基于裂缝特征的桥梁承载力估算数学模型研究

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1、基于裂缝特征的桥梁承载力估算数学模型研究　　【摘要】传统桥梁承载能力评估需要检测大量实测数据，费时费力。笔者根据以往研究结论，以及自己所从事桥梁分析经验可知，桥梁的承载力与其裂缝规模成反比，相关密切。因此，本文拟通过物理模型试验研究，分析桥梁承载力与其裂缝主要特征量的相关关系，并拟合桥梁承载力与裂缝最大高度、平均宽度、平均高度等特征量的经验公式，为快速检测桥梁承载力提供一种简单的估算数学模型。　　【关键词】裂缝特征；桥梁承载力；数学模型；裂缝高度　　BasedontheFractureCharacte

2、risticsoftheBridgeBearingCapacityEstimationMathematicalModelResearch　　ZHANGpeng　　（NangJingBoruijieRoad&BridgeEngineeringDesignCo.Ltd，NanjingJiangsu210000，China）　　【Abstract】Traditionalbridgebearingcapacityevaluationneedtodetectalargenumberofmeasureddata，

3、laborious.Basedonpreviousresearchconclusions，aswellashisownexperienceinbridgeanalysisshowsthatthebearingcapacityofthebridgewithcracksisinverselyproportionaltothesize，arecloselyrelated.Therefore，thepaperthroughphysicalmodeltestresearch，analyzingthemainch

4、aractersofbridgebearingcapacityandcrack，4andfittingofbridgebearingcapacityandmaximumcrackcharacteristicssuchasheight，averagewidth，theaverageheightofempiricalformula，forrapiddetectionofbridgebearingcapacitytoprovideasimplemathematicalmodeltoestimate.　　【K

5、eywords】Fracturecharacteristic；Bridgebearingcapacity；Mathematicalmodel；Fractureheight　　0前言　　桥梁承载力的检测是桥梁工程维护的主要内容[1]，然而传统的桥梁检测需要检测大量数据，因此往往需要对桥梁评定进行专门立项，费时费力。根据以往学者的研究结论，以及笔者自己的研究经验，我国桥梁目前最主要的承载力下降病害就是弯压破坏[2]，因此受弯区的裂缝特征必然与桥梁的承载力有直接的关系，因此，本文拟通过物理模型试验，建立桥梁

6、承载力与受弯区裂缝特征值的经验公式。得到桥梁承载力检测模型。　　1物理试验布置　　1.1矩形梁截面尺寸　　在桥梁受弯区共布置5个矩形梁，且截面尺寸相同，采用不同强度混凝土构造，将矩形梁布置设计列于表1。　　表1矩形梁布置设计　　Table1Rectangularbeamlayoutdesign　　1.2加载布置4　　由空载开始，在桥梁跨径中心处开始加载，以试件最大受弯荷载为基本值，以0.2倍基本值为步长，依次由0倍最大受弯荷载逐渐加载至1.4倍最大受弯荷载，每一级加载后持续5分钟。　　在加载过程中仔细

7、观察各裂缝特征量随承载力变化，统计原始数据，应用到下一步的分析中。　　2试验结果分析　　先对各特征数据进行无量纲化，令受弯承载率为当前所受弯矩值与极限承载弯矩值，其表达式为λ同理可易得裂缝宽度比值为当前裂缝宽度/极限状态下裂缝宽度；最大缝高比值为当前裂缝高度/极限状态下裂缝高度；平均裂缝高度比值为当前裂缝平均高度/极限状态下平均裂缝高度。　　2.1承载率与最大裂缝宽度比值关系　　图1承载率与最大裂缝宽度比值回归图　　Figure1Loadingrateandthemaximumcrackwidthra

8、tiofigure　　2.2承载率与最大裂缝高度比值关系　　4结论　　本文通过物理模型试验，搜集了大量实测数据。然后通过理论分析建立了基于裂缝特征的桥梁承载力估算数学模型，本文研究结论可实现用快速计算判断桥梁承载力，从而减少检测投入。本文研究结论为同类工程提供借鉴与参考。　　【参考文献】　　[1]WilliamGW；ShoukrySN；RiadMYEarlyagecrackingofreinforcedconcretebridgedecks[J].200