新－基于检测结果的桥梁承载力评定方法体系
二、桥梁承载能力检算评定
——承载能力评定具体实施
1、 结构检算参数的确定
✓ 检测指标--状态评定--检算参数--结构承 载能力
✓ 检算参数确定
➢ 检算系数 ➢ 耐久性恶化系数 ➢ 截面折减系数 ➢ 活载影响修正系数
✓ 结构承载能力评定
二、桥梁承载能力检算评定
基于检测结果的桥梁承载能力评价 及维修养处治技术
汇报人: 李 健
交通运输部公路科学研究院 北京公科固桥技术有限公司
2012年4月
公路桥梁承载能力检测评定与加固
概述 桥梁承载能力检测评定技术 桥梁维修加固常用技术 桥梁加固决策分析
概述
✓ 桥梁养护管理工作中的关键技术 ——国际桥梁界研究热点
➢ 桥梁养护检查——去人为化 ➢ 技术状况评价——去差异化 ➢ 养护管理与健康监测——可靠度 ➢ 特殊检查——隐蔽 ➢ 承载力评定（其他适应性评价） ➢ 养护维修——模式化、标准化 ➢ 加固改造——小干扰、快速 ➢ 材质状况检测与耐久性评价——规律
外观质量检查结果
底板纵向裂缝
底板横向裂缝
裂缝
预
底板斜向裂缝
概述 ——桥梁病害回顾
双曲拱
✓ 拱上填料、桥面 ✓ 拱波 ✓ 拱轴线
刚架拱
✓ 大小节点 ✓ 整体性单薄 ✓ 微弯板
系杆拱
✓ 短吊杆 ✓ 不可更换 ✓ 钢管拱拱圈 ✓ 无纵梁
一、概述
适用技范术围状况与适应性（能力）评价
现有公路桥梁有下列情况之一时，须进行承载能力检测评定： ▪ 有明显质量衰退或有较严重病害和损伤的桥梁； ▪ 按照《公路桥涵养护规范》（JTG H11-2004）评定技术状况为
三、工程实例
典型案例一、预应力混凝土空心板梁桥
案例一概况
案例一概况
案例一概况
1. 设计荷载：汽－20级，挂－100； 2. 桥面横向布置：0.5（防撞护栏）+9.0（行车道）+0.5（防撞护栏）+0.5 （中央分隔带）+0.5（防撞护栏）+9.0（行车道）+0.5（防撞护栏），总 宽20.5m； 3. 桥面纵坡：0.55%，横向坡度：双向1.5%； 4. 抗震烈度：6度； 大桥于1994年7月22日开工，1995年11月20日竣工，至今已运营16年。
0SR (fd,a d)Z 1c
圬工结构抗力效应值
R( fd ,k )
按公路圬工桥涵设计规范（JTG
D61-2005）有关规定进行计算。 Z1 、 c 、 q 根据检测结果按本规程有关规定
执行。
桥梁结构正常使用状态的要求按公路圬工桥涵设计规范（JTG D61-2005）和 公路桥涵养护规范（H11-2004）有关规定和要求执行。
指标体系
钢筋分布 碳化深度
钢筋锈蚀电位
氯离子含量
承载能力恶化系数
承载能力恶化系数是考虑鉴定期内桥梁结构质量状况进一 步衰退恶化产生的不利影响，通过承载能力恶化系数来反映这 一不利影响可能造成的结构抗力效应的降低。
二、桥梁承载能力检算评定
——承载能力评定具体实施
1、 结构检算参数的确定
（3）截面损伤综合评定
基于本次检测结果，引入检算系数，对上部结构截面抗力进行折减，
从而对上部结构现有承载能力进行评定；
通过测定桥跨结构在试验荷载作用下的控制截面应力和挠度，并与
论计算值比较，检验结构控制截面实际应力和挠度值是否满足设计与 规范要求；
通过特殊质量检测、承载能力评价及静载试验结果的综合分析，为
维修加固设计提供可靠的技术数据和设计依据。
——承载能力评定具体实施
1、 结构检算参数的确定
（1）结构构件技术状况评定
评定指标分为良好状态、较好状态、较差状态、差 （坏）的状态和危险状态，相应的评定标度1～5。
构件技术状态
外观质量
混凝土强度
结构模态参数
检算系数的确定
• 承载能力检算系数是根 据结构或构件的实际技 术状况，对结构或构件 的抗力进行折减或提高。
目的
查明xxx大桥结构现有的一些病害及存在的隐患，与以往检测历史
资料进行对比分析，判断病害发展变化的趋势，根据病害情况以及发 展变化趋势，对桥梁技术状况等级进行评定；
对主要构件混凝土材料强度以及材料碳化深度，钢筋分布情况和保
护层厚度等进行测试，评价构件的材质状况，为基于检测结果的承载 力评价提供技术数据；
材料风化
碳化
物理与化学损伤
交通量的活载修正系数
大吨位车辆混入率的活
轴荷分布的活载影响修
载影响修正系数 正系数
静力荷载试验
动力荷载试验
荷载效率
校验系数
相对残余变形
行车试验
跳车试验
刹车试验
其它激振试验
动力增大系数
冲击系数
冲击系数
阻尼比
新－基于检测结果的桥梁承载力评定方法体系的建立
2008年大桥进行了特殊质量检测，并进行了荷载试验，主要结论 如下：
⒈根据桥梁检测xx大桥技术状况评定为四类，桥梁需要大修，酌情进 行交通管制。
⒉全桥空心板共发现纵向裂缝198条，最大缝宽0.54mm；横向裂缝 70条，最大缝宽0.18mm。
2010年，xxx试验中心对该桥进行了定期检查，主要检查结论如 下：
• 砖、石及混凝土结构与
配筋混凝土结构的承载
Z1
能力检算系数，应综合
考虑桥梁结构或构件表
观缺损状况、材质强度
和桥梁结构固有模态等
的检测评定结果加以确
定。
二、桥梁承载能力检算评定
——承载能力评定具体实施
1、 结构检算参数的确定
（2）材质状况与耐久性检测评价体系与方法
混凝土强度
内部缺陷
保护层厚度
表层损伤 电阻率
✓ 支架沉降 ✓ 联长过长，预应力损失过大 ✓ 箱宽与箱室划分不合理 ✓ 支座过多
概述 ——桥梁病害回顾
大跨径箱梁腹板底板开裂
✓ 竖向预应力不重视 ✓ 徐变、温度场、刚度（截面尺寸）的认知
大跨径箱梁施工阶段的底板迸裂现象严重
✓ 配束不合理，径向拉裂 ✓ 局部钢筋、防崩钢筋设置不够 ✓ 施工单位的忽视
➢ 处治措施不利 空心板灌浆 单梁板受力 补强损伤 材料质量
概述 ——桥梁病害回顾
结构先天不足、超载、环境恶化
概述 ——桥梁病害回顾
空心板
✓ 小绞缝、先张工艺、气囊、大开口 ✓ 13m钢筋混凝土、30m预应力混凝土
T梁工型梁
✓ 桥面穿孔、横隔薄弱 ✓ 桥墩沉降 ✓ 剪力裂缝 ✓ 沿钢束走向
现浇箱梁
二、桥梁承载能力检算评定
——桥梁承载能力鉴定基本概念
1、基本定义
安全性、适用性和耐久性
▪ 承载能力极限状态，在设计上体现的结构的安全性 ▪ 正常使用极限状态，在设计上体现的结构的适用性和耐久性
二、桥梁承载能力检算评定
——桥梁承载能力鉴定基本概念
2 影响因素与评定的一般途径
影响因素
影响后果
鉴定途径
⒈根据外观检查结果，按“权重法”，全桥技术状况评定得分为49.4 分，按“重要部件最差的缺损状况评定” 该桥取“上部主要承重结构” 技术状况为最不利值，为四类桥梁。
⒉全桥共计137块空心板有纵向裂缝，绝大部分裂缝长度已达到空心 板长度的一半或已纵向贯穿，且大部分裂缝宽度较大，有116块板裂缝 宽度超过规范限值（0.20mm），最宽为0.82mm。
二、桥梁承载能力检算评定
——承载能力评定具体实施
4 、配筋混凝土桥梁持久状况承载能力极限状态计算评定
对于配筋混凝土桥梁，其承载能力极限状态计算应根据桥梁 试验检测结果，采用下式进行计算分析，其他计算规定及参 数取值参照同期相关公路桥涵设计规范执行。
0 S u d R (fd ,ck,c sk) Z s 1 ( 1 e )
基于检测结果的半概率承载能力评定方法
✓ 在根据桥梁外观检查和有关无损检测结果对桥梁的 承载能力作出评定时，结合旧桥的特点，通过对各 项检测结果的分析评价，通过检算分析对结构或构 件的承载能力进行评定。
✓ 根据检测结果对桥梁病害的成因进行分析
✓ 建立各项检测指标与承载能力之间的关系
二、桥梁承载能力检算评定
m
n
m
n
0 S u d 0 ( G S G i iq k Q 1 S Q 1 k C Q S Q j j0 k (S g id q S Q 1 d c S Q )jd
i 1
j 2
i 1
j 2
在计算 R( fd ,ckc,sks) 时应根据钢筋或混凝土截面的折减情况，以 ckc 、sks 代 替原结构的截面特征kc 、ks ，计算方法与计算过程按《公路钢筋混凝土及预
➢ 混凝土和砖石结构截面的损伤状态评价指标如下图所 示，综合个各指标的影响综合评定。
截面损伤状态
钢筋混凝土
砖石结构
材料风化
碳化
物理化学损伤
材料风化
物理化学损伤
➢ 钢筋和钢结构截面的损伤状态主要考虑锈蚀的影响， 根据构件或结构中的锈蚀状态加以评定。
截面折减系数的确定
➢ 截面折减系数主要 是考虑砖、石及混 凝土结构与配筋混 凝土结构由于材料 风化、碳化、物理 与化学损伤以及由 于钢筋腐蚀剥落造 成的钢筋有效面积 损失对结构构件截 面抗力效应的影响。
四类以上（四类）的桥梁； ▪ 需提高承载能力及使用功能的桥梁； ▪ 需通行特种荷载的桥梁； ▪ 缺失技术资料和安全运营资料的桥梁； ▪ 发生意外事故并经技术处理后的桥梁； ▪ 运营条件和环境条件发生较大变化的桥梁。
一、概述
目的意义
桥梁承载能力反映了结构抗力效应与荷载效 应的对比关系，就桥梁结构而言这种关系往往 是不确定的，是不断变化的。