基于时变可靠度理论的钢筋混凝土桥梁安全性评估

《基于时变可靠度理论的钢筋混凝土桥梁安全性评估》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2013年6月第6期城市道桥与防洪桥梁结构99基于时变可靠度理论的钢筋混凝土桥梁安全性评估冯莹(上海千年城市规划工程设计股份有限公司，上海201108)摘要：该文介绍了一种钢筋混凝土桥梁安全性评估的方法。在对既有桥梁安全性评估时，根据钢筋混凝土桥梁特有的性质，对其进行可靠度计算分析。考虑了钢筋混凝土桥梁在使用过程中混凝土碳化、钢筋锈蚀引起的结构抗力退化，建立结构抗力退化模型。再根据评估基准期的不同，建立了时变荷载效应模型。最后运用Jc法计算结构可靠度指标，以评估既有桥梁的结构可靠度。关键词：钢筋混凝土；可靠度；混凝土碳化；钢筋锈蚀；抗力衰退模型；JC法中图分类号：U446文献标识码：A文章编号

2、：1009—7716(2013)06—0099—06度的研究中已取得了一定的成果。FrangopolD．M．0前言等[5](1997)提出了基于可靠度的受腐蚀的钢筋混桥梁是国家重要的基础设施之一，在交通运凝土桥梁的设计方法。该方法是根据适用寿命损输网中占有特殊的地位，其通行能力、承载能力和失最小的原则，但未计算不同环境条件下可靠度结构安全性是确保交通运输网安全畅通的关键。指标。Va1．D．V．等[61(1998)提出了锈蚀钢筋混凝土但许多现役桥梁出现老化、破损等现象导致桥梁结板式桥梁的可靠度评估方法，建立了荷载模型、钢构承载力不足，所引起的桥梁安全性问题已成为筋锈蚀模型和非线性有限元结构模型，

3、根据一次世界范围的难题[11。据美国联邦公路总局(FHWA)二阶矩法对可靠度指标进行估计。贡金鑫等[7J2006年统计，美国约有60万座公路桥梁，其中约(2000)研究了大气环境下考虑钢筋锈蚀的钢筋混28．6％为不符合要求的桥梁，约12％的桥梁被列为凝土结构可靠度的分析方法，计算了不同大气环具有结构缺陷的桥梁，维修、补强或重建这些桥梁境、不同混凝土强度及不同混凝土保护层厚度时估计要花费900亿美元翻。法国23．35万座桥梁中，构件的可靠度指标，但仅考虑锈蚀钢筋面积随时39％的桥梁有缺陷，英国15．5万座公路桥梁中，30％间变化，而未考虑钢筋与混凝土粘结损失随时间的桥梁有缺陷，约有1／4的桥梁不

4、能满足现代规范变化。本文根据混凝土结构的受力机理并考虑了要求，如果选择重建或维修则需要8．3亿英镑翻。我混凝土碳化、钢筋锈蚀等因素引起的结构抗力退国的桥梁安全性问题同样比较严峻。截至2006年化时变性，及荷载效应的时变性，运用JC法对现底，我国公路桥梁达到53．36万座，其中近1／3是役钢筋混凝土桥梁进行结构可靠度分析和安全性上世纪50～60年代建成的，桥龄一般在50～60a左评估。右，病害问题已经暴露，相当数量的桥梁发生老1结构抗力随机过程分析化、损坏现象，危桥逐年增多，约占永久性桥梁的现役钢筋混凝土桥梁在使用期内其结构抗力3％～4％【4]。建立探索适用于现役桥梁的安全性评估是随时间不断变化

5、的。引起结构抗力不断衰减的与现状承载力鉴定的方法和技术手段已经成为亟原因主要有：(1)结构控制截面有效承载面积的减待解决的问题。目前，许多学者对基于桥梁可靠度小；(2)材料强度的下降；(3)混凝土和钢筋之间粘的安全性评估方法进行了大量的研究，力图研究结强度的下降。一套能准确评估现役桥梁的实际承载力和可靠性1．1结构有效承载面积衰减模型的可行方法，以提示现役桥梁是否存在潜在危险，1．1．1混凝土控制截面的衰退模型是否需要维修、加固或重建，并能避免重大事故发使用期内的钢筋混凝土结构会因为钢筋锈蚀生，延长现役桥梁的使用寿命。或其它各种因素引起混凝土保护层开裂或剥落。现役桥梁的可靠度与拟建桥梁的可靠度

6、有很钢筋混凝土受弯构件正截面抗弯承载力计算时不大的不同，现役桥梁的可靠度具有时变性。桥梁在考虑受拉区混凝土参加工作，受拉区钢筋锈蚀或其服役期间结构抗力和荷载效应一般是随时间在不它因素所引起的受拉区混凝土截面损伤可不考虑。断变化的，其失效概率也在随时间不断增加。在较但受压区需考虑截面损伤对承载力的影响。考虑损多学者开展的关于钢筋混凝土桥梁构件时变可靠伤后的截面尺寸，可采用如下公式进行计算l8l：收稿日期：2013—03—06=一1c1；6f=6一2c2一3c3(1)作者简介：冯莹(1987一)，女，江苏省兴化人，硕士，助理工程式中：h、6——分别为截面原有高度和宽度；师，从事桥梁工程设计工作。1

7、00桥梁结构城市道桥与防洪2013年6月第6期h、6——分别为损伤后的截面高度和宽度；段计算：一、钢筋开始锈蚀至混凝土保护层锈胀开Cl——为截面高度方向受压区混凝土保护层裂；二、混凝土保护层锈胀开裂以后。钢筋锈蚀深厚度；度预测计算【91如下：C2nc，——为截面宽度方向的两侧保护层厚度；(1)混凝土保护层锈胀开裂前：。、2、，——为对应于混凝土保护层c。、c。的(t)^(t-t)(7)。截面几何损