公路鋼筋混凝土梁基于抗力劣化的可靠性分析

黎逢先LI Feng-xian

（葛洲壩集團(tuán)第一工程有限公司，宜昌 443002）

（China Gezhouba Group No.1 Engineering Co.，Ltd.，Yichang 443002，China）

0 引言

隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，公路施工技術(shù)得到很大改善。社會(huì)要發(fā)展的更快，經(jīng)濟(jì)要進(jìn)步首先就要加強(qiáng)公路的建設(shè)，只有條條公路都相通，才能使各地區(qū)的經(jīng)濟(jì)更好的發(fā)展下去。然而，在公路的修建過(guò)程中，我國(guó)的公路大多受到了一系列問(wèn)題的影響，如：混凝土中存在的截面面積衰減、材料強(qiáng)度下降、鋼筋銹蝕和侵蝕等諸多問(wèn)題，因此就要不斷地對(duì)公路進(jìn)行修復(fù)和改造，但是，在整個(gè)修復(fù)的過(guò)程里需要投入更多的人力和物力，同時(shí)還要應(yīng)對(duì)公路修復(fù)過(guò)程中遇到的的各種問(wèn)題。由此看來(lái)，就要對(duì)鋼筋混凝土的承載和設(shè)計(jì)做一個(gè)具體的評(píng)估方案，并且還要考慮它的合理結(jié)構(gòu)與它的調(diào)整方案，不能在修復(fù)過(guò)程中，因修復(fù)時(shí)間的變化而使公路發(fā)生更多的質(zhì)變。在設(shè)計(jì)方案的過(guò)程中，還要考慮到，公路在使用時(shí)，要承載的重量非常多，對(duì)于公路的抗彎度和它的敏感度以及它的參數(shù)都要有一個(gè)合理的分析，并對(duì)公路實(shí)際所需要的各種參數(shù)做出合理的判斷。

1 抗力劣化

材料強(qiáng)度下降，鋼筋和混凝土之間粘結(jié)力的下降，有效截面減小這三個(gè)因素是抗力衰減與鋼筋混凝土梁密切相關(guān)的。要減少抗力劣化的現(xiàn)象就要對(duì)鋼筋混凝土梁的各方面做好全面的檢查，由于鋼筋混凝土梁的優(yōu)缺點(diǎn)同時(shí)存在，因此在實(shí)踐過(guò)程中，就要使混凝土梁在每一方面的特點(diǎn)都得到顯現(xiàn)，這才能是材料達(dá)到真正的運(yùn)用。

1.1 截面面積衰減 因?yàn)榛炷潦艿介L(zhǎng)期的風(fēng)化和鋼筋銹蝕的影響并且經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的變化，最終會(huì)衰減其截面的面積，但是由于混凝土的受拉區(qū)有抗彎強(qiáng)度所以又能受到一定的保護(hù)，而不會(huì)產(chǎn)生銹蝕，所以對(duì)于截面的減少可以忽略不計(jì)。然而因?yàn)殇P蝕量再不斷地的增加，所以它的截面面積也在減小，損失率也是會(huì)隨著時(shí)間而產(chǎn)生變化。截面的面積受到衰減之后對(duì)公路本身也會(huì)造成很大的影響，所以為了使公路的的正常使用并避免后期出現(xiàn)維修的現(xiàn)象就要在選擇混凝土梁時(shí)十分仔細(xì)，不要因混凝土本身質(zhì)量產(chǎn)生損壞，否則問(wèn)題混凝土修建的公路時(shí)間久了也會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題甚至造成很大的麻煩。

1.2 材料強(qiáng)度衰減 時(shí)間的腐化和其所產(chǎn)生的變化，對(duì)于受拉區(qū)有非常大的影響，當(dāng)受拉區(qū)的銹蝕更嚴(yán)重時(shí)那么材料的強(qiáng)度也會(huì)慢慢減小，即便在極限強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度不變的情況下，截面損失率不產(chǎn)生變化，但是強(qiáng)度減小的鋼筋拉力變化同樣會(huì)影響到它的前期變化和后期的發(fā)展，屈服強(qiáng)度也會(huì)隨著時(shí)間的變遷而產(chǎn)生變化，由此而論，它所產(chǎn)生變化的趨勢(shì)就是因?yàn)榄h(huán)境的腐蝕而形成的，這樣的變化會(huì)不斷地受到各方面的影響而使公路的材料強(qiáng)度造成很大的變化。

1.3 混凝土與鋼筋之間粘結(jié)力的下降 鋼筋受到的銹蝕性越大那么它與混凝土的粘結(jié)力就會(huì)越下降，這是因?yàn)殇P蝕裂縫的原因而造成的，在這種抗力情況下，鋼筋的構(gòu)件和它表面的粘結(jié)力也會(huì)因衰減和抗力下降而發(fā)生變化，這樣因鋼筋的銹蝕所發(fā)生變化，最終就會(huì)產(chǎn)生不利的影響。

2 荷載

2.1 恒載 橋面鋪裝層自重和主梁自重是恒載的主要組成部分，如果對(duì)混凝土的截面衰減不做考慮的話，那么在基準(zhǔn)期內(nèi)的整個(gè)設(shè)計(jì)里恒載都不會(huì)有變化，表1 就是恒載參數(shù)的一個(gè)統(tǒng)計(jì)。

2.2 車輛荷載 車輛行駛密度和車輛重量是車輛荷載兩個(gè)十分重要的因素。在我國(guó)的眾多公路道路上，由于公路較窄，車輛較多的現(xiàn)象，會(huì)造成很多路段的車輛擁擠，在此路段的擁擠中，由于車輛的重量和它的密度差異，就形成了車輛荷載現(xiàn)象，如果這種荷載現(xiàn)象超標(biāo)，就會(huì)產(chǎn)生很大的道路堵塞和超重負(fù)荷的問(wèn)題，那么就給道路的承受力帶來(lái)更大的影響，長(zhǎng)時(shí)間的荷載量會(huì)使公路無(wú)法承擔(dān)應(yīng)有的重量和負(fù)荷，從而會(huì)產(chǎn)生更大的道路重修，甚至是道路塌陷的問(wèn)題。所以在密集的行駛區(qū)，更要做好公路的車輛荷載測(cè)試，使該段路程能夠適應(yīng)車輛的行駛和道路的更長(zhǎng)期使用。

2.3 實(shí)例分析 如圖1 所示就是一段公路的設(shè)計(jì)圖和它的混凝土使用情況，那么在混凝土的正常使用中，對(duì)于橫截面的正常比例和它的取值都要有合理的分配。表2 是抗力初始值的一個(gè)設(shè)定，這個(gè)初始值對(duì)整個(gè)道路的設(shè)計(jì)和混凝土的運(yùn)用以及各種強(qiáng)度的要求，都有一個(gè)十分標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)，能夠使公路適應(yīng)正常的自然現(xiàn)象和人為現(xiàn)象。

表1 恒載統(tǒng)計(jì)參數(shù)

圖1 橋梁橫截面及單根主梁橫載面/cm

表2 抗力初始值統(tǒng)計(jì)參數(shù)

通過(guò)圖2 可以看出公路的抗力情況是會(huì)跟隨混凝土梁和它的密集運(yùn)行狀態(tài)而發(fā)生變化的，在這樣的變化過(guò)程中主梁和其它不同梁的設(shè)計(jì)會(huì)起到很關(guān)鍵的作用，這樣的作用點(diǎn)也會(huì)使其影響到整條公路的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，在這樣的情形之下，就要具體的研究抗力劣化，從而使其在使用中發(fā)揮它的作用，同時(shí)鋼筋混凝土也能更好的抵抗腐蝕所帶來(lái)的負(fù)面作用。

圖2 各梁可靠指標(biāo)

2.4 參數(shù)敏感性分析 由于鋼筋混凝土受到各方面的影響和梁的變化，在強(qiáng)度上的分析就應(yīng)該更加具體、更加符合敏感性的發(fā)展，使其變異性不會(huì)產(chǎn)生太大的變化。這就需要對(duì)敏感性的參數(shù)進(jìn)行全面具體的分析。

2.4.1 抗力參數(shù) 公路的抗力參數(shù)非常的重要，要對(duì)其抗力參數(shù)進(jìn)行全面的分析就要對(duì)其抗力的原因和它的影響做出具體的介紹，在了解了抗力的每一個(gè)指標(biāo)和它的要求之后，就可以選取更適合的參數(shù)，并對(duì)其參數(shù)進(jìn)行分析，檢查是否符合公路發(fā)展的要求。

2.4.2 荷載參數(shù) 公路的荷載參數(shù)是一個(gè)十分重要的參數(shù)設(shè)定，對(duì)于這樣的參數(shù)要考慮到車輛的問(wèn)題和公路的承載力問(wèn)題，對(duì)多方面的問(wèn)題都要進(jìn)行一個(gè)統(tǒng)一的分析和具體的核定，才能測(cè)算出它最全面的荷載參數(shù)是多少，這樣才能對(duì)車輛的行駛和公路的修復(fù)帶來(lái)更好的參考價(jià)值。這種參數(shù)的設(shè)定也是一種全新的制定，在這樣的荷載參數(shù)設(shè)定期間，要研究恒載率和它的可靠性，對(duì)兩者進(jìn)行全面的分析，同時(shí)，對(duì)于混凝土的承受力和它的發(fā)展情況要進(jìn)行及時(shí)的掌握，這樣在車輛的行駛途中，才能更好的發(fā)揮荷載參數(shù)的作用。

3 結(jié)語(yǔ)

對(duì)公路的多項(xiàng)要求進(jìn)行考察，對(duì)環(huán)境和材料的選擇以及每一項(xiàng)參數(shù)的不同做出合理的判斷，這樣的參數(shù)分析才有利于公路的發(fā)展，才能使鋼筋混凝土的作用全面的發(fā)揮出來(lái)，在整個(gè)公路的建造過(guò)程中都會(huì)起到積極的作用。因此在建造公路時(shí)，對(duì)鋼筋混凝土的選用和它的后期加工，都要有全面的設(shè)計(jì)和了解，從而使其能夠適應(yīng)環(huán)境的發(fā)展和整個(gè)公路的長(zhǎng)期使用。對(duì)于公路鋼筋混凝土的抗力劣化的分析也要更加的全面更加的具體，而且這也是在以后的工作中要不斷進(jìn)行研究和改善的一項(xiàng)重要內(nèi)容。將它的可靠性加大，就能使公路的承受能力更大。

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