2 震后桥梁调查、检测方法.doc

西部交通建设科技项目 震后桥梁性能评价及加固技术研究 报告简本 1 主要研究内容及创新点 1.1研究的主要内容 本项目在地震荷载作用下的破坏特点，建立一套能够全面地反映震后桥梁性能的评价指标对在地震荷载作用下破坏机理的研究，以即将的桥梁抗震规范为标准，从混凝土结构内部破坏和外部破坏特征两个方面，强度、变和裂缝多个角度，系统地对震后桥梁性能进行评价。依据评价结果，考虑各种桥梁加固方法的特点和适用性，确定具有针对性的震后桥梁快速加固和长期加固方案。FRP加固损伤混凝土梁对其动力特性影响的试验研究，得到了不同损伤阶段频率、阻尼的变化，以及不同损伤阶段加固的动力特性，提出了损伤与阻尼的关系公式。 （6）采用光纤光栅传感技术测量加固损伤混凝土梁的FRP层间应力，测试得到了混凝土梁不同损伤阶段FRP层间应力的变化。 （7）提出了震后桥梁性能两级评价体系及评价指标。 （8）提出了震后桥梁系统加固方法。 2 震后桥梁调查、检测方法 根据震后桥的破坏特点，提出了震后桥梁应急快速调查和详细检查工作程序、方法及工作内容；制定了“震后桥梁快速调查表”、“震后梁式桥详细检查及破坏状况评估表”。通过震后桥梁应急快速调查，按其破坏情况进行分级，提出了震后桥梁安全 （2）在同等滞回变形条件下，适当的轴压，对钢筋混凝土柱的水平和竖向承载力都有利；长宽比越小的钢筋混凝土柱，水平和竖向承载力下降越快；配筋率增大对水平承载力有利，但对竖向承载力影响则相反。 （3）阻尼比与损伤指标D有很强的统计关系，统计公式 =1.33+0.07736D2 4 震后桥梁损伤分析、识别方法研究 4.1 混凝土损伤分析模型 基于混凝土细观损伤机理，在分析初始裂纹损伤对混凝土强度和模量影响的基础上，建立了考虑初始裂纹损伤的混凝土损伤模型。 （4.1） 式中的系数C和可由单轴拉、压全过程曲线的峰值点处的边界条件，则边界条件由下式确定： ， ， 所以： （4.2） （4.3） 考虑裂纹损伤对边界条件的影响，研究了裂纹扩展长度随应力的演化规律和裂纹角度对混凝土强度、模量等参数的影响。 混凝土随着裂纹的发展，表现出明显的各向异性。模量参数在裂纹起裂前不变化，而在应力达到起裂强度时，往往有一突变，然后随应力增大，模量参数、快速减小，增大。裂纹角度越大，起裂强度越小。最后的混凝土峰值强度越小。如含有45°裂纹的混凝土峰值强度为21.9MPa，明显小于含有30°裂纹的混凝土峰值强度26.6MPa。而且裂纹角度越大，泊松比的变化也快从加载开始至峰值强度，含30°裂纹的混凝土的泊松比从0.3变化至0.373，而含45°裂纹的混凝土的泊松比从0.3变化至0.487。在有约束应力作用下，模量参数在裂纹起裂后变化趋势明显变缓，约束应力越大，模量参数、减小和增大越少。 4.2震后混凝土桥墩损伤分析方法 在混凝土损伤分析的基础上，分析了损伤混凝土桥墩弯矩-曲率关系、荷载-位移曲线和低周循环造成的极限位移的减小影响，提出震后具有初始裂纹损伤的混凝土桥墩损伤分析方法。 对实际桥墩考虑初始损伤与不考虑初始损伤影响的计算承载力、变形性能进行了比较分析，损伤对混凝土桥墩的性能降低影响十分明显。 4.3震后结构损伤程度识别方法 （1）采用模态应变能方法对结构进行了损伤识别、定位，并引入了损伤程度因子，基于结构的模态应变能量与单元模态应变能量的关系提出了求解损伤程度的解析解方法，该方法精度高。 （2）将此方法应用于数值算例表明，只需低阶模态即可精确的求解固端梁和多跨连续梁结构的损伤程度因子，并能够智能修正因为损伤定位而造成的误判。 （3）可以通行限制通行禁止通行限制通行禁止通行Push-over法的震后桥梁抗震安全性评价 根据实际地震的地震动参数，采用反应谱法或时程分析方法进行结构分析，判定结构的损伤部位和程度，作为结构的初始损伤，然后采用损伤分析方法，逐渐增大荷载，进行剩余水平承载能力、变形能力的分析。直到达到结构目标位移，对结构性能进行评判。此方法的分析过程类似于Push-over法，即是以损伤本构模型为基础的静力推覆方法，适用于以变形为主的震后结构抗震评价。评价指标采用普瑞斯特雷提出的指标体系。 5.3.2基于损伤的震后桥梁抗震安全性评价 （1）以动力测试为基础的震后桥梁损伤评价 以震后结构损伤性能的检测为基础，根据地震前（无损伤）、后桥梁刚度（或基频）、阻尼比的变化判定震后结构的损伤； （5.1） 式中，、分别为地震前（无损伤）、后的结构刚度。