在役混凝土桥梁可靠性评估和寿命预测探究

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1、在役混凝土桥梁可靠性评估和寿命预测探究　　摘要：目前在役的混泥土桥梁是交通体系中一个非常重要的部分，对在役混泥土桥梁进行可靠性评估与寿命预测的研究是非常有必要的，与整个交通系统的安全与稳定有直接的关系。对在役混泥土桥梁的可靠性评估方法进行研究，并介绍相关的寿命预测的研究方法，为在役混泥土桥梁的工作状态与寿命预测的研究提供技术方法参考，介绍了目前存在的在役混泥土桥梁寿命预测的发展现状，并总结主要的方法类型，并针对其特点与适用性进行分析。关键词:在役混泥土桥梁；可靠性评估；寿命预测研究中图分类号：TU37文献标识码：A7桥梁是城市道路与公路交通的重要组成部分，但

2、是由于存在荷载的变化、混泥土的碳化、钢筋的锈蚀、意外碰撞、设计标准的演变、结构的老化与病害、车辆的超负荷运输等因素的影响，桥梁的可靠性和使用寿命会随着时间的变化逐渐退化。对于桥梁的修复和养护来说，对桥梁的可靠性和使用寿命进行有效的评估显得十分重要。对桥梁的可靠性的评估方法有：应用模态分析法、应用系统识别法等方法。目前，很多学者提出了相关的在役混泥土桥梁寿命的预测理论，但是对这些理论的研究大多缺少系统化的研究，停留在理论设想阶段，也很少应用于实际的工程建设当中，桥梁寿命的设计指标还有待规范化。基于以上的原因，本文将对在役混泥土桥梁的可靠性评估及寿命预测方法的几

3、种模型进行分析研究。在役混泥土桥梁评估结构可靠性的现场测试结构可靠性评估的流程在役混泥土桥梁的可靠性评估的现场测试的主要方法有破坏性方法及非破坏性方法，破坏性方法是指用材料试验或极限荷载试验来验证评估结果，非破坏性方法的目的是为了测量横系梁与主梁的惯性矩及混泥土的杨氏模量。现场非破坏性试验动载试验与静载试验两种，通过这两种试验可以检测出混泥土桥梁的一些力学性能，如桥梁的变形、加速度等。对于每根梁的抗弯刚度的力学性能的确定可以依据系统是别法来进行分析。对梁因荷载变化而引起的内力的变化可以根据每根梁的系统参数通过设计荷载结构分析法进行确定。结合之前的桥梁荷载试验

4、结果的数据统计以及材料试验时模拟抗力的变化，然后通过计算抗剪的可靠性、破坏概率Pf对桥梁抗弯可靠性、可靠度指标、安全系数。最终通过极限荷载试验由材料试验来进行验证，得出评估结果。现场测试过程7非破坏性试验，静载试验的加载方式通常是用事先经过准确称量的满载碎石的三轴卡车在桥面上进行加载试验。车辆按指定的方法就位，以此来使每片梁产生理想的荷载分布。动载试验是为了获得结构不同的振动模型，使落物在不同的位置产生强迫振动。典型的动载试验加载方法是在同一加载点上连续加载十次，重物落距保持在70厘米，从而消除噪声干扰，从中获得一个稳定的平均值。在役混泥土桥梁的可靠性评估及

5、验证采用灵敏度分析的系统识别法系统识别法是一种典型的迭代分析法，它通过减小测试中所获得的分析结果与力学性能之间的差异来确定不同损伤程度的梁抗弯刚度等系统参数，对于系统识别法来说，可以使用具有扭转刚度、剪切、弯曲的有限梁的单元格构模型来作为迭代计算的模型。可以依据支撑点的破坏程度用弹簧单元来对支点处的转角摩阻进行模拟。评估承载力在役混泥土桥梁的材料试验通常是对桥梁的主梁的抽查钢筋和混泥土芯样进行试验，以此来评定材料的劣化程度。试验结果表明，在役混泥土桥梁的弹性模量及抗压强度与设计值相比较，远远小于设计值，具有很大的碳化深度。混泥土的碳化程度通常被认为是桥梁劣质

6、化的指标，用它来对承载力进行评估是合理的。抗力模型及荷载变化7在可靠性评估的方法中，需要考虑到评估误差及数据的离散型对评估结果准确性的影响，所以在进行可靠性评估时，应该建立承载力与荷载作用的概率模型，承载力的概率模型可以依据计算值之间的比率及极限荷载试验值的校正系数来进行评估。评估的结果及验证本文通过对实际桥梁的可靠性评估，提出了基于现场试验的可靠性评估方法，试验结果表明，修建最早的桥梁的抗弯刚度与设计值相比，下降很明显，对于严重破损的桥梁，对其的破坏模式进行预测是可行的。在役混泥土桥梁的寿命预测方法的主要类型比较预测法这种方法在实际应用中很少采用，它具有这

7、样的假设条件：混泥土如果在某一期限内是经久耐用的，则相似环境下的相似的混泥土也应该具有同样的寿命，但是每一座在役的混泥土桥梁的结构、形状、环境等因素都是不一样的，应用这种方式进行寿命预测并不合理。经验预测法这种方式主要是根据现场大量的试验结果及实验室的大量研究，在以往经验的基础上，对桥梁的使用寿命进行半定量化的预测，但如果结构设计的周期较长，使用环境较为恶劣，或是在对结构进行加固时，使结构状态发生了较大的改变，选择这样预测方式的可靠性就不高。7随机预测法由于影响桥梁使用寿命的各种因素都是随机变量，有些变量甚至是随时间的变化而变化，对其进行定量的分析，都多多少

8、少有不合理之处，因此使用随机预测法进行剩余使用寿命的