對于病害原因復(fù)雜的橋梁,結(jié)構(gòu)的實際受力狀態(tài)難以檢測和確定,根據(jù)橋梁檢查和技術(shù)狀況評定結(jié)果難以確定加固設(shè)計的設(shè)計參數(shù),一般采用包絡(luò)設(shè)計法。
采用包絡(luò)法進(jìn)行加固設(shè)計,在對原結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析時,須基于實橋檢測、荷載試驗數(shù)據(jù)及有關(guān)資料,建立橋梁結(jié)構(gòu)的損傷模型,借助于橋梁結(jié)構(gòu)分析軟件,通過反演分析,獲得各項損傷參數(shù),即量化考慮結(jié)構(gòu)折減,得到結(jié)構(gòu)實際狀態(tài)與損傷參數(shù)取值的函數(shù)關(guān)系,從而計算殘存應(yīng)力和剩余承載能力。采取加固措施后(如采用預(yù)應(yīng)力加固),應(yīng)確保措施增設(shè)能提高結(jié)構(gòu)承載能力,且原有結(jié)構(gòu)的受力不超限(如受壓區(qū)應(yīng)力)。
因此,在設(shè)計階段,必須獲得各項設(shè)計參數(shù),界定包絡(luò)設(shè)計的上限和下限,確保加固方案能包絡(luò)可能出現(xiàn)的最不利工況,加固措施安全可靠,結(jié)構(gòu)加固后承載能力落在合理區(qū)間范圍內(nèi),并留有一定的富余量。
要做好結(jié)構(gòu)的包絡(luò)設(shè)計工作必須注重結(jié)構(gòu)概念設(shè)計,注重工程經(jīng)驗的積累。包絡(luò)設(shè)計法可以是對構(gòu)件、局部區(qū)域的包絡(luò)設(shè)計,也可以是對整個結(jié)構(gòu)的包絡(luò)設(shè)計等。應(yīng)根據(jù)工程的實際情況靈活掌握。
在采用包絡(luò)設(shè)計法進(jìn)行設(shè)計時,可針對不同情況采用不同的包絡(luò)設(shè)計原則,但應(yīng)注意分析和識別各種不利因素產(chǎn)生的效應(yīng)是并列關(guān)系還是疊加關(guān)系。
(1)包絡(luò)設(shè)計的上限
設(shè)計參數(shù)(如混凝土強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)斷面、預(yù)應(yīng)力截面和有效應(yīng)力等)基本按原設(shè)計狀態(tài)取值,驗算在此狀態(tài)下增設(shè)加固措施后,結(jié)構(gòu)整體或局部內(nèi)力、應(yīng)力、撓度等,滿足正常使用極限狀態(tài)和承載能力極限狀態(tài)規(guī)范要求,此為包絡(luò)設(shè)計的上限。
(2)包絡(luò)設(shè)計的下限
由于病害橋梁已投入使用多年,結(jié)構(gòu)本身已經(jīng)存在損傷,且外部營運環(huán)境可能發(fā)生變化(如超載車輛),所有對結(jié)構(gòu)安全造成不利影響的因素,均應(yīng)在設(shè)計參數(shù)取值上進(jìn)行量化,考慮最不利因素的計算模型是該橋梁的主控模型,此為包絡(luò)設(shè)計的下限。
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