[00944637]在役混凝土桥梁结构永存预应力及安全性评价研究

本项目在对预应力混凝土桥梁病害、有效预应力衰减、混凝土检测技术、预应力检测评价技术、预应力束张力测试技术及预应力混凝土桥梁评价方法调研分析的基础上，对在役混凝土桥梁结构永存预应力及安全性评价进行了系统研究。本项目主要研究内容有：(1)永存预应力对混凝土梁力学性能的影响研究；(2)在役预应力混凝土桥梁永存预应力检测及评价技术研究；(3)在役预应力混凝土桥梁安全评价技术研究；(4)实桥应用研究；(5)预应力钢索张力测试仪的研制。本研究成果主要体现在：(1)首次建立了预应力混凝土梁的力学参数与永存预应力的数学模型，提出基于刚度测试及有效刚度替换的结构有效预应力检测方法；(2)建立了复杂预应力体系桥梁钢束有效预应力沿程分布预测模型及其分析方法，实现了在获知有限测点应力的基础上对于各类在役桥梁钢束有效预应力不同衰减程度的有效模拟；(3)提出了基于预应力度储备度、储备度衰减率及名义裂缝宽度的预应力混凝土桥梁整体化分级预测及桥梁安全评价方法；(4)开发了横张增量法检测预应力束有效预应力技术：基于钢绞线静动力指征数据的接触式直接法量测，提出了“静力检测法”(SPLM)和“动力检测法”(MPIM)两套具有不同适用性的有效预应力实用测试技术，开发了相关检测设备（预应力钢索张力测试仪（型号：LCZL-50））；(5)开发了预应力混凝土桥梁的应力释放法检测技术：依托大量室内构件及模型试验对混凝土取芯应力释放技术及普通钢筋应力释放技术进行了可行性及相关关键工艺的探索研究，直接获取梁体普通钢筋释放应变，建立了以释放应力推算预应力束有效预应力的预测方法与整体化评价分析并使其程序化；(6)构造了预应力混凝土桥梁安全性、适用性及耐久性评价及其综合性能评价模型，提出了评价方法：结合目前国内外预应力检测技术的研究成果，分析了预应力混凝土桥梁评价中预应力钢束位置偏差、管道压浆状况、锈蚀及有效预应力等重要指标对结构产生的影响，给出了各个评价指标的分级标准，并对评价指标的分析标准进行了敏感性分析。利用模糊数学的方法构造了正态关联函数，对评估模型中各个元素或构件对各个评价等级的关联度进行了分析，利用不确定型AHP的最优传递矩阵法确定评价的权重，提出了安全性、适用性及耐久性评价及综合性能评价方法；(7)编制了首部永存预应力检测评价指南：内容涉预应力混凝土桥梁缺损状况检测、预应力钢束有效预应力检测、预应力混凝土桥梁分项指标评价及预应力混凝土桥梁综合评价等六方面内容，可用于指导预应力混凝土桥梁的检测评价。本项目研究成果的应用将大幅度提高桥梁结构安全性评价的准确性、时效性，降低桥梁结构的安全风险，做到及时了解桥梁结构的安全性，减少桥梁事故的发生，从而产生巨大的间接经济效益和良好的社会影响。本项目成果具有广阔的推广应用前景。