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时间:2019-01-09
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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
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