為橋梁可靠性提供一個評定方法

文|交通運輸部公路科學(xué)研究院 趙尚傳

現(xiàn)階段在役橋梁面臨著承載能力評定技術(shù)從構(gòu)件層次向結(jié)構(gòu)層次提升、耐久性評定技術(shù)需補充完善、大量到達設(shè)計使用年限橋梁能否繼續(xù)使用等問題。“在役混凝土梁橋可靠性檢測評估技術(shù)體系與裝備研發(fā)”項目組以結(jié)構(gòu)型式簡單、量大面廣的混凝土梁橋為對象，通過理論創(chuàng)新、試驗研究、設(shè)備研發(fā)和工程示范等，完善提升了基于可靠性的混凝土梁橋承載能力評定方法，建立了混凝土梁橋耐久性評定方法，以及到達設(shè)計使用年限橋梁是否可繼續(xù)使用的評定方法。

永存應(yīng)力非線性超聲測試系統(tǒng)，該套系統(tǒng)為超聲尾波檢測系統(tǒng)，可以用其檢測混凝土在不同應(yīng)力大小條件下的尾波參數(shù)。

混凝土永存應(yīng)力實體梁試驗，該試驗驗證和修正采用超聲尾波方法檢測實體結(jié)構(gòu)的混凝土永存應(yīng)力。

空心板鉸縫可靠性檢測評估試驗。在不同荷載作用下鉸縫變形量試驗，據(jù)此建立空心板鉸縫變形量的可靠性評估指標(biāo)及分級標(biāo)準(zhǔn)。

在科技攻關(guān)過程中，該項目形成了多項創(chuàng)新成果。

提出了基于尾波干涉理論的永存應(yīng)力現(xiàn)場無損檢測方法；研發(fā)了永存應(yīng)力試驗測試系統(tǒng)；提出了相應(yīng)的永久作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值和分項系數(shù)的計算方法；建立了考慮實測永久作用效應(yīng)的在役混凝土梁橋承載力評估方法。

采用結(jié)構(gòu)冗余性理論，針對空心板梁橋接縫和T梁橫隔板損傷程度及支座脫空對結(jié)構(gòu)體系和構(gòu)件受力性能的影響，分別建立了裝配式板（梁）間相對位移、橫隔板剛度折減和支座脫空率的分級標(biāo)準(zhǔn)，為混凝土板（梁）橋可靠性評價提供了量化指標(biāo)。

針對一般大氣環(huán)境和海洋環(huán)境，建立了基于概率可靠性理論的在役混凝土梁橋耐久性檢測評估方法；針對凍融環(huán)境和硫酸鹽環(huán)境，分別建立了混凝土構(gòu)件耐久性“圖形標(biāo)桿”評估法和里氏硬度評估法。

里氏硬度法現(xiàn)場試驗，通過測試混凝土的里氏硬度，計算其當(dāng)前遭受硫酸鹽侵蝕的情況。

提出了混凝土梁橋達到設(shè)計使用年限后的技術(shù)狀況預(yù)測方法；構(gòu)建了“控荷載、控抗力”承載力評價模型；初步建立了超期服役橋梁的可靠性評價方法。

研究成果在新疆兵團第一師國防大橋（硫酸鹽環(huán)境）、富綏松花江大橋（凍融環(huán)境）、浙江漩門港大橋（海洋環(huán)境）等依托工程橋梁的檢測中，進行了應(yīng)用和驗證，為這些環(huán)境中橋梁耐久性檢測評估提供了重要的檢測技術(shù)支撐。此外，該項目研發(fā)的2套檢測設(shè)備，提升了在役混凝土梁橋檢測評價技術(shù)水平，具有顯著的經(jīng)濟社會效益，推廣應(yīng)用前景廣闊。