中交路橋科技是從事工程檢測(cè)監(jiān)測(cè)、城市安全監(jiān)測(cè)預(yù)警與評(píng)價(jià)、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
在橋梁全壽命周期曲線中，極限承載力是一個(gè)很重要的指標(biāo)。與設(shè)計(jì)承載力相比，若承載力沒(méi)有下降，其狀態(tài)可視為健康狀態(tài)（1-2類橋）；若承載力下降幅度<10%，其狀態(tài)可視為輕病狀態(tài)（3類橋）；若承載力下降幅度>10%，其狀態(tài)為重病狀態(tài)（4-5類橋）。本文就來(lái)探討一下橋梁承載力檢測(cè)評(píng)定問(wèn)題。
一、影響橋梁承載力的三個(gè)因素
對(duì)于混凝土橋梁而言，橋梁承載力計(jì)算時(shí)，僅僅與以下因素有關(guān)：①截面尺寸；②混凝土強(qiáng)度；③鋼筋的位置、面積、強(qiáng)度。橋梁建設(shè)及運(yùn)營(yíng)期，與設(shè)計(jì)相比，上述因素有可能發(fā)生變化的有：
1、截面尺寸
施工期間形成的截面尺寸差異，運(yùn)營(yíng)期間各種因素導(dǎo)致的混凝土表面損傷、缺失。
2、混凝土強(qiáng)度
施工期間形成的混凝土強(qiáng)度差異，運(yùn)營(yíng)期間各種因素導(dǎo)致的混凝土強(qiáng)度降低。
3、鋼筋
施工期間形成的鋼筋位置、面積、強(qiáng)度差異，運(yùn)營(yíng)期間各種因素導(dǎo)致的鋼筋面積損失。
二、橋梁承載力檢測(cè)評(píng)定
《JTGT J21-2011公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程》規(guī)定：從橋梁承載力計(jì)算表達(dá)式看，給出了混凝土截面尺寸及折減系數(shù)，鋼筋面積及折減系數(shù)，混凝土強(qiáng)度沒(méi)有給出折減系數(shù)，而是通過(guò)惡化系數(shù)給出。問(wèn)題來(lái)了：混凝土截面尺寸和鋼筋面積，是實(shí)測(cè)值還是設(shè)計(jì)值？如果是實(shí)測(cè)值，那就不需要折減，如果是設(shè)計(jì)值，那折減系數(shù)取值的依據(jù)是否充分？惡化系數(shù)體現(xiàn)強(qiáng)度折減，取值依據(jù)是否充分？
（一）截面尺寸
規(guī)程規(guī)定，承載能力評(píng)定時(shí)，要對(duì)截面尺寸進(jìn)行測(cè)量。依此觀之，承載力計(jì)算表達(dá)式中混凝土截面尺寸應(yīng)為實(shí)測(cè)值。依據(jù)截面折減系數(shù)條文說(shuō)明，似乎承載力計(jì)算表達(dá)式中混凝土截面尺寸又應(yīng)為設(shè)計(jì)值。截面折減系數(shù)取值過(guò)程復(fù)雜，且缺乏依據(jù)，過(guò)于主觀。要準(zhǔn)確評(píng)估橋梁承載能力，必須以準(zhǔn)確測(cè)量的實(shí)測(cè)值為依據(jù)。
（二）材料強(qiáng)度
規(guī)程規(guī)定，承載力評(píng)定時(shí)，混凝土強(qiáng)度要進(jìn)行實(shí)測(cè)，鋼材強(qiáng)度通過(guò)查看資料確定，無(wú)法確定時(shí)，才取件實(shí)測(cè)。依此觀之，承載力計(jì)算表達(dá)式中強(qiáng)度應(yīng)取實(shí)測(cè)值，但表達(dá)式中明確為設(shè)計(jì)值，通過(guò)惡化系數(shù)來(lái)體現(xiàn)混凝土強(qiáng)度折減。首先，惡化狀況評(píng)定標(biāo)度E需要考慮7個(gè)因素，都是主觀評(píng)定，然后加權(quán)平均后得到E值，再根據(jù)是否干濕交替、是否凍融、是否侵蝕性介質(zhì)，確定最終的惡化系數(shù)，取值缺乏依據(jù)。惡化系數(shù)取值過(guò)程繁瑣，且主觀性太強(qiáng)，缺乏依據(jù)。要準(zhǔn)確評(píng)估橋梁承載力，應(yīng)該采用混凝土強(qiáng)度實(shí)測(cè)值。
不過(guò)，我們可以來(lái)看看這幾項(xiàng)影響因素：
1、干濕交替
干濕交替主要是影響混凝土碳化。
碳化對(duì)混凝土和鋼筋的影響完全不同。碳化使混凝土強(qiáng)度增加，同時(shí)使鋼筋失去堿性環(huán)境，加速鋼筋銹蝕。
2、凍融
混凝土經(jīng)凍融后強(qiáng)度降低，特別是使用除冰鹽后，混凝土表面剝落，較普通凍融嚴(yán)重，同時(shí)氯離子加速鋼筋銹蝕。凍融目前采用抗凍耐久性指數(shù)DF衡量，其定義是試件300次凍融循環(huán)后，混凝土動(dòng)彈性模量與初始動(dòng)彈性模量之比。而混凝土動(dòng)彈性模量與強(qiáng)度的關(guān)系，目前并無(wú)確定結(jié)論.
3、侵蝕性介質(zhì)
侵蝕性介質(zhì)主要指硫酸鹽。硫酸鹽與水泥水化產(chǎn)物反應(yīng)，體積膨脹，使混凝土開(kāi)裂、剝落，或干濕交替作用下，硫酸鹽溶液濃度增加，飽和而結(jié)晶，結(jié)晶壓力使混凝土破壞.抗侵蝕能力目前通過(guò)耐蝕系數(shù)（干濕循環(huán)后強(qiáng)度/初始強(qiáng)度）下降至75%時(shí)，最大干濕循環(huán)次數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)，如50次，標(biāo)記為KS50。
（三）鋼筋面積
這里主要討論銹蝕后的鋼筋面積，目前尚無(wú)有效無(wú)損方法對(duì)銹蝕后鋼筋進(jìn)行測(cè)量。規(guī)程通過(guò)鋼筋截面折減系數(shù)來(lái)反映鋼筋銹蝕，但取值仍然缺乏依據(jù)：根據(jù)參考文獻(xiàn)數(shù)據(jù)推算，剛剛發(fā)生銹裂時(shí)，螺紋鋼筋銹層厚度約0.1mm，光圓鋼筋銹層厚度約0.15mm；銹脹裂縫寬度達(dá)0.6mm時(shí)，螺紋鋼筋銹層厚度約0.2mm，光圓鋼筋銹層厚度約0.3mm。根據(jù)參考文獻(xiàn)，銹脹裂縫寬度達(dá)0.6mm時(shí)，結(jié)構(gòu)耐久性已到極限。
三、橋梁承載能力荷載試驗(yàn)評(píng)定
當(dāng)按照上節(jié)計(jì)算的橋梁承載能力≤荷載效應(yīng)時(shí)，規(guī)程規(guī)定應(yīng)采用荷載試驗(yàn)的形式，評(píng)定橋梁承載能力。規(guī)程規(guī)定了4種情況，只要出現(xiàn)1種，即可判定橋梁承載力不滿足要求。反之，如果4種情況都沒(méi)有出現(xiàn)，應(yīng)該可以判定橋梁承載力滿足要求。但規(guī)程并沒(méi)有這么處理，而是要求更改系數(shù)，再次進(jìn)行計(jì)算和判定。通過(guò)荷載試驗(yàn)?zāi)軌虼_定橋梁承載力，這是一個(gè)客觀數(shù)據(jù)，滿足就是滿足，不滿足就是不滿足，結(jié)論應(yīng)是明確的，修改系數(shù)再次計(jì)算并不能改變橋梁承載力。
四、結(jié)論
（一）影響橋梁承載力的三個(gè)因素是構(gòu)件截面尺寸、材料強(qiáng)度、鋼筋位置及面積。
（二）橋梁承載力計(jì)算時(shí)，構(gòu)件截面，規(guī)程采用的折減系數(shù)計(jì)算復(fù)雜，卻無(wú)依據(jù)，建議直接采用實(shí)測(cè)值；混凝土強(qiáng)度，規(guī)程采用的惡化系數(shù)計(jì)算復(fù)雜，卻無(wú)依據(jù)，建議直接采用實(shí)測(cè)值；鋼筋面積，規(guī)程采用的折減系數(shù)無(wú)依據(jù)，建議根據(jù)參考文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)鋼筋平均銹層厚度計(jì)算截面損失率。
（三）通過(guò)荷載試驗(yàn)確定的橋梁承載力，是一個(gè)客觀數(shù)據(jù)，是否滿足結(jié)論應(yīng)該明確，規(guī)程修改系數(shù)再次計(jì)算的做法，并不能改變橋梁承載力。
