混凝土橋梁抗彎承載能力的退化分析

杜俊恒

摘 要：混凝土是橋梁工程的重要組成部分，而且，混凝土結(jié)構(gòu)會隨著時間的推移受到內(nèi)部以及外部因素的影響，致使橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞，從而造成混凝土橋梁抗彎承載能力逐漸發(fā)生退化，對橋梁的性能帶來極大的影響，甚至無法滿足橋梁的施工要求，因此，需要做好混凝土橋梁抗彎承載能力的退化分析，這樣才能有效的對其進行針對性的處理。

關鍵詞：混凝土橋梁；抗彎曲承載能力；鋼筋強度

前言

近些年來，混凝土橋梁在使用過程中，鋼筋出現(xiàn)銹蝕，或是鋼筋與混凝土結(jié)構(gòu)之間連接強度的退化等因素，引發(fā)混凝土橋梁抗彎承載能力的退化，不僅對橋梁的正常使用產(chǎn)生一定的影響，同時對混凝土橋梁的承載能力構(gòu)成一定的威脅，更不利于混凝土橋梁工程的可持續(xù)發(fā)展，對此，文章主要對混凝土橋梁抗彎承載能力的退化進行分析。

1 混凝土橋梁抗彎承載能力退化的危害

在社會經(jīng)濟快速發(fā)展的過程中，橋梁工程的數(shù)量也在不斷的增加，而且，橋梁工程作為人們生活的重要組成部分，應對其進行不斷的改進和完善，同時也應對橋梁抗彎承載能力提出更高的要求，確保橋梁可靠的運行[1]。然而，近幾年混凝土橋梁事故頻繁發(fā)生，其最大原因就是混凝土橋梁抗彎承載能力的退化，將會給橋梁的使用帶來巨大的危害，例如，橋梁裂縫、局部受到破壞、結(jié)構(gòu)碎裂等，甚至出現(xiàn)橋梁坍塌的事故，因此，在混凝土橋梁投入運營的過程中，需要結(jié)合實際的情況對其抗彎承載能力的退化展開全面的分析，以便于及時對其采取有效的處理措施，從而保證混凝土橋梁使用的安全性、可靠性。

2 混凝土橋梁抗彎承載能力的退化原因

2.1 鋼筋強度的退化

鋼筋作為混凝土橋梁抗彎承載能力的重要組成部分，在日常的使用中，鋼筋強度會出現(xiàn)退化，從而影響到混凝土橋梁抗彎承載能力?，F(xiàn)階段，鋼筋強度的退化主要分為普通鋼筋強度的退化以及預應力鋼筋強度的退化兩種。

（1）普通鋼筋強度的退化[2]。在鋼筋正常生產(chǎn)工藝中，都有著明顯的屈服點以及相應長度的屈服臺階，一般情況下，鋼筋的極限強度與屈服強度之間的比值為1.25至1.55。然而，在鋼筋實際的使用中，如果出現(xiàn)嚴重銹蝕的情況，那么應力以及應變曲線將會發(fā)生極大的變化，也使得鋼筋屈服點過于模糊，屈服強度與極限強度之間會非常接近，極易對鋼筋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，從而導致鋼筋強度的退化。（2）預應力鋼筋強度的退化。相比于普通鋼筋強度的退化來說，預應力鋼筋強度的退化，主要是受到腐蝕預應力的影響，會導致預應力鋼筋的抗拉強度逐漸低于抗拉強度的標準值，從而導致預應力鋼筋強度出現(xiàn)退化的現(xiàn)象。另外，通過大量的實踐證明，在混凝土橋梁結(jié)構(gòu)施工時，如果使用的鋼筋出現(xiàn)一定程度銹蝕，將會加快鋼筋強度的退化，從而加快混凝土橋梁抗彎承載能力的退化速度，將會對混凝土橋梁使用的安全性等帶來極大的影響。

2.2 鋼筋與混凝土之間粘接強度的退化

眾所周知，鋼筋混凝土是橋梁施工的重要組成部分，而且也被廣泛的應用到其他工程領域中[3]。然而，在近些年的發(fā)展中，作者在對混凝土橋梁抗彎承載能力退化的分析中發(fā)現(xiàn)，鋼筋與混凝土之間的粘接強度，是引發(fā)橋梁抗彎承載能力退化的主要原因。正常情況下，鋼筋與混凝土之間的粘接是與周圍混凝土結(jié)構(gòu)之間相互作用的一種方式，是兩者之間變形協(xié)調(diào)以及應力傳遞的途徑，同時也是混凝土橋梁成長運營的基礎要素。然而，在路橋長期的使用下，鋼筋出現(xiàn)銹蝕可能會造成鋼筋與混凝土之間粘接強度退化的現(xiàn)象，甚至引發(fā)兩者之間相對滑動，致使橋梁抗彎承載能力的退化

3 混凝土橋梁抗彎承載能力的退化分析

3.1 抗彎承載能力退化的分析方法

混凝土橋梁抗彎承載能力是考察橋梁質(zhì)量的重要指標之一，而在混凝土橋梁經(jīng)過長時間使用后，可能會對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的破壞，引發(fā)混凝土開裂、受拉區(qū)域鋼筋屈服、中性軸上移等問題，而通過大量的實踐分析，造成這些問題的主要原因是銹蝕而引發(fā)鋼筋結(jié)構(gòu)損壞，或是鋼筋與混凝土粘結(jié)性退化而引發(fā)橋梁機理的破壞，導致一些受拉鋼筋強度未能充分的將其作用發(fā)揮出來[4]。

在對混凝土橋梁抗彎承載能力退化現(xiàn)象的分析中，對混凝土梁的正截面承載力計算需要考慮以下幾方面因素：混凝土梁彎曲之后，需保證截面仍能保持成平面；應考慮到受拉區(qū)域的鋼筋是否與混凝土完全粘合，并根據(jù)鋼筋的應力以及抗拉強度等來計算鋼筋的極限狀態(tài)；要考慮到完全粘合的鋼筋與混凝土粘接強度的退化對混凝土橋梁抗彎承載能力的影響等。

3.2 案例分析（如圖1所示）

通過以上的分析了解到，混凝土橋梁在長期的使用中，會造成抗彎承載能力的退化，從而影響到整體橋梁的使用，而引發(fā)這類問題的主要原因是鋼筋的銹蝕以及鋼筋與混凝土之間粘接強度退化[5]。例如，在某市區(qū)混凝土橋梁Q，該橋梁主要以簡支T梁橋，橋面的凈寬為11.5m，橋的總寬度為12.5m，橋梁的總長度為30m，跨徑為30m，T梁橋的高度為1.7m，該橋梁建設施工時，主要應用的施工材料為C50混凝土，同時，在橋面上主要采用8cm厚度的瀝青混凝土，以及下層的8cm厚的鋼筋混凝土布設而成，該T梁的應力鋼束布置情況主要如圖2所示。

在對該橋梁抗彎承載能力退化分析的過程中，主要考慮梁底和梁頂普通鋼筋的銹蝕情況，同時還應考慮底層預應力鋼筋③和④鋼束的銹蝕情況，從而對該橋梁展開全面的分析，了解其橋梁抗彎承載能力退化的情況，并有針對性的采取相應的補救措施，確保橋梁的正常使用。

4 結(jié)束語

綜上所述，在社會經(jīng)濟快速發(fā)展之下，橋梁工程的發(fā)展也極為迅速，加強對混凝土橋梁抗彎能力的分析，可以引起相關部門及其檢查人員對預應力鋼筋耐久度的重視，盡量采取有效的措施減緩鋼筋銹蝕的速度。

參考文獻

[1]陳宗平，鐘銘，陳宇良，等.型鋼再生混凝土偏壓柱受力性能試驗及承載力計算[J].工程力學，2014（4）.

[2]王國業(yè)，王亮，楊永生，等.鋼筋銹蝕對混凝土梁抗彎性能影響試驗[J].沈陽建筑大學學報（自然科學版），2013（3）.

[3]蔣連接，馬歡，朱方之.銹蝕鋼筋與混凝土粘結(jié)性能退化規(guī)律的試驗研究[J].四川建筑科學研究，2012（6）.

[4]張延年，盧珍.基于全浸泡外加電流法的銹蝕鋼筋力學性能試驗[J].沈陽建筑大學學報（自然科學版），2012（6）.

[5]王俊，孔亞美，劉立新.折線先張法預應力混凝土梁長期撓度實用計算公式[J].鄭州大學學報（工學版），2015（2）.