第二章 混凝土結(jié)構(gòu)承載能力及耐久性評 估 圖 2-1 考 慮 鋼 筋 腐 蝕 影 響 的 受 彎 構(gòu) 件正 截 面 承 載 力 計(jì) 算 簡 圖 2-2考 慮 鋼 筋 腐 蝕 影 響 的 承 載 能 力 評估 方 法（ 2） 斜 截 面 抗 剪 承 載 力 對 在 役 結(jié) 構(gòu) 的 斜 截 面 抗 剪 承 載 力 計(jì)算 ， 應(yīng) 考 慮 斜 裂 縫 對 混 凝 土 抗 剪 承 載 力的 影 響 ， 及 鋼 筋 銹 蝕 對 箍 筋 和 彎 起 鋼 筋抗 剪 承 載 力 的 影 響 。第二章 混凝土結(jié)構(gòu)承載能力及耐久性評 估 12 2鋼 筋 混 凝 土 梁 結(jié) 構(gòu) 裂 縫 2-2考 慮 鋼 筋 腐 蝕 影 響 的 承 載 能 力 評估 方 法