第二章混凝土結(jié)構(gòu)承載能力及耐久性評估

混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)承載能力力及耐久性性評估講授教師：：章韻§2-1在役混凝土土結(jié)構(gòu)的承承載能力與與耐久性評估估的基本概概念§2-2考慮鋼筋腐腐蝕影響的的承載能力力評估方法基本內(nèi)容§2-1在役混凝土土結(jié)構(gòu)的承承載能力與與耐久性評評估的基本本概念混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)受到損傷傷后，需要要對結(jié)構(gòu)損損傷的原因因和程度進進行分析，，對損傷對對結(jié)構(gòu)承載載能力及耐耐久性的影影響進行評評估，其主主要內(nèi)容是是：①考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)損傷影響響的承載能能力評估②在役結(jié)構(gòu)構(gòu)剩余使用用壽命評估估第二章混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)承載能能力及耐久久性評估§2-1在役混凝土土結(jié)構(gòu)的承承載能力與與耐久性評評估的基本本概念在評估分析析的基礎(chǔ)上上，根據(jù)經(jīng)經(jīng)濟技術(shù)條條件，制定定科學的維維修加固方方案，提出出結(jié)構(gòu)處理理措施。評估現(xiàn)有結(jié)結(jié)構(gòu)的安全全可靠性的的核心問題是確定考慮慮結(jié)構(gòu)病害害損傷后的的結(jié)構(gòu)承載載能力。橋橋梁結(jié)構(gòu)的的承載能力力評定通常常采用以下下三個途徑：第二章混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)承載能能力及耐久久性評估§2-1在役混凝土土結(jié)構(gòu)的承承載能力與與耐久性評評估的基本本概念①根據(jù)相關(guān)關(guān)規(guī)范要求求對照橋梁梁的存在的的缺陷及病病害進行綜綜合評定②現(xiàn)場荷載載試驗評估估方法通過現(xiàn)場荷荷載試驗（（靜載試驗驗和動載試試驗）可直直接檢測結(jié)結(jié)構(gòu)的實際際承載力。。荷載試驗驗與理論計計算分析相相結(jié)合是比比較符合實實際的承載載力評定方方法。第二章混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)承載能能力及耐久久性評估③理論計算算分析評估估方法在現(xiàn)場調(diào)查查和病害檢檢測分析的的基礎(chǔ)上，，考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)病害、損損傷的影響響，按現(xiàn)行行規(guī)范計算算結(jié)構(gòu)承載載力是國內(nèi)內(nèi)采用的承承載力評估估的主要方方法。第二章章混混凝凝土結(jié)結(jié)構(gòu)承承載能能力及及耐久久性評評估§2-1在役混混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu)的承承載能能力與與耐久久性評評估的的基本本概念念橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)工工作狀狀況評評定（（插入入章））1、實驗驗結(jié)果果整理理分析析對原始始資料料的整整理分分析，，應力力求做做到去去偽存存真。。一、靜靜載試試驗結(jié)結(jié)果的的整理理分析析（一））試驗驗資料料的修修正１、測測值修修正（１））根據(jù)據(jù)各類類儀表表的標標定結(jié)結(jié)果進進行測測試數(shù)數(shù)據(jù)的的修正正。（２））當這這類因因素對對測值值的影影響小小于１１％時時可不不予修修正。。２、溫溫度影影響系系數(shù)（１））加載載試驗驗前進進行的的溫度度穩(wěn)定定觀測測數(shù)據(jù)，建建立溫溫度變變化的的線性性關(guān)系系。（２））溫度度變化化量的的觀測測對應應變宜宜采用用構(gòu)件表面面溫度度，對對撓度度宜采采用氣氣溫。。３、支支點沉沉降影影響的的修正正當沉降降量較較大時時，應應考慮慮其對對撓度度值的的影響響。（二））測點點變形形與應應變的的計算算根據(jù)量量測數(shù)數(shù)據(jù)做做下列列計算算：１、總總變形形（或或總應應變））總變形形＝加加載時時穩(wěn)定定值－－加載載前測測值２、彈彈性變變形（（或彈彈性應應變））彈性變變形＝＝加載載時穩(wěn)穩(wěn)定值值－卸卸載后后穩(wěn)定定值３、殘殘余變變形（（或殘殘余應應變））殘余變變形＝＝卸載載后穩(wěn)穩(wěn)定值值－加加載前前測值值（三））應力力計算算１、單單向應應力計計算２、平平面應應力計計算平面應應力狀狀態(tài)常常采用用應變變花來來測量量。常常用的的應變變花有有直角角形（（45°°）、等等邊形形（60°°）、、扇形形、傘傘形等等。如如下所所示：：直角形形（45°°）等邊形形（60°°）扇形傘形（四））試驗驗結(jié)果果與理理論結(jié)結(jié)果的的比較較為了評評定橋橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)受受力整整體受受力性性能，，需對對橋梁梁荷載載試驗驗結(jié)果果與理理論分分析值值進行行比較較，以以檢驗驗新建建橋梁梁是否否達到到設計計荷載載標準準，或或判斷斷舊橋橋的承承載能能力。。如將結(jié)結(jié)構(gòu)位位移、、應變變等實實測值值與理理論計計算值值列表表進行行比較較。如如下表表：靜載試試驗位位移結(jié)結(jié)果整整理表表二、動動載試試驗結(jié)結(jié)果的的整理理分析析橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)動動載試試驗結(jié)結(jié)果主主要包包括橋橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)的的動力力特性性和動動力反反應。。（一））橋梁梁結(jié)構(gòu)構(gòu)的動動力特特性１、橋橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)的的動力力特性性只與與結(jié)構(gòu)構(gòu)本身身的固固有性性質(zhì)有有關(guān)，，而與與荷載載等其其他因因素無無關(guān)，，它是是結(jié)構(gòu)構(gòu)振動動系統(tǒng)統(tǒng)的基基本特特性，，是進進行結(jié)結(jié)構(gòu)動動力分分析所所必須須的參參數(shù)。。２、橋橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)的的動力力特性性包括括結(jié)構(gòu)構(gòu)的固固有頻頻率、、阻尼尼系數(shù)數(shù)和振振型等等。固有頻頻率共振曲曲線阻尼系系數(shù)（二））橋梁梁結(jié)構(gòu)構(gòu)的動動力反反應１、橋橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)的的動力力反應應除了了可用用來分分析結(jié)結(jié)構(gòu)在在動荷荷載作作用下下的受受力狀狀態(tài)，，還可可驗證證或修修改理理論計計算值值，并并作為為結(jié)構(gòu)構(gòu)工作作狀況況評定定的依依據(jù)。。２、橋橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)的的動力力反應應包括括結(jié)構(gòu)構(gòu)的動動應變變、動動撓度度和動動態(tài)增增量等等。如如下圖圖：動應變變動撓度度動態(tài)增增量２、橋橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)工工作狀狀況評評定經(jīng)過外觀檢檢查、理論分分析計計算和荷載試試驗的橋梁梁，應應根據(jù)據(jù)所得得資料料分析析結(jié)構(gòu)構(gòu)的工工作狀狀況，，進一一步評評定橋橋梁承承載能能力，，為新新建橋橋梁做做出鑒鑒定結(jié)結(jié)論，，或作作為舊舊橋承承載力力鑒定定檢算算的依依據(jù)，，并納納入承承載能能力鑒鑒定報報告。。３、檢檢測報報告的的編寫寫在全部部試驗驗資料料整理理與分分析的的基礎(chǔ)礎(chǔ)上編編寫橋橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)靜靜載試試驗報報告，，其主要內(nèi)內(nèi)容應該包包括下下列各各項：：一、橋橋梁概概況二、試試驗目目的三、試試驗方方案四、試試驗過過程五、各各項試試驗達達到的的精度度六、試試驗成成果與與分析析七、試試驗記記錄摘摘錄八、技技術(shù)結(jié)結(jié)論九、經(jīng)經(jīng)驗教教訓十、圖圖表信信息§2-2考考慮鋼鋼筋腐腐蝕影影響的的承載載能力力評估估方法法結(jié)構(gòu)的的剩余余使用用壽命命預測測是耐耐久性性評估估的核心內(nèi)容容。結(jié)構(gòu)的剩剩余壽命命系指在不不加維修修或正常常維修及及正常使使用條件件下，結(jié)結(jié)構(gòu)可能能繼續(xù)使使用的年年限。鋼筋銹蝕蝕是影響響混凝土土結(jié)構(gòu)耐耐久性和和使用壽壽命的重重要因素素，因此此，一般般將鋼筋筋銹蝕作作為判斷斷混凝土土結(jié)構(gòu)使使用壽命命終結(jié)的的標準。第二章混混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)承載能能力及耐耐久性評評估§2-2考慮鋼鋼筋腐蝕蝕影響的的承載能能力評估估方法1、鋼筋銹銹蝕對結(jié)結(jié)構(gòu)承載載力的影影響混凝土中中的鋼筋筋腐蝕是是造成混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)損傷傷，影響響結(jié)構(gòu)承承載能力力的最主主要因素素，其主要表現(xiàn)現(xiàn)是：①鋼筋腐腐蝕后，，使鋼筋筋的有效效截面面面積減少少；②鋼筋腐腐蝕后，，力學性性能劣化化，強度度降低；；第二章混混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)承載能能力及耐耐久性評評估§2-2考慮鋼鋼筋腐蝕蝕影響的的承載能能力評估估方法③鋼筋腐腐蝕后，，混凝土土保護層層開裂甚甚至脫落落，使混混凝土的的有效斷斷面減少少；④鋼筋腐腐蝕后，，鋼筋與與混凝土土之間的的粘結(jié)性性能退化化，影響響鋼筋與與混凝土土的共同同工作。。具體表表現(xiàn)形式式如下：：第二章混混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)承載能能力及耐耐久性評評估§2-2考慮鋼鋼筋腐蝕蝕影響的的承載能能力評估估方法（1）腐蝕鋼鋼筋的屈屈服強度度和極限限強度降降低鋼筋腐蝕蝕對其力力學性能能的影響響取決于于腐蝕程程度。試試驗研究究表明，，腐蝕鋼鋼筋的屈屈服強度度與相應應的截面面損失率率之間的的關(guān)系，，基本上上服從線線性關(guān)系系。第二章章混混凝凝土結(jié)結(jié)構(gòu)承承載能能力及及耐久久性評評估§2-2考考慮鋼鋼筋腐腐蝕影影響的的承載載能力力評估估方法法（2）腐蝕蝕鋼筋筋與混混凝土土之間間的粘粘結(jié)性性能退退化對對承載載力的的影響響。混凝土土中的的鋼筋筋腐蝕蝕后，，在鋼鋼筋與與混凝凝土接接口上上生成成疏松松的銹銹層，，破壞壞鋼筋筋表面面與混混凝土土之間間的化化學膠膠結(jié)力力，并并降低低了鋼鋼筋與與混凝凝土之之間的的摩擦擦力，，所有有這些些因素素都將將導致致鋼筋筋與混混凝土土之間間的粘粘結(jié)性性能退退化。。第二章章混混凝凝土結(jié)結(jié)構(gòu)承承載能能力及及耐久久性評評估§2-2考考慮鋼鋼筋腐腐蝕影影響的的承載載能力力評估估方法法2、考慮慮鋼筋筋腐蝕蝕影響響的承承載能能力計計算（1）正截截面抗抗彎承承載力力對使用用多年年的在在役結(jié)結(jié)構(gòu)進進行承承載能能力評評估時時，應應考慮慮鋼筋筋腐蝕蝕的影影響。。如果受受壓區(qū)區(qū)混凝凝土截截面損損失較較大時時，則則應考考慮其其對承承載力力的影影響。。第二章章混混凝凝土結(jié)結(jié)構(gòu)承承載能能力及及耐久久性評評估§2-2考考慮鋼鋼筋腐腐蝕影影響的的承載載能力力評估估方法法第二章章混混凝凝土結(jié)結(jié)構(gòu)承承載能能力及及耐久久性評評估圖2-1考慮鋼鋼筋腐腐蝕影影響的的受彎彎構(gòu)件件正截面面承載載力計計算簡簡圖§2-2考考慮鋼鋼筋腐腐蝕影影響的的承載