以承載力為評估對象的橋梁結(jié)構(gòu)可靠性研究

閆雪梅

吉林省華洋工程咨詢有限公司

以承載力為評估對象的橋梁結(jié)構(gòu)可靠性研究

閆雪梅

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現(xiàn)代社會各項事業(yè)高速發(fā)展，為了節(jié)約有限的土地資源，交通運輸逐漸向空間發(fā)展。對橋梁工程建設(shè)提出了更高的要求，橋梁是一個國家和地區(qū)的標(biāo)志性建筑，是綜合發(fā)展實力的象征。因此，橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計在穩(wěn)固性、耐久性及安全性上，引起了人們的高度關(guān)注。以承載力及安全性為主要標(biāo)準(zhǔn),來測試橋梁結(jié)構(gòu)可靠性的理論，受到橋梁建筑界的認(rèn)可。本文就橋梁結(jié)構(gòu)的重要性、目前現(xiàn)狀及努力的方向、實施的措施等方面進(jìn)行簡要的論述。

橋梁結(jié)構(gòu)；承載力；安全性；耐久性

隨著社會日新月異的發(fā)展，交通運輸量驟增，人員流動性不斷頻繁，交通運輸?shù)缆返氖褂寐试絹碓礁?，橋梁建設(shè)的重要性更加凸現(xiàn)出來。橋梁建筑不但在跨躍江河湖泊、山溝深谷中施展魅力，而且在許多大中城市里，立體高架橋星羅棋布，它在人們出行的過程中隨處可見。橋梁是交通工程的一個重要組成部分，橋梁工程的安全性、穩(wěn)固性及耐久性至關(guān)重要。

一、橋梁建設(shè)工程中橋梁結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計的重要性

橋梁形式各種各樣，有拱形、懸掛式等結(jié)構(gòu)橋體。無論哪一類橋體結(jié)構(gòu)，承載力是核心要素，失去這一要素，橋梁建設(shè)就無從談起。不同形式的橋梁，它的承重結(jié)構(gòu)是不相同的，比如：拱橋的承重力結(jié)構(gòu)在于承受水平推力，重點在拱圈；而吊橋的承重力結(jié)構(gòu)卻在兩邊的電纜索道上。所以在當(dāng)今運營繁忙、超載狀況屢見不鮮的情況下，對橋梁的承載要求必然提高，承受不了各類荷載作用或其他外部作用，將是導(dǎo)致橋梁建設(shè)工程質(zhì)量問題的致命傷。

二、我國橋梁建設(shè)的現(xiàn)狀及原因

隨著我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，交通運輸業(yè)也隨之興旺。與日俱增的交通運輸量使橋梁的承載能力面臨著極大的挑戰(zhàn)，因此，提高橋梁工程的承載性能乃當(dāng)務(wù)之急。

1、在一些地區(qū)和城市，橋梁設(shè)計人員未實現(xiàn)與時俱進(jìn)，對橋梁的可靠性沒能認(rèn)真研究，仍按傳統(tǒng)橋梁設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)劃橋梁設(shè)計，未將橋梁的極限狀態(tài)作為重要因素考慮。如此低定位標(biāo)準(zhǔn)的橋梁設(shè)計將導(dǎo)致橋梁工程的承載力不足，影響橋梁的可靠性，給人們的出行及國家財產(chǎn)的安全造成了威脅。

2、橋梁工程里程長短不同，與一般的交通公路施工難度相比，橋梁施工難度系數(shù)大，造價高，施工工期相應(yīng)要長。所以，管理監(jiān)控水平和施工質(zhì)量要求都比較嚴(yán)格。但我國當(dāng)前的橋梁質(zhì)量控制現(xiàn)狀并不盡如人意，近年來多起橋梁突發(fā)性破壞，甚至坍塌事故，不僅造成了人員傷亡，而且給國家造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失及不良社會影響。

3、橋梁結(jié)構(gòu)的承載力不但包括自身的重量、附加重力，而且要承受橋梁上車載和行人的重量。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，橋梁上的承重荷載不斷增大，如果還是按以往的經(jīng)驗和滯后的眼光來設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)，就會花費更大的費用來彌補結(jié)構(gòu)破壞損失及重建成本。

三、提高橋梁結(jié)構(gòu)的可靠性的評估分析途徑

橋梁的承載力也即橋梁的承受荷載的能力，它包括強度、剛度和抗裂性三方面的性能規(guī)定，在橋梁承載能力的極限狀態(tài)下，就能夠保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性能。它與橋梁檢測評估、橋梁加固密切相聯(lián)。

1、橋梁檢測評估。對橋梁結(jié)構(gòu)的可靠性進(jìn)行分析，首先要明確橋梁的極限狀態(tài)，也就是橋梁喪失承受功能的臨界狀態(tài)，它通過極限狀態(tài)方程予以表達(dá)：

其中，X=X1，X2.......Xm)表示結(jié)構(gòu)抗力和荷載隨機變量。G (X)＜0則表明結(jié)構(gòu)失效。

基于可靠性理論可以對橋梁的承載能力進(jìn)行評估改進(jìn)：可以以日通行車輛數(shù)ADTT修正活荷載分項系數(shù)。對橋梁活荷載的評估，要根據(jù)時間段為節(jié)點確定其最大的荷載效應(yīng)，并區(qū)分一般車流狀態(tài)和密集車流狀態(tài)下，橋梁荷載的概率分布及參數(shù)情況。本文以簡支梁為例，在橋梁跨度為20m時，其荷載參數(shù)模型如圖所示：

2、橋梁加固。為了提升橋梁的承載能力，需要運用一些加固技術(shù)予以補強，主要有以下幾種：

2.1 、橋面補強加固方法。這主要是通過增厚混凝土的厚度，并植入計算之下的規(guī)定鋼筋，使主梁與砼層連接成一體，并增設(shè)“鉸縫”聯(lián)接鋼板與鋼筋，以提升橋梁的抗彎截面強度，通過縱橫向的加固，改善橋梁的承載水平。

2.2 、錨噴砼加固法。這是在錨固好的鋼筋網(wǎng)面上，用高速的混凝土混合料持續(xù)噴射，經(jīng)過硬化之后筑成鋼筋砼，以增強橋梁的承受能力。

2.3 、粘貼碳纖維布加固法。這是以常溫固化樹脂為粘結(jié)的材料，它的抗拉強度和彈性模量都有所增強，適于作為鋼筋砼梁、板的加固材料，而且由于其輕薄、耐腐蝕的優(yōu)點，使它廣泛應(yīng)用于橋梁的建筑工程當(dāng)中。

2.4 、粘貼鋼板加固法。當(dāng)橋梁的承載力不足時，會出現(xiàn)裂縫，可以采用粘結(jié)劑及錨栓，粘補橋梁的縫隙部位，用鋼板替代補強鋼筋，以整體的強度和承載能力加固橋梁。

2.5 、增設(shè)拱圈加固法。它是在橋梁原主拱圈腹下增設(shè)的部分，成為原拱圈下的新增拱圈，起到加固拱式橋梁的作用。

四、結(jié)束語

以承載力為評估對象的橋梁結(jié)構(gòu)的可靠性，是橋梁建設(shè)工程的關(guān)注焦點，橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性、安全性與人們的生命安全息息相關(guān)，是一個國家或地區(qū)的形象，是具有建設(shè)意義的招牌，是開啟與世界各地交流的名片；我們要立足當(dāng)前，著眼未來，向國外先進(jìn)國家看齊，取長補短，提高我國的橋梁建設(shè)的整體水平，縮短與先進(jìn)國家橋梁建設(shè)水平的差距，最終讓中國的橋梁設(shè)計走向世界。

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