桥梁承载力检测评定规程MicrosoftPowerPoint演示文稿.ppt
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1、公路桥梁承载能力检测评定规程中华人民共和国交通运输部发布(2011.11.01实施),王保群山东交通学院,中华人民共和国行业推荐标准 JTG/J212011,前言,一、交通运输部公告(2011年第72号)关于公布公路桥梁承载力检测评定规程(JTG/T J212011)的公告。现公布公路桥梁承载力检测评定规程(JTG/T J212011),作为公路工程行业推荐性标准,自2011年11月1日起施行,原公路旧桥承载力鉴定办法(试行)同时废止。该规程的管理权和解释权归交通运输部,日常解释和管理工作由主编单位交通运输部公路科学院负责。,二、原鉴定办法使用 1988年颁布公路旧桥承载力鉴定办法(试行)“基
2、于专家经验的承载能力评定方法”。,不足:旧桥检验系数主要依据专家经验确定,存在检验系数评定标准难以把握、检测结果无法量化应用等问题。,不具体!,无量化标准!,费用高!,不具预判性!,三、新规程使用 解决了检验结果的定量化应用问题。根据桥梁检查和检测结果,引入分项检验系数修正极限状态设计表达式进行承载能力评定,提高了桥梁承载能力评定的客观性和可操作性。,圬工桥梁承载力,配筋桥梁承载力,c_结构截面折减系数;s钢筋截面折减系数;e承载力恶化系数Z1通过检测评定方式确定的承载力检验系数,修订要点:,线形、位移,实际几何尺寸、附加恒载,强度,钢筋锈蚀概率,钢筋锈蚀活化可能性,间接判定钢筋可能锈蚀速率,
3、混凝土碳化对钢筋锈蚀影响,保护层保护效果,自振频率,评价结构性能,索力大小,结构稳定性,2检算系数指标体系,恒载,恒载,1 总则,1.0.1 为规范在用桥梁检测评定工作,指导公路桥梁承载能力评定,制定本规程。公路桥涵养护规范和公路桥梁养护管理工作制度要求对公路桥梁进行承载能力评定。以往主要评定依据为公路旧桥承载能力鉴定方法(试行),旧桥检验系数主要依据专家经验评定,未能有效应用桥梁检测结果。为加强检测结果的定量化应用,客观评定桥梁承载能力,规范承载能力检测评定工作,对原办法进行全面修订。1.0.2 本规程适用于除钢混凝土组合结构桥梁外的在用公路桥梁的承载力检测评定。,1.0.3 本规程以基于概
4、率理论的极限状态设计方法为基础,采用引入分项检验系数修正极限状态设计表达式,对在用桥梁承载能力进行检测评定。通过对桥梁缺损状况检查、材质状况与状态参数检测和结构检算,必要时再进行荷载试验的方法评定桥梁承载能力。结构检算依据现行设计规范,根据桥梁检查与检算结果,采用引入分项检算系数修正极限状态设计表达式的方法进行。1.0.4 在用桥梁应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行承载力检测评定。1.0.5 在用桥梁承载力检测评定,除应符合本规程规定外,尚应符合国家及现行行业有关标准的规定。,1.承载能力极限状态设计时,按照两种方式组合。(1)基本组合 永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相组合,
5、其效应组合按下式计算,示例:某高速公路上钢筋混凝土简支梁桥,L=13米,结构自重产生跨中弯矩150Kn-m,车辆荷载产生跨中弯矩200Kn-m,人群荷载产生跨中弯矩50Kn-m,则其基本组合为:,0=1.1 1.0 0.9G-=1.2(对结构不利)1.0(有利)Q-=1.4c=0.8(永久+汽车+人群)0.7(2种可变荷载)0.6(3种可变荷载),2.正常使用极限状态设计时,按照两种方式组合。(1)作用短期效应组合。永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应相结合,其效应组合表达式为,(2)作用长期效应组合永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合,其效应组合表达式为,3.承载能力极限状计算(
6、1)正截面抗弯,(2)斜截面抗剪,3.正常使用极限状计算,限制应力,荷载作用下变形,裂缝宽度限值,2 术语与符号,桥梁承载能力检测评定:依据检测结果通过检算方式评定桥梁承载能力。桥梁调查:对桥梁基本技术资料的搜集与掌握,包括设计、施工、监理、监测、试验、养护、维修加固、水文与地质状况及其他历史资料。桥梁检查:对桥梁结构及其附属设施进行的现场查看与记录描述。桥梁荷载试验:通过施加荷载方式对桥梁结构或构件的静动力特性进行的试验测试。钢筋锈蚀电位:钢筋/混凝土自然状态下半电池电极与测试参考电极之间的电位差。混凝土碳化:混凝土中的碱性物质与CO2等气体发生的中性化反应。桥梁承载能力检算系数:对桥梁结构
7、或构件理论计算抗力效应的综合修正系数。,承载能力恶化系数:评定期内桥梁结构质量状况衰退恶化对结构抗力效应产生不利影响的修正系数。截面折减系数:结构或构件有效面积损失对其抗力效应产生不利影响的修正系数。活载影响修正系数:反应桥梁实际所承受的汽车荷载与标准汽车荷载之间差异对结构荷载效应所产生影响的修正系数。典型代表交通量:通过实桥现场调查换算为标准车的交通量。大吨位车辆混入率:实际调查质量超过30t的车辆交通量与实际交通量的比值。荷载试验效率:试验荷载所产生的效应与相应的设计控制荷载效应的比值。结构效验系数:试验荷载作用下实测应变或变形值与计算值的比值。,3 基本规定,3.1 一般规定3.1.1
8、在用桥梁有下列情况之一时,应进行承载能力检测评定:(参照公路桥涵养护规范规定)1 技术状况等级为四、五类的桥梁;2 拟提高荷载等级的桥梁;3 需通过特殊重型车辆荷载的桥梁;4 遭受重大自然灾害或意外事件的桥梁。3.1.2 在用桥梁承载能力检测评定应包含以下工作内容,必要时还应进行荷载试验评定。1 桥梁缺损状况检查评定;2 桥梁材质状况与状态参数检测评定;3 桥梁承载力检算评定。,3.1.3 对于多跨或多孔桥梁,应根据桥梁技术状况检查评定情况,选择具有代表性的或最不利的桥跨进行承载能力检测评定。结构形式上体现具有代表性原则,在结构技术状况和结构受力上应体现最不利原则。3.1.4 按本规程进行检测
9、评定时,有关作用及其组合在无特殊要求时宜采用设计荷载标准。经过加固桥梁,宜选用加固时所采用的标准。3.1.5 桥梁承载能力检算评定所需技术参数,宜依据竣工资料或设计文件按相关标准规范取用。对缺失技术资料的桥梁,可根据桥梁检测资料,结合参考同年代类似桥梁设计文件或标准定型图取用。,3.2 检测评定程序3.2.1 检测评定前,应通过实地调查和桥梁检查,掌握桥梁技术状况、病害成因、使用荷载和养护维修等情况,搜集相关技术资料,确定检验技术参数。勘察设计资料,主要包括:桥位地质钻探资料及水文勘测资料、设计计算书及有关图纸、变更设计计算书及有关图纸等。施工、监理、监控与竣工技术资料,主要包括:材料试验资料
10、、施工记录、监理资料、施工监控资料、地基与基础试验资料、竣工图纸及其说明、交工验收资料、交工验收荷载试验报告、竣工验收有关资料等。养护、试验检测及维修与加固资料,主要包括:桥梁检查与检测、荷载试验资料、历次桥梁维修、加固资料,历次特别事件记载资料等。调查收集桥梁运营荷载的资料,包括交通量、交通组成、车重、轴重等情况。,3.2.2 对选定的桥跨进行桥梁缺损状况检查评估、材质状况与状态参数检测评定和实际运营荷载状况调查,确定分项检算系数。桥梁综合技术状况结构检算系数Z 耐久性恶化状况耐久性恶化系数e 结构截面损伤状况截面折减系数c 运营荷载状况评价活载影响修正系数q3.2.3 按照相关标准和本规程
11、的有关规定,计算桥梁结构或构件抗力效应和作用效应,采用引入分项检算系数修正承载能力极限状态法和正常使用极限状态计算表达式的方法进行检算评定。,3.2.4 作用效应与结构抗力效应的比值在1.0-1.2之间时,应根据本规程的有关规定通过荷载试验评定承载能力。在保证桥梁安全的前提下,为充分发挥在用桥梁的承载潜力,对检算的作用效应大于结构抗力效应且超过幅度在20%以内的桥梁,应通过荷载试验进一步评定其承载能力。,4 桥梁缺损状况检查评定,检查评定依据:公路桥涵养护规范(2004)和公路技术状况评定标准(2011.9.1)检查重点:结构或构件损伤的类别、范围、分布特征和严重程度,并推断其发展变化趋势及其
12、可能造成的不利影响,进而评定其技术状况等级并最终确定损伤状况评定标准度。,公路桥梁技术评定标准(JTG/T H212011),5 桥梁材质状况与状态参数检测评定,5.1 桥梁几何形态参数检测评定5.1.1 检测项目 梁桥:桥跨结构纵向线形和墩(台)顶的竖向和水平变位 拱桥:拱轴线、桥面结构纵向线形和墩(台)顶的竖向和水平变位 索塔:塔顶水平变位、桥面结构纵向线形和主缆线形5.1.2 检测方法 纵向线形:沿桥纵向分断面布设测点,分轴线、上下游3线,按二等工程水准测量要求进行闭合水准测量。测点设在等分点截面上。(中小跨径桥梁,单跨测点不宜少于5个,大跨径桥梁,不宜少于9个)墩(台)顶水平变位或塔顶
13、水平变位:采用垂线法、极坐标法等 拱轴线和主缆线形:按桥跨的8等分点分别在拱背、拱腹、主缆顶面布设测点,采用极坐标法进行平面坐标和三角高程测量。,5.1 桥梁几何形态参数检测评定5.1.5 检测数据应用 实测数据可用于确定桥梁结构持久荷载状态的变化,也可推求结构基础变位情况。对于超静定结构,可依据实测的结构几何参数,采用模拟计算分析方法,对桥梁结构在持久荷载下的内力和变位状况作出评价。桥梁几何形态变化在一定程度上能反映结构内力变化情况;对超静定结构,可通过几何形态的观测,反演结构内力变化情况。,5.2 桥梁恒载变异状况调查评估5.2.1 调查内容 1.桥梁总体尺寸量测,包括桥梁长度、宽度、净空
14、、跨径等;2.桥梁构件尺寸量测,包括构件的长度和截面尺寸等;3.桥面铺装厚度及拱上填料重度测定;4.其他附加荷载调查 桥梁结构恒载变异原因:1.施工误差,如长度变异、尺寸变异、铺装厚度变异、材料重度变异等;2.运营期附属设施附加重量,如过桥管线等。,5.2 桥梁恒载变异状况调查评估5.2.2 检测方法 1.桥跨长度、跨径:按中心线、上下游边缘线3线量测;2.构件长度与截面尺寸;钢尺测量 跨径小于40m,量测断面单跨不得少于5个,跨径大于或等于40m,不得少于9个;对墩台、主塔等主要承重构件,量测断面不得少于3个;截面突变处应布设测量断面。3.桥面铺装厚度可采用分断面布点钻芯量测,也可用雷达结合
15、钻芯修正的方法测定。采用钻芯量测时,量测断面宜在跨径的四等分点部位,每断面布设3个钻孔测点,分设在中心线和上下游边缘处。,5.3 桥梁材质强度检测评定5.3.1 对桥梁主要构件,应采用无损、半破损或钻、截取试样等方法检测其材质强度。桥梁主要构件和次要构件划分以公路桥梁技术状况评定标准为依据。材质强度检测包括:混凝土和钢材 为减少对结构构件的损伤,应尽量采用无损检测方法(超声回弹);钢材采用截取试样方法。5.3.2 对桥梁混凝土强度,应在主要构件或主要受力部位布置测点,采用回弹法、超声回弹综合法、取芯法等进行检测。5.3.3 钢材强度可依据设计、施工有关资料确定。无资料时,宜通过调查桥梁修建年代
16、和材料来源、查看结构外观等进行分析判定。,5.3.4 在桥梁上钻、截取试件时,应尽量选择在承重构件的次要部位或次要承重构件上,并应采取有效措施,确保结构安全;钻、截取试件后,应及时进行修复或加固处理。钻芯法检测混凝土强度时,应选择在主要构件的非主要受力部位(横隔板)或主要受力部位的非应力控制区布置取芯测区,并应尽量避开受力钢筋。进行强度试验截取钢筋时,应选择在次要构件上,且避开受力主筋。,5.3.5 混凝土强度匀质系数或平均强度匀质系数测定,推算混凝土强度评定标度。,Rit混凝土实测强度推定值R混凝土设计强度等级,2.平均强度匀质系数,1.推定强度匀质系数,Rim混凝土测区平均换算强度,桥梁混
17、凝土强度评定标准,5.4 混凝土桥梁钢筋锈蚀电位检测评定,5.4.4 评定混凝土桥梁钢筋锈蚀的概率或锈蚀活动性,并按照测区锈蚀电位水平最低值,确定钢筋锈蚀电位评定标度。,钢筋锈蚀不仅影响结构耐久性,而且影响结构的安全性。钢筋锈蚀电位直接反映了混凝土中钢筋锈蚀的活动性。通常电位差越大钢筋发生锈蚀的可能性越大。,5.5 混凝土桥梁氯离子含量检测评定,5.5.3 根据混凝土中钢筋处氯离子含量,评判其诱发钢筋锈蚀的可能性。并按照测区最高氯离子含量值,确定混凝土氯离子含量评定标度。,混凝土中氯离子可诱发并加速钢筋锈蚀,测量混凝土中氯离子含量可间接评判钢筋锈蚀活化的可能性。混凝土中氯离子含量越高,钢筋诱发
18、锈蚀的可能性越大。,5.6 混凝土桥梁电阻率检测评定,5.6.3 根据钢筋锈蚀速率,按照测区电阻率最小值确定混凝土电阻率评定标度。,电阻率反映了混凝土的导电性能,可间接判断钢筋的可能锈蚀速率。通常混凝土电阻率越小,混凝土导电的能力越强,钢筋锈蚀发展速度越快。,5.7 混凝土桥梁碳化状况检测评定,根据测区混凝土碳化深度平均值与实测保护层厚度平均值的比值,确定混凝土碳化评定标度。,Kc=碳化深度平均值/保护层厚度平均值,混凝土中钢筋由于碱性混凝土环境的保护而处于钝化状态,混凝土碳化将造成钢筋失去碱性混凝土环境的保护,钢筋易诱发锈蚀。通过测试混凝土碳化深度和保护层厚度,可评判混凝土碳化对钢筋锈蚀的影
19、响。,5.8 混凝土桥梁钢筋保护层厚度检测评定5.8.1 混凝土桥梁钢筋保护层厚度检测包括钢筋位置和混凝土保护层厚度测量,对缺失资料的混凝土桥梁还应包括钢筋直径估测。5.8.2 混凝土桥梁钢筋保护层厚度检测部位包括:1.主要构件或主要受力部位;2.钢筋锈蚀电位测试结果表明钢筋可能锈蚀活化的部位;3.发生钢筋锈蚀胀裂的部位;4.布置混凝土碳化测区部位。,5.8 混凝土桥梁钢筋保护层厚度检测评定5.8.3 钢筋保护层厚度可采用电磁检测方法进行无损检测。对缺失资料的桥梁,可在结构非主要受力部位采用局部破损的方法进行校验。,5.8 混凝土桥梁钢筋保护层厚度检测评定5.8.4 检测构件或部位钢筋保护层厚
20、度平均值计算。,Dni保护层厚度平均值,精确值0.1mmn检测构件或部位的测点数,5.8.5 检测构件或部位钢筋保护层厚度特征值计算。,5.8 混凝土桥梁钢筋保护层厚度检测评定5.8.6 根据检测构件或部位的钢筋保护层厚度特征值与设计值的比值,确定钢筋保护层厚度评定标度。,混凝土对钢筋的保护作用包括两个方面:(1)混凝土的高碱性使钢筋表面形成钝化膜;(2)保护层对外界腐蚀介质、氧气及水分等渗入起到阻止作用,其主要取决于混凝土的密实度及保护层厚度.因此,混凝土保护层厚度及其分布均匀性是影响结构钢筋耐久性的一个重要因素.,5.9 桥梁结构自振频率检测评定5.9.1 检测方法:测点应布置在桥梁结构上
21、下部结构振型的峰谷点,进行多点多方向测量。5.9.2 宜根据实测自振频率与理论计算频率的比值,确定自振频率评定标度。,自振频率反映结构损伤情况、结构整体性能和受力体系的改变。,简支梁自振频率,桥梁的动力特性(频率、振型和阻尼比),只与结构本身的固有性质(形式、刚度、质量分布、材料性质)有关,与荷载等其他条件无关。1、结构固有频率的测定 外力使桥梁产生自由振动,记录衰减振动波形。计算固有频率 2、结构阻尼测定 一般用对数衰减率或阻尼比表示。,5.10 拉吊索索力检测评定,索力偏差率,Td实测索力T设计索力,拉吊索索力直接反映索结构持久状况下的内力状态,是评价桥梁承载能力的重要指标。索力测量时,应
22、事先解除阻尼装置并通过现场试验确定换算索长,并依据不少于前五阶特征频率计算索力的平均值。,5.11 桥梁基础与地基检测评定,5.11.2 对于设有永久性控制检测点的桥梁墩台与基础,可通过测量永久性控制检测点平面坐标与高程的变化分析其变位。对于无永久性控制检测点的桥梁墩台与基础,可采用几何测量、垂线测量、光学测距等间接测量的方法,或通过测量桥跨结构几何形态系数的变化推定其变位。,5.11 桥梁基础与地基检测评定5.11.3 对桥梁基础变位应从下列两个方面进行评定:1.基础变位是否趋于稳定。若基础变位尚未稳定,应设立永久控制观测点,定期进行控制检测。2.基础变位是否超出设计期望值。若超出设计期望值
23、,除应检算评定基础变位对上部结构的不利影响外,还应对地基进行探查,检算评定其承载能力。5.11.4 对桥梁地基检验应符合下列规定:1.根据桥梁结构的重要性、墩台与基础变位情况以及原位岩土工程勘察资料情况,适当补充勘探孔或原位测试孔,查明土层分布及土的物理力学性质。孔位应尽可能靠近基础。2.对于因加固维修需要增加结构自重的桥梁,尚宜在基础下取原状土进行室内土的物理力学性质试验。,(1)参照法。在土质基本相同的条件下,参照邻近结构物的地基承载力。(2)现场测定法。包括荷载试验或触探试验(3)理论公式计算法。(4)经验法(规范法)。,一、规范法确定地基容许承载力 规范仅对一般土质条件做了规定,但对特
24、殊地基,应根据具体情况,结合荷载试验、现场标准惯入试验或静力触探试验及理论分析后综合确定。(一)规范法确定基本容许承载力0步骤:(1)确定土的类别。六类:粘性土、砂类土、碎卵石类土、黄土、冻土、岩石。(2)确定土的状态。包括天然松密和稠度状态。其中,粘性土按液性指数分为坚硬、半坚硬、硬塑、软塑和流塑状态。砂类土根据相对密度分为稍密、中等密实、密实状态。碎卵石类土按密实度分为密实、中等密实、松散状态。(3)确定土的容许承载力(基本容许承载力)。查表,(二)修正容许承载力的确定:当基础最小边宽度b超过2m或基础埋置深度h超过3m且h/b4时,按以下公式进行修正提高。(1)当b2m时取2m;b10m
25、时取10m。(2)基础埋置深度由一般冲刷线算起;无冲刷由原地面算起;位于挖方内的基础,由开挖后地面算起。(3)1基底土天然容重,如透水性土取浮容重。(4)2基底以上土容重,如持力层在水面以下且为不透水性土,取饱和容重;如持力层为透水层,取浮容重。(5)K修正系数。,(三)不同土质地基承载力确定方法 1、粘性土(1)老粘土按土的压缩模量确定。(2)一般粘性土按液性指数和天然空隙比确定。(3)新近沉积粘性土按液性指数和天然空隙比确定。(4)残积粘性土按压缩模量确定。2、砂性土 砂性土地基承载力按照密实状态(相对密度)确定。3、碎卵石类土 碎卵石类土地基承载力按照密实状态(相对密度)确定,4、黄土(
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