[发明专利]一种中小跨径预应力混凝土梁桥过火后承载能力检测方法

说明书

本发明属于桥梁检测技术领域，具体为一种中小跨径预应力混凝土梁桥过火后承载能力检测方法，具体流程如下：划分检测区域并编号；获取各测区包括混凝土颜色、回弹值、锤击反应、火灾裂缝、混凝土脱落面积及深度共5类评价指标的实测值；根据测区损伤等级鉴定评级表计算所述5类评价指标的损伤标度，取最高值作为该测区的综合标度D_i；计算各测区权重ω_i；取每片梁的所有测区综合标度的加权平均值作为该梁的过火综合损伤标度Z；根据Z所在的区间确定过火后承载能力降低百分率。本发明避免过火后复杂的有限元计算方法，快速定量获取结构极限承载能力降低率，易于实施，可行性高，结果可信度大，为获取剩余承载能力，重新评估结构是否需要修复加固重新投入使用，亦或为拆除重建提供参考。

技术领域

本发明属于桥梁检测技术领域，尤其是钢筋混凝土损伤检测技术领域，具体为一种中小跨径预应力混凝土梁桥过火后承载能力检测方法。

背景技术

高速公路是区域经济发展的命脉，而桥梁作为高速公路跨越江河峡谷的重要连接线，在缩短交通运输距离中发挥着巨大作用。由于高速公路交通量以及油气资源运输量的激增，交通事故引发火灾的频率越来越高，给桥梁结构安全带来极大地危害。作为当今应用最为广泛的建筑结构材料——钢筋混凝土在受到火灾作用时，将发生一系列的物理化学变化。随着桥梁受火时间的延长，钢筋和混凝土的屈服应力不断降低，最终造成混凝土爆裂、钢筋熔断，严重破坏了桥梁的受力性能和抗弯承载力，严重时甚至有可能导致结构失效发生倒塌。为减小桥梁火灾造成的经济损失，保证人们的出行安全以及尽快恢复交通，需要根据现场调查资料迅速对受损桥梁进行抗弯承载能力评估(根据相关研究，过火后混凝土梁桥主要以抗弯承载能力破坏为主)，以便尽快确定桥梁火灾后的处理方案。

我国己建成的桥梁，中小跨径桥梁占据了较大比重，此类桥梁主要为预应力混凝土梁桥，合理评估火灾后预应力钢筋混凝土结构的损伤程度，针对钢筋混凝土结构构件不同的损伤程度做出合理的损伤诊断，具有十分重要的现实意义和经济意义。基于材料强度在高温下的蜕变规律，分析普通钢筋混凝土桥梁在遭受火灾后，混凝土累计损伤深度和剩余承载力随受火时间的变化历程，迅速对桥梁承载能力进行评估，具有实际工程意义。

结构损伤识别和监测技术可以探测出结构损伤的存在、位置，并预测结构剩余寿命，同时也为火灾后期结构的损伤评估及加固对策提供理论基础。国内外常用经验估计法和交叉验证法进行火灾后混凝土梁的损伤检测。例如，CN201710216585.4涉及耦合数值模拟技术的火灾后混凝土桥梁安全状况评定方法，将传统检测方法和数值模拟分析相结合，提出了火灾后混凝土梁桥检测与评估方法。CN201580068902.1提供用于预测火灾受损混凝土结构的残余使用寿命的系统和方法，通过比较样品XRD数据与标准化数据库(DB)中的数据来快速预测火灾受损混凝土结构的残余使用寿命。CN201710383220.0公开了一种火灾混凝土钢筋损伤的电化学判定方法，建立了火灾混凝土钢筋损伤的电化学判定准则，然后运用上述准则和辅助分析模型对实际火灾混凝土结构进行了诊断评估。CN201811430868.X和CN201711000789.0分别涉及基于改进支持向量机和振动测量的钢筋混凝土简支梁火灾损伤识别方法，均大大减少损伤精确定位时训练样本的数量，显著提高了诊断效率，识别结果的可靠性更高。很多研究学者还采用超声波无损检测法、红外热成像检测法、回弹检测法、超声回弹综合检测法开展快速无损检测鉴定，如CN201811058971.6公开了基于超声红外复合检测技术的混凝土结构火灾损伤快速检测评估鉴定方法。

现有方法主要是通过计算量巨大的有限元方法才能得到比较准确的结果，由于预应力混凝土构件不同的几何截面类型以及受火方式，且截面内的材料性能和力学性质是非均匀的，这使得每座桥过火后，均需现场检测后，重新建模，不能快速得到桥梁的损伤程度及剩余承载能力，存在二次倒塌的危险，给救援人员进行救灾带来不便。而且现有的检测方法对于过火后预应力混凝土结构极限承载能力缺少定量评价，而极限承载能力这一重要指标，是重新评估桥梁是否需要修复加固重新投入使用，亦或为拆除重建的重要依据。

发明内容