混凝土橋梁抗彎承載能力的退化分析

摘 要：混凝土是橋梁工程的重要組成部分，而且，混凝土結(jié)構(gòu)會隨著時間的推移受到內(nèi)部以及外部因素的影響，致使橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞，從而造成混凝土橋梁抗彎承載能力逐漸發(fā)生退化，對橋梁的性能帶來極大的影響，甚至無法滿足橋梁的施工要求，因此，需要做好混凝土橋梁抗彎承載能力的退化分析，這樣才能有效的對其進(jìn)行針對性的處理。

關(guān)鍵詞：混凝土橋梁；抗彎曲承載能力；鋼筋強(qiáng)度

前言

近些年來，混凝土橋梁在使用過程中，鋼筋出現(xiàn)銹蝕，或是鋼筋與混凝土結(jié)構(gòu)之間連接強(qiáng)度的退化等因素，引發(fā)混凝土橋梁抗彎承載能力的退化，不僅對橋梁的正常使用產(chǎn)生一定的影響，同時對混凝土橋梁的承載能力構(gòu)成一定的威脅，更不利于混凝土橋梁工程的可持續(xù)發(fā)展，對此，文章主要對混凝土橋梁抗彎承載能力的退化進(jìn)行分析。

1 混凝土橋梁抗彎承載能力退化的危害

在社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的過程中，橋梁工程的數(shù)量也在不斷的增加，而且，橋梁工程作為人們生活的重要組成部分，應(yīng)對其進(jìn)行不斷的改進(jìn)和完善，同時也應(yīng)對橋梁抗彎承載能力提出更高的要求，確保橋梁可靠的運(yùn)行[1]。然而，近幾年混凝土橋梁事故頻繁發(fā)生，其最大原因就是混凝土橋梁抗彎承載能力的退化，將會給橋梁的使用帶來巨大的危害，例如，橋梁裂縫、局部受到破壞、結(jié)構(gòu)碎裂等，甚至出現(xiàn)橋梁坍塌的事故，因此，在混凝土橋梁投入運(yùn)營的過程中，需要結(jié)合實際的情況對其抗彎承載能力的退化展開全面的分析，以便于及時對其采取有效的處理措施，從而保證混凝土橋梁使用的安全性、可靠性。

2 混凝土橋梁抗彎承載能力的退化原因

2.1 鋼筋強(qiáng)度的退化

鋼筋作為混凝土橋梁抗彎承載能力的重要組成部分，在日常的使用中，鋼筋強(qiáng)度會出現(xiàn)退化，從而影響到混凝土橋梁抗彎承載能力?，F(xiàn)階段，鋼筋強(qiáng)度的退化主要分為普通鋼筋強(qiáng)度的退化以及預(yù)應(yīng)力鋼筋強(qiáng)度的退化兩種。

（1）普通鋼筋強(qiáng)度的退化[2]。在鋼筋正常生產(chǎn)工藝中，都有著明顯的屈服點以及相應(yīng)長度的屈服臺階，一般情況下，鋼筋的極限強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度之間的比值為1.25至1.55。然而，在鋼筋實際的使用中，如果出現(xiàn)嚴(yán)重銹蝕的情況，那么應(yīng)力以及應(yīng)變曲線將會發(fā)生極大的變化，也使得鋼筋屈服點過于模糊，屈服強(qiáng)度與極限強(qiáng)度之間會非常接近，極易對鋼筋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，從而導(dǎo)致鋼筋強(qiáng)度的退化。（2）預(yù)應(yīng)力鋼筋強(qiáng)度的退化。相比于普通鋼筋強(qiáng)度的退化來說，預(yù)應(yīng)力鋼筋強(qiáng)度的退化，主要是受到腐蝕預(yù)應(yīng)力的影響，會導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉強(qiáng)度逐漸低于抗拉強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值，從而導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力鋼筋強(qiáng)度出現(xiàn)退化的現(xiàn)象。另外，通過大量的實踐證明，在混凝土橋梁結(jié)構(gòu)施工時，如果使用的鋼筋出現(xiàn)一定程度銹蝕，將會加快鋼筋強(qiáng)度的退化，從而加快混凝土橋梁抗彎承載能力的退化速度，將會對混凝土橋梁使用的安全性等帶來極大的影響。

2.2 鋼筋與混凝土之間粘接強(qiáng)度的退化

眾所周知，鋼筋混凝土是橋梁施工的重要組成部分，而且也被廣泛的應(yīng)用到其他工程領(lǐng)域中[3]。然而，在近些年的發(fā)展中，作者在對混凝土橋梁抗彎承載能力退化的分析中發(fā)現(xiàn)，鋼筋與混凝土之間的粘接強(qiáng)度，是引發(fā)橋梁抗彎承載能力退化的主要原因。正常情況下，鋼筋與混凝土之間的粘接是與周圍混凝土結(jié)構(gòu)之間相互作用的一種方式，是兩者之間變形協(xié)調(diào)以及應(yīng)力傳遞的途徑，同時也是混凝土橋梁成長運(yùn)營的基礎(chǔ)要素。然而，在路橋長期的使用下，鋼筋出現(xiàn)銹蝕可能會造成鋼筋與混凝土之間粘接強(qiáng)度退化的現(xiàn)象，甚至引發(fā)兩者之間相對滑動，致使橋梁抗彎承載能力的退化

3 混凝土橋梁抗彎承載能力的退化分析

3.1 抗彎承載能力退化的分析方法

混凝土橋梁抗彎承載能力是考察橋梁質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，而在混凝土橋梁經(jīng)過長時間使用后，可能會對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的破壞，引發(fā)混凝土開裂、受拉區(qū)域鋼筋屈服、中性軸上移等問題，而通過大量的實踐分析，造成這些問題的主要原因是銹蝕而引發(fā)鋼筋結(jié)構(gòu)損壞，或是鋼筋與混凝土粘結(jié)性退化而引發(fā)橋梁機(jī)理的破壞，導(dǎo)致一些受拉鋼筋強(qiáng)度未能充分的將其作用發(fā)揮出來[4]。

在對混凝土橋梁抗彎承載能力退化現(xiàn)象的分析中，對混凝土梁的正截面承載力計算需要考慮以下幾方面因素：混凝土梁彎曲之后，需保證截面仍能保持成平面；應(yīng)考慮到受拉區(qū)域的鋼筋是否與混凝土完全粘合，并根據(jù)鋼筋的應(yīng)力以及抗拉強(qiáng)度等來計算鋼筋的極限狀態(tài)；要考慮到完全粘合的鋼筋與混凝土粘接強(qiáng)度的退化對混凝土橋梁抗彎承載能力的影響等。

3.2 案例分析（如圖1所示）

通過以上的分析了解到，混凝土橋梁在長期的使用中，會造成抗彎承載能力的退化，從而影響到整體橋梁的使用，而引發(fā)這類問題的主要原因是鋼筋的銹蝕以及鋼筋與混凝土之間粘接強(qiáng)度退化[5]。例如，在某市區(qū)混凝土橋梁Q，該橋梁主要以簡支T梁橋，橋面的凈寬為11.5m，橋的總寬度為12.5m，橋梁的總長度為30m，跨徑為30m，T梁橋的高度為1.7m，該橋梁建設(shè)施工時，主要應(yīng)用的施工材料為C50混凝土，同時，在橋面上主要采用8cm厚度的瀝青混凝土，以及下層的8cm厚的鋼筋混凝土布設(shè)而成，該T梁的應(yīng)力鋼束布置情況主要如圖2所示。

在對該橋梁抗彎承載能力退化分析的過程中，主要考慮梁底和梁頂普通鋼筋的銹蝕情況，同時還應(yīng)考慮底層預(yù)應(yīng)力鋼筋③和④鋼束的銹蝕情況，從而對該橋梁展開全面的分析，了解其橋梁抗彎承載能力退化的情況，并有針對性的采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施，確保橋梁的正常使用。

4 結(jié)束語

綜上所述，在社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展之下，橋梁工程的發(fā)展也極為迅速，加強(qiáng)對混凝土橋梁抗彎能力的分析，可以引起相關(guān)部門及其檢查人員對預(yù)應(yīng)力鋼筋耐久度的重視，盡量采取有效的措施減緩鋼筋銹蝕的速度。

參考文獻(xiàn)

[1]陳宗平，鐘銘，陳宇良，等.型鋼再生混凝土偏壓柱受力性能試驗及承載力計算[J].工程力學(xué)，2014（4）.

[2]王國業(yè)，王亮，楊永生，等.鋼筋銹蝕對混凝土梁抗彎性能影響試驗[J].沈陽建筑大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2013（3）.

[3]蔣連接，馬歡，朱方之.銹蝕鋼筋與混凝土粘結(jié)性能退化規(guī)律的試驗研究[J].四川建筑科學(xué)研究，2012（6）.

[4]張延年，盧珍.基于全浸泡外加電流法的銹蝕鋼筋力學(xué)性能試驗[J].沈陽建筑大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2012（6）.

[5]王俊，孔亞美，劉立新.折線先張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁長期撓度實用計算公式[J].鄭州大學(xué)學(xué)報（工學(xué)版），2015（2）.