混凝土結(jié)構(gòu)承載能力及耐久性評(píng)估

混凝土結(jié)構(gòu)承載能力及耐久性評(píng)估講授教師：章韻§2-1在役混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力與耐久性評(píng)估的基本概念§2-2考慮鋼筋腐蝕影響的承載能力評(píng)估方法基本內(nèi)容§2-1在役混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力與耐久性評(píng)估的基本概念

混凝土結(jié)構(gòu)受到損傷后，需要對(duì)結(jié)構(gòu)損傷的原因和程度進(jìn)行分析，對(duì)損傷對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力及耐久性的影響進(jìn)行評(píng)估，其主要內(nèi)容是：①考慮結(jié)構(gòu)損傷影響的承載能力評(píng)估②在役結(jié)構(gòu)剩余使用壽命評(píng)估第二章混凝土結(jié)構(gòu)承載能力及耐久性評(píng)估§2-1在役混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力與耐久性評(píng)估的基本概念

在評(píng)估分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件，制定科學(xué)的維修加固方案，提出結(jié)構(gòu)處理措施。評(píng)估現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的安全可靠性的核心問題是確定考慮結(jié)構(gòu)病害損傷后的結(jié)構(gòu)承載能力。橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力評(píng)定通常采用以下三個(gè)途徑：

第二章混凝土結(jié)構(gòu)承載能力及耐久性評(píng)估§2-1在役混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力與耐久性評(píng)估的基本概念①根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求對(duì)照橋梁的存在的缺陷及病害進(jìn)行綜合評(píng)定②現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)評(píng)估方法通過現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)（靜載試驗(yàn)和動(dòng)載試驗(yàn)）可直接檢測(cè)結(jié)構(gòu)的實(shí)際承載力。荷載試驗(yàn)與理論計(jì)算分析相結(jié)合是比較符合實(shí)際的承載力評(píng)定方法。第二章混凝土結(jié)構(gòu)承載能力及耐久性評(píng)估③理論計(jì)算分析評(píng)估方法在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和病害檢測(cè)分析的基礎(chǔ)上，考慮結(jié)構(gòu)病害、損傷的影響，按現(xiàn)行規(guī)范計(jì)算結(jié)構(gòu)承載力是國(guó)內(nèi)采用的承載力評(píng)估的主要方法。第二章混凝土結(jié)構(gòu)承載能力及耐久性評(píng)估§2-1在役混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力與耐久性評(píng)估的基本概念

橋梁結(jié)構(gòu)工作狀況評(píng)定（插入章）1、實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理分析對(duì)原始資料的整理分析，應(yīng)力求做到去偽存真。一、靜載試驗(yàn)結(jié)果的整理分析（一）試驗(yàn)資料的修正１、測(cè)值修正（１）根據(jù)各類儀表的標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行測(cè)試數(shù)據(jù)的修正。（２）當(dāng)這類因素對(duì)測(cè)值的影響小于１％時(shí)可不予修正。２、溫度影響系數(shù)（１）加載試驗(yàn)前進(jìn)行的溫度穩(wěn)定觀測(cè)數(shù)據(jù)，建立溫度變化的線性關(guān)系。（２）溫度變化量的觀測(cè)對(duì)應(yīng)變宜采用構(gòu)件表面溫度，對(duì)撓度宜采用氣溫。３、支點(diǎn)沉降影響的修正當(dāng)沉降量較大時(shí)，應(yīng)考慮其對(duì)撓度值的影響。（二）測(cè)點(diǎn)變形與應(yīng)變的計(jì)算根據(jù)量測(cè)數(shù)據(jù)做下列計(jì)算：１、總變形（或總應(yīng)變）總變變形形＝＝加加載載時(shí)時(shí)穩(wěn)穩(wěn)定定值值－－加加載載前前測(cè)測(cè)值值２、、彈彈性性變變形形（（或或彈彈性性應(yīng)應(yīng)變變））彈性性變變形形＝＝加加載載時(shí)時(shí)穩(wěn)穩(wěn)定定值值－－卸卸載載后后穩(wěn)穩(wěn)定定值值３、、殘殘余余變變形形（（或或殘殘余余應(yīng)應(yīng)變變））殘余余變變形形＝＝卸卸載載后后穩(wěn)穩(wěn)定定值值－－加加載載前前測(cè)測(cè)值值（三三））應(yīng)應(yīng)力力計(jì)計(jì)算算１、、單單向向應(yīng)應(yīng)力力計(jì)計(jì)算算２、、平平面面應(yīng)應(yīng)力力計(jì)計(jì)算算平面面應(yīng)應(yīng)力力狀狀態(tài)態(tài)常常采采用用應(yīng)應(yīng)變變花花來來測(cè)測(cè)量量。。常常用用的的應(yīng)應(yīng)變變花花有有直直角角形形（（45°°）、、等等邊邊形形（（60°°）、、扇扇形形、、傘傘形形等等。。如如下下所所示示：：直角角形形（（45°°）等邊邊形形（（60°°）扇形形傘形形（四四））試試驗(yàn)驗(yàn)結(jié)結(jié)果果與與理理論論結(jié)結(jié)果果的的比比較較為了了評(píng)評(píng)定定橋橋梁梁結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)受受力力整整體體受受力力性性能能，，需需對(duì)對(duì)橋橋梁梁荷荷載載試試驗(yàn)驗(yàn)結(jié)結(jié)果果與與理理論論分分析析值值進(jìn)進(jìn)行行比比較較，，以以檢檢驗(yàn)驗(yàn)新新建建橋橋梁梁是是否否達(dá)達(dá)到到設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)荷荷載載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，，或或判判斷斷舊舊橋橋的的承承載載能能力力。。如將將結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)位位移移、、應(yīng)應(yīng)變變等等實(shí)實(shí)測(cè)測(cè)值值與與理理論論計(jì)計(jì)算算值值列列表表進(jìn)進(jìn)行行比比較較。。如如下下表表：：靜載載試試驗(yàn)驗(yàn)位位移移結(jié)結(jié)果果整整理理表表二、、動(dòng)動(dòng)載載試試驗(yàn)驗(yàn)結(jié)結(jié)果果的的整整理理分分析析橋梁梁結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)動(dòng)動(dòng)載載試試驗(yàn)驗(yàn)結(jié)結(jié)果果主主要要包包括括橋橋梁梁結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的動(dòng)動(dòng)力力特特性性和和動(dòng)動(dòng)力力反反應(yīng)應(yīng)。。（一一））橋橋梁梁結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的動(dòng)動(dòng)力力特特性性１、橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)的動(dòng)力特性性只與結(jié)構(gòu)本本身的固有性性質(zhì)有關(guān)，而而與荷載等其其他因素?zé)o關(guān)關(guān)，它是結(jié)構(gòu)構(gòu)振動(dòng)系統(tǒng)的的基本特性，，是進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)動(dòng)力分析所所必須的參數(shù)數(shù)。２、橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)的動(dòng)力特性性包括結(jié)構(gòu)的的固有頻率、、阻尼系數(shù)和和振型等。固有頻率共振曲線阻尼系數(shù)（二）橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反反應(yīng)１、橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)應(yīng)除了可用來來分析結(jié)構(gòu)在在動(dòng)荷載作用用下的受力狀狀態(tài)，還可驗(yàn)驗(yàn)證或修改理理論計(jì)算值，，并作為結(jié)構(gòu)構(gòu)工作狀況評(píng)評(píng)定的依據(jù)。。２、橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)應(yīng)包括結(jié)構(gòu)的的動(dòng)應(yīng)變、動(dòng)動(dòng)撓度和動(dòng)態(tài)態(tài)增量等。如如下圖：動(dòng)應(yīng)變動(dòng)撓度動(dòng)態(tài)增量２、橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)工作狀況評(píng)評(píng)定經(jīng)過外觀檢查、理論分析計(jì)算算和荷載試驗(yàn)的橋梁，應(yīng)根根據(jù)所得資料料分析結(jié)構(gòu)的的工作狀況，，進(jìn)一步評(píng)定定橋梁承載能能力，為新建建橋梁做出鑒鑒定結(jié)論，或或作為舊橋承承載力鑒定檢檢算的依據(jù)，，并納入承載載能力鑒定報(bào)報(bào)告。３、檢測(cè)報(bào)告告的編寫在全部試驗(yàn)資資料整理與分分析的基礎(chǔ)上上編寫橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)驗(yàn)報(bào)告，其主要內(nèi)容應(yīng)該包括下列列各項(xiàng)：一、橋梁概況況二、試驗(yàn)?zāi)康牡娜⒃囼?yàn)方案案四、試驗(yàn)過程程五、各項(xiàng)試驗(yàn)驗(yàn)達(dá)到的精度度六、試驗(yàn)成果果與分析七、試驗(yàn)記錄錄摘錄八、技術(shù)結(jié)論論九、經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)訓(xùn)十、圖表信息息§2-2考慮慮鋼筋腐蝕影影響的承載能能力評(píng)估方法法結(jié)構(gòu)的剩余使使用壽命預(yù)測(cè)測(cè)是耐久性評(píng)評(píng)估的核心內(nèi)容。結(jié)構(gòu)的剩余壽壽命系指在不加維維修或正常維維修及正常使使用條件下，，結(jié)構(gòu)可能繼繼續(xù)使用的年年限。鋼筋銹蝕是影影響混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)耐久性和和使用壽命的的重要因素，，因此，一般般將鋼筋銹蝕蝕作為判斷混混凝土結(jié)構(gòu)使使用壽命終結(jié)結(jié)的標(biāo)準(zhǔn)。第二章混混凝土結(jié)構(gòu)承承載能力及耐耐久性評(píng)估§2-2考慮慮鋼筋腐蝕影影響的承載能能力評(píng)估方法法1、鋼筋銹蝕對(duì)對(duì)結(jié)構(gòu)承載力力的影響混凝土中的鋼鋼筋腐蝕是造造成混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)損傷，影影響結(jié)構(gòu)承載載能力的最主主要因素，其其主要表現(xiàn)是：①鋼筋腐蝕后后，使鋼筋的的有效截面面面積減少；②鋼筋腐蝕后后，力學(xué)性能能劣化，強(qiáng)度度降低；第二章混混凝土結(jié)構(gòu)承承載能力及耐耐久性評(píng)估§2-2考慮慮鋼筋腐蝕影影響的承載能能力評(píng)估方法法③鋼筋腐蝕后后，混凝土保保護(hù)層開裂甚甚至脫落，使使混凝土的有有效斷面減少少；④鋼筋腐蝕后后，鋼筋與混混凝土之間的的粘結(jié)性能退退化，影響鋼鋼筋與混凝土土的共同工作作。具體表現(xiàn)現(xiàn)形式如下：：第二章混混凝土結(jié)構(gòu)承承載能力及耐耐久性評(píng)估§2-2考慮慮鋼筋腐蝕影影響的承載能能力評(píng)估方法法（1）腐蝕鋼筋的的屈服強(qiáng)度和和極限強(qiáng)度降降低鋼筋腐蝕對(duì)其其力學(xué)性能的的影響取決于于腐蝕程度。。試驗(yàn)研究表表明，腐蝕鋼鋼筋的屈服強(qiáng)強(qiáng)度與相應(yīng)的的截面損失率率之間的關(guān)系系，基本上服服從線性關(guān)系系。第二章混混凝土結(jié)構(gòu)承承載能力及耐耐久性評(píng)估§2-2考慮慮鋼筋腐蝕影影響的承載能能力評(píng)估方法法（2）腐蝕鋼筋與與混凝土之間間的粘結(jié)性能能退化對(duì)承載載力的影響。。混凝土中的鋼鋼筋腐蝕后，，在鋼筋與混混凝土接口上上生成疏松的的銹層，破壞壞鋼筋表面與與混凝土之間間的化學(xué)膠結(jié)結(jié)力，并降低低了鋼筋與混混凝土之間的的摩擦力，所所有這些因素素都將導(dǎo)致鋼鋼筋與混凝土土之間的粘結(jié)結(jié)性能退化。。第二章混混凝土結(jié)構(gòu)承承載能力及耐耐久性評(píng)估§2-2考慮慮鋼筋腐蝕影影響的承載能能力評(píng)估方法法2、考慮鋼筋腐腐蝕影響的承承載能力計(jì)算算（1）正截面抗彎彎承載力對(duì)使用多年的的在役結(jié)構(gòu)進(jìn)進(jìn)行承載能力力評(píng)估時(shí)，應(yīng)應(yīng)考慮鋼筋腐腐蝕的影響。。如果受壓區(qū)混混凝土截面損損失較大時(shí)，，則應(yīng)考慮其其對(duì)承載力的的影響。第二章混混凝土結(jié)構(gòu)承承載能力及耐耐久性評(píng)估§2-2考慮慮鋼筋腐蝕影影響的承載能能力評(píng)估方法法第二章混混凝土結(jié)構(gòu)承承載能力及耐耐久性評(píng)估圖2-1考慮鋼筋腐蝕蝕影響的受彎彎