以承载力为评估对象的桥梁结构可靠性研究

闫雪梅

吉林省华洋工程咨询有限公司

以承载力为评估对象的桥梁结构可靠性研究

闫雪梅

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现代社会各项事业高速发展，为了节约有限的土地资源，交通运输逐渐向空间发展。对桥梁工程建设提出了更高的要求，桥梁是一个国家和地区的标志性建筑，是综合发展实力的象征。因此，桥梁结构的设计在稳固性、耐久性及安全性上，引起了人们的高度关注。以承载力及安全性为主要标准,来测试桥梁结构可靠性的理论，受到桥梁建筑界的认可。本文就桥梁结构的重要性、目前现状及努力的方向、实施的措施等方面进行简要的论述。

桥梁结构；承载力；安全性；耐久性

随着社会日新月异的发展，交通运输量骤增，人员流动性不断频繁，交通运输道路的使用率越来越高，桥梁建设的重要性更加凸现出来。桥梁建筑不但在跨跃江河湖泊、山沟深谷中施展魅力，而且在许多大中城市里，立体高架桥星罗棋布，它在人们出行的过程中随处可见。桥梁是交通工程的一个重要组成部分，桥梁工程的安全性、稳固性及耐久性至关重要。

一、桥梁建设工程中桥梁结构可靠性设计的重要性

桥梁形式各种各样，有拱形、悬挂式等结构桥体。无论哪一类桥体结构，承载力是核心要素，失去这一要素，桥梁建设就无从谈起。不同形式的桥梁，它的承重结构是不相同的，比如：拱桥的承重力结构在于承受水平推力，重点在拱圈；而吊桥的承重力结构却在两边的电缆索道上。所以在当今运营繁忙、超载状况屡见不鲜的情况下，对桥梁的承载要求必然提高，承受不了各类荷载作用或其他外部作用，将是导致桥梁建设工程质量问题的致命伤。

二、我国桥梁建设的现状及原因

随着我国经济飞速发展，交通运输业也随之兴旺。与日俱增的交通运输量使桥梁的承载能力面临着极大的挑战，因此，提高桥梁工程的承载性能乃当务之急。

1、在一些地区和城市，桥梁设计人员未实现与时俱进，对桥梁的可靠性没能认真研究，仍按传统桥梁设计标准来规划桥梁设计，未将桥梁的极限状态作为重要因素考虑。如此低定位标准的桥梁设计将导致桥梁工程的承载力不足，影响桥梁的可靠性，给人们的出行及国家财产的安全造成了威胁。

2、桥梁工程里程长短不同，与一般的交通公路施工难度相比，桥梁施工难度系数大，造价高，施工工期相应要长。所以，管理监控水平和施工质量要求都比较严格。但我国当前的桥梁质量控制现状并不尽如人意，近年来多起桥梁突发性破坏，甚至坍塌事故，不仅造成了人员伤亡，而且给国家造成了严重的经济损失及不良社会影响。

3、桥梁结构的承载力不但包括自身的重量、附加重力，而且要承受桥梁上车载和行人的重量。随着经济的发展，桥梁上的承重荷载不断增大，如果还是按以往的经验和滞后的眼光来设计桥梁结构，就会花费更大的费用来弥补结构破坏损失及重建成本。

三、提高桥梁结构的可靠性的评估分析途径

桥梁的承载力也即桥梁的承受荷载的能力，它包括强度、刚度和抗裂性三方面的性能规定，在桥梁承载能力的极限状态下，就能够保证桥梁结构的安全性和可靠性能。它与桥梁检测评估、桥梁加固密切相联。

1、桥梁检测评估。对桥梁结构的可靠性进行分析，首先要明确桥梁的极限状态，也就是桥梁丧失承受功能的临界状态，它通过极限状态方程予以表达：

其中，X=X1，X2.......Xm)表示结构抗力和荷载随机变量。G (X)＜0则表明结构失效。

基于可靠性理论可以对桥梁的承载能力进行评估改进：可以以日通行车辆数ADTT修正活荷载分项系数。对桥梁活荷载的评估，要根据时间段为节点确定其最大的荷载效应，并区分一般车流状态和密集车流状态下，桥梁荷载的概率分布及参数情况。本文以简支梁为例，在桥梁跨度为20m时，其荷载参数模型如图所示：

2、桥梁加固。为了提升桥梁的承载能力，需要运用一些加固技术予以补强，主要有以下几种：

2.1 、桥面补强加固方法。这主要是通过增厚混凝土的厚度，并植入计算之下的规定钢筋，使主梁与砼层连接成一体，并增设“铰缝”联接钢板与钢筋，以提升桥梁的抗弯截面强度，通过纵横向的加固，改善桥梁的承载水平。

2.2 、锚喷砼加固法。这是在锚固好的钢筋网面上，用高速的混凝土混合料持续喷射，经过硬化之后筑成钢筋砼，以增强桥梁的承受能力。

2.3 、粘贴碳纤维布加固法。这是以常温固化树脂为粘结的材料，它的抗拉强度和弹性模量都有所增强，适于作为钢筋砼梁、板的加固材料，而且由于其轻薄、耐腐蚀的优点，使它广泛应用于桥梁的建筑工程当中。

2.4 、粘贴钢板加固法。当桥梁的承载力不足时，会出现裂缝，可以采用粘结剂及锚栓，粘补桥梁的缝隙部位，用钢板替代补强钢筋，以整体的强度和承载能力加固桥梁。

2.5 、增设拱圈加固法。它是在桥梁原主拱圈腹下增设的部分，成为原拱圈下的新增拱圈，起到加固拱式桥梁的作用。

四、结束语

以承载力为评估对象的桥梁结构的可靠性，是桥梁建设工程的关注焦点，桥梁结构的稳固性、安全性与人们的生命安全息息相关，是一个国家或地区的形象，是具有建设意义的招牌，是开启与世界各地交流的名片；我们要立足当前，着眼未来，向国外先进国家看齐，取长补短，提高我国的桥梁建设的整体水平，缩短与先进国家桥梁建设水平的差距，最终让中国的桥梁设计走向世界。

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