公路旧桥承载能力鉴定方法

公路旧桥承载能力鉴定方法（试行）编写单位：交通部第二公路勘察设计院1988北京编制说明《公路旧桥承载能力鉴定方法》系根据交通部下达任务，有交通部第二公路勘察设计院主持编制，参加编写人员有：舒惠藏、杨凤银、郭珠莲、呈光树，由舒惠藏主编。本方法主要根据我国有关省、市、地区既有桥梁承载能力的鉴定工作的经验，结合第二公路勘察设计院从事桥梁结构试验、尤其是近几年对十余座不同型式的旧桥承载能力鉴定的实践，并参考了《铁路桥梁检定规范》、《大跨径混凝土桥梁试验方法》等有关规定编写而成。本方法分为总则、桥梁调查与检算、桥梁承载能力鉴定、荷载试验及其分析等四章和六个附录，内容以中小跨径桥梁为主。公路旧桥承载能力鉴定方法（试行）第一章总则第一节使用目的为了适应公路运输载重量不断发展的要求，充分利用现有的公路桥梁，使之能继续安全地为公路运输服务，根据交通部颁布的《公路养护技术规范》要求，必须对桥梁进行鉴定。其中桥梁承载能力的鉴定则是最重要的一项工作，本方法通过对桥梁调查和结构检算，必要时再进行荷载试验，鉴定桥梁的承载能力及其使用条件。第二节适用范围本方法适用于砖、石、混凝土、钢筋混凝土及预应力混凝土桥。本方法适用于现有桥梁承载能力的鉴定。对大跨径和特殊结构桥梁承载能力的鉴定，应根据其结构特点，参照其它有关试验方法进行。本方法主要用于下列情况：1．缺乏设计、施工资料的桥梁。2．施工质量较差，不符合设计要求的桥梁。3．桥梁竣工经过运营一段时间后发现较严重的病害，影响其承载能力。4．桥梁施工质量较好，运营情况也良好，但希望提高其允许的承载能力。5．需要通过超设计标准的特殊车辆荷载的桥梁。为了节约桥梁加固和改造的费用，本方法根据桥梁的实际情况，在确保安全的前提下，在结构检算中结构强度和稳定性的安全度可略低于设计规范的要求，以期充分发挥桥梁承载潜力。第三节工作内容1．桥梁调查与检算对桥梁各部分技术状态以及荷载历史进行调查研究，并根据路况登记的桥梁档案资料对桥梁进行结构检算，以初步了解桥梁的承载能力。2．桥梁承载能力鉴定根据桥梁调查，检算资料，进行整理分析后编写桥梁承载能力鉴定报告，填写桥梁承载能力鉴定表。当根据调查与检算资料，尚不能确定桥梁承载力时，应进行荷敖试验。3．荷载试验对桥梁进行荷载试验以获取实测资料，然后，把实测资料和调查检算资料结合起来，分析，评定桥梁承载能力。第二章桥梁调查与检算桥梁的调查和检算应尽可能做到周密，细致，准确。第一节桥梁有关技术资料的搜集除搜集书面资料外，还应向比较了解桥梁历史和现状的人进行调杳。搜集的重点为下列资料中与桥梁承载能力有关的部分。1．设计资料(1)设计计算书及有关设计图纸。(2)修改设计计算书及有关图纸。(3)桥位地质钻探资料及图纸。2．施工资料(1)竣工图纸及其说明书。(2)材料试验资料及施工记录。(3)地基与基础试验资料。(4)竣工验收有关资料。3．维修、养护、加固资料(1)历史上通过重车的车型、载重及桥梁工作状况资料。(2)经常通过车辆的车型、载重及交通量。(3)历次桥梁调查，维修、加固等有关的资料、图纸、照片。(4)过去所作桥梁加载试验资料。第二节桥梁现状检查1．桥面检查要点(1)桥面纵坡。(2)桥面平整度，磨耗及损坏情况。(3)栏杆及人行道是否完整、符合使用要求。(4)排水设施设置是否合理，设备是否完善，工作状况是否正常。(5)伸缩缝宽度是否合适，有无拉开或抵拢现象，其设施是否完善能否满足使用要求。伸缩缝的检查最好能从桥面和桥下两个方向进行。2．拱桥检查要点(1)拱轴线坐标(与设计值及竣工值对照)，主拱圈平面偏移情况。(2)主拱圈断面尺寸及拱肋间横向联系。(3)主拱圈风化，剥落、破损，裂缝，主筋锈蚀等情况。一般易产生裂缝的部位为主拱圈拱顶下缘，拱脚上缘，双曲拱沿拱波顶纵向，桁架拱及刚架拱节点附近，组合构件的连接面等。检查的裂缝情况应填入裂缝观测表格(见附录1)，当主拱圈裂缝发展严重时应选择有代表性的拱段绘制裂缝展开图。(4)拱上建筑出现的裂缝、损伤和破坏并分析其产生的原因。3．梁桥检查要点(1)主梁的平。纵面位置，主梁的下挠，预应力混凝土梁由于徐变，收缩及预应力筋松弛造成的下挠(或上拱)及粱长变化。(2)主梁横断面尺寸及主梁的横向联系有无开裂，变形及其它损坏。当缺乏断面配筋资料时，应使用混凝土保护层测定仪等仪器探明主筋的直径，位置和数量。(3)各构件混凝土的外观质量，包括有无裂缝，麻面，蜂窝，空洞，露筋。主要受力钢筋锈蚀的程度。(4)主梁裂缝分布情况，裂缝的位置，长度，缝宽等填入裂缝观测表格。当梁体裂缝较多时，选择有代表性的粱绘制裂缝展开图。(5)组合梁的结合面有无张开和错位。(6)梁端与墩台的相对位置是否正确，支座附近粱体是否开裂，后张法预应力混凝土梁的锚头附近混凝土有无开裂破坏。(7)支座位置是否正确，能否正常工作，有无锈蚀及损坏。4．墩台及地基基础检查要点(1)墩台的风化、水蚀、剥落、破损及裂缝情况。(2)墩台基础埋置深度是否满足洪水冲刷要求，有无过度冲刷现象。(3)墩台有无下沉，滑动、倾斜等现象。当怀疑墩台仍在沉降或滑移时应设立永久观测标志定期进行观测。(4)当墩台产生下沉、滑动，倾斜等现象时应采用物探、钻孔、开挖等方法对地基基础进行探查。对地基的开挖应审慎进行，并制订必要的监测和安全措施，避免危害原有地基与基础。5．材料强度检查(1)桥梁结构各主要受力部位，如主粱，主桁，主拱圈，墩台身、墩台帽等等，应进行材料强度检查。(2)钢材强度一般以设计，施工有关资料为依据，不再检查。无资料可查时，应通过调查桥梁修建年代，钢材外观，材料来源等进行分析判定，确有必要时可在结构上截取试件进行材料试验。(3)混凝土强度可用回弹仪，超声波探伤仪等设备进行探测，必要时可在结构上钻取试件进行材料试验。(4)在结构上钻截材料试件时应尽量选择结构的次要部位，并采取有效措施，确保结构安全，然后及时进行补强处理。第三节桥梁承载能力检算1．检算原则(1)桥梁的承载能力检算，主要应按照交通部颁布的《公路桥涌设计通用规范》(JTJ021—85)，《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》(JTJ022—85)，《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ023--85)，《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ024—85)及其他有关规范(以下简称“规范”)进行。也可应用已为科研证实能挖掘桥梁潜力的，可靠的分析计算方法。(2)检算荷载的采用一般应按桥梁所在路线近期载重要求(汽车与人群，平板挂车、履带车)，按交通部颁布的《公路工程技术标准》(JTJ1—81)的荷载等级进行检算。当桥梁需要临时通过特殊重型车辆荷载，且重型车辆产生的荷载效应大于该桥近期要求达到的标准荷载等级的荷载效应时，可按重型车辆的载重要求直接检算桥梁。(3)为了充分利用旧桥，如按规范要求布置挂车或履带车检算桥梁承载能力不能通过时，也可采取限制车辆的运行路线(如加大车轮边缘与路缘石间距)、车间距，车速等措施进行承载能力检算。2．检算要点(1)根据桥梁的实际状况，参考以往的设计计算资料，着重进行结构主要控制截面，结构薄弱部位的检算。除结构裂缝发展严重，刚度显著降低的旧桥外，一般可不必检算桥梁的刚度。多孔桥结构相同，跨径相等的孔，应选择受力最不利与损坏较严重的孔进行检算。(2)检算时应以实际调查的结构各部尺寸及材料强度为依据，若实际调查值与设计值相差不大时，仍可按设计值进行检算。有严重质量问题的构件，应根据检查资料进行强度折减。(3)梁式桥桥面铺装混凝土与梁体结合较好时，可考虑其参与共同受力。组合梁桥如结合面产生开裂、错位等现象应对其组合截面进行适当的折减。(4)钢筋混凝土梁桥缺乏主梁配筋资料时，可参考同年代类似桥梁及图纸进行承载能力估算，亦可参考附录2进行，结果仅供参考。最后，仍应以仪器探测的主筋尺寸，位置及数量作为检算依据。(5)砖石及混凝土拱桥主拱圈如已开裂，应检算开裂处的局部受力，当裂缝高度超过截面中性轴时，内力计算时开裂处应作为铰结点处理。(6)拱桥拱上建筑的联合作用应予以考虑。可根据拱上建筑的类型，完好程度及所检算的截面位置等区别对待。(7)当墩、台发生不均匀沉陷、滑移或倾斜时，应对地基承载能力进行检算，并检算对超静定上部结构内力的影响。(8)计算永久荷载时，应采用桥梁经养护，维修，加固后的实际恒载重量。3．旧桥检算承载能力的折减或提高(1)上部结构检算结构强度及稳定性时，应根据桥梁实际状况，对结构的抗力效应进行折减或提高。具体方法如下：A、砖，石及混凝土桥对《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》(JTJO22--85)第三章第3.0.1条荷载效应不利组合设计值小于或等于结构抗力效应设计值的方程式改变如下：110),()(ZRRQSkmjdssd(2-1)式中：Sd——荷载效应函数；Q——荷载在结构上产生的效应；γs0——结构的重要性系数；γs1——荷载安全系数；ψ——荷载组合系数；Rd——结构的抗力效应函数；Ri——材料或砌体的安全系数；αk——结构的几何尺寸；Z1——旧桥的检算系数。B、钢筋混凝土及预应力混凝土桥对《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ023—85)第一章第1.0.5条荷载效应不利组合的设计值小于或等于结构抗力效应设计值的方程式改变如下：1);();(ZRRRQGSssccdbqgd（2-2）Sd——荷载效应函数；G——永久荷载（结构重力）：γs——永久荷载（结构重力）安全系数Q——可变荷载及永久荷载中混凝土收缩、徐变影响力，基础变位影响力；γq——荷载Q的安全系数；Rd——结构的抗力效应函数；γb——结构工作条件系数；γc——在混凝土强度设计采用值基础上的混凝土安全系数；Rs——预应力钢筋或非预应力钢筋强度设计采用值；γs——在钢筋强度设计采用值基础上的钢筋安全系数；z1——旧桥检算系数。式2-1及式2-2中旧桥检算系数Z1值根据不同的桥型和桥梁实际状况的优劣确定，拱桥按表2.1选用，梁桥按表2.2选用。拱桥Z1值表表2.1Z1桥梁状况1.1~1.2墩台基础坐落在硬地基上，未发生位移，拱轴线与设计值吻合，主拱圈未产生风化、剥蚀、蜂窝、开裂等现象，无裂缝或裂缝轻微发展1.0~1.1墩、台基础未产生明显位移，拱轴线偏离设计值较少，主拱圈产生轻微的风化、剥蚀、蜂窝、开裂等现象，裂缝数量较少，裂缝宽度未超限值1.9~1.0墩台基础位移较小，拱轴线偏离设计值较多，主拱圈产生较严重的风化、剥蚀，裂缝数量较多，裂缝宽度超限值0.9以下墩台产生较大水平位移、转角或位移，转角仍在继续发展，主拱圈产生明显的不均匀沉陷，主拱圈风化、剥蚀，裂缝发展严重，组合拱圈分部件联接较松散等等梁桥Z1值表表2.2Z1桥梁状况1.0~1.1桥梁各构件混凝土质量良好，裂缝宽度未超过表3.1允许值，桥梁未产生病害，桥梁各部分均能正常工作。1.9~1.0桥梁各构件混凝土质量较差，少数裂缝宽度超过表3.1允许值，桥梁产生一般病害，桥梁各部分基本能正常工作。0.9以下桥梁各构件混凝土及钢筋产生严重质量问题，较多裂缝宽度超过表3.1允许值或裂缝仍在继续发展，桥梁产生严重病害，带病工作。(2)地基与基础经久压实的桥梁地基土允许承载力的提高，按《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ024—85)第二章第二节规定采用。(3)填土侧压力当桥头填土经久压实时，按规范采用的填土内摩擦角ф可根根土质情况适当加大。第三章桥梁承载能力鉴定第一节桥梁承载能力分析与评定应充分利用所掌握的调查检算资料，根据桥梁的构造特点按以下各条综合分析评定桥梁的承载能力及其使用条件。1．结构的强度与稳定性(1)桥梁主要构件按第二章第三节要求进行的强度及稳定性检算符合要求，同时桥梁使用状况良好时，可评定桥梁承载能力符合检算荷载要求，否则应降低检算荷载重新进行检算。(2)桥梁的非主要构件，如拱桥拱上建筑，梁桥桥面板、横隔板等的强度和稳定性同样应满足检算要求，如不符合要求应进行局部补强、加固或改建。(3)仅由于少数结构构件混凝土有严重质量问题而影响桥梁承载能力，致使检算不能通过时，可对少