技術(shù)特征：

1.一種服役鋼筋混凝土梁橋應(yīng)力相關(guān)裂縫寬度的分離方法，其特征在于，通過(guò)實(shí)測(cè)服役橋梁自重作用下受彎裂縫特征指標(biāo)和混凝土材料性能無(wú)損測(cè)試，然后根據(jù)結(jié)構(gòu)分析分離出應(yīng)力相關(guān)裂縫寬度w_c和自由變形裂縫寬度w_z，并進(jìn)一步將長(zhǎng)期應(yīng)力相關(guān)裂縫寬度w_f從應(yīng)力相關(guān)裂縫寬度w_c中分離出來(lái)；包括步驟如下，

步驟一：現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)自重作用下鋼筋混凝土梁跨中區(qū)域的梁底裂縫寬度和間距特征值，包括實(shí)測(cè)最大裂縫寬度w_g，max、實(shí)測(cè)平均裂縫寬度w_g，m和實(shí)測(cè)平均裂縫間距l_m；

步驟二：根據(jù)步驟一得到的實(shí)測(cè)平均裂縫間距l_m，按公式w_ej=c_p×σs×l_m/E_s得出自重下的短期最大裂縫寬度w_ej；

其中，σ_s為自重作用下的鋼筋應(yīng)力，c_p為考慮混凝土裂縫間距和裂縫寬度的離散性所引入的實(shí)測(cè)最大裂縫寬度與實(shí)測(cè)平均裂縫寬度的比值，c_p =實(shí)測(cè)最大裂縫寬度w_g，max/實(shí)測(cè)平均裂縫寬度w_g，m，E_s為鋼筋彈性模量；

步驟三：對(duì)實(shí)測(cè)最大裂縫寬度w_g，max、自重下的短期最大裂縫寬度w_ej及規(guī)范規(guī)定的裂縫寬度限值[w_g，max]進(jìn)行比較評(píng)定；

其中，[w_g，max]= [w_max]- w_hj，[w_max]為橋梁檢測(cè)規(guī)范規(guī)定的裂縫寬度限值，w_hj為標(biāo)準(zhǔn)活載作用下的最大裂縫寬度；

步驟四：當(dāng)實(shí)測(cè)最大裂縫寬度w_g，max大于裂縫寬度限值[w_g，max]時(shí)，根據(jù)鋼筋混凝土梁實(shí)際受力情況，將鋼筋混凝土梁跨中區(qū)域劃分為受壓區(qū)、受拉區(qū)及不受力的中性區(qū)；

步驟五：對(duì)跨中區(qū)域受壓區(qū)、受拉區(qū)及中性區(qū)的混凝土彈性模量進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)；

步驟六：根據(jù)步驟五中無(wú)損檢測(cè)測(cè)得的中性區(qū)混凝土彈性模量E_c以及公式f_c,r=34.74/(100/E_c-2.2)，得出混凝土抗壓強(qiáng)度f_c,r；

步驟七：根據(jù)步驟五中無(wú)損檢測(cè)測(cè)得的受壓區(qū)混凝土彈性模量E_r，得出跨中區(qū)域受壓區(qū)混凝土殘余應(yīng)變ε_p；

步驟八：比較受壓區(qū)混凝土殘余應(yīng)變值ε_p與0.4ε_c,r的大小，評(píng)定鋼筋混凝土梁的損傷程度界限狀態(tài)；其中，ε_c,r為混凝土的峰值應(yīng)變；

步驟九：當(dāng)受壓區(qū)混凝土殘余應(yīng)變ε_p≤0.4ε_c,r時(shí)，根據(jù)公式σ_e =M_g Z_c /I_cr得出自重作用下的跨中截面受壓區(qū)混凝土彈性應(yīng)力σ_e；

其中，I_cr為跨中開(kāi)裂截面的慣性矩，Z_c為跨中開(kāi)裂截面的受壓區(qū)高度；M_g為自重作用下梁橋跨中截面的受彎彎矩；

步驟十：根據(jù)公式ε_e=σ_e/E_r得出受壓區(qū)混凝土彈性應(yīng)變ε_e，并根據(jù)公式ε_c=ε_e+ε_p得到受壓區(qū)混凝土總應(yīng)變ε_c；

步驟十一：得出應(yīng)力相關(guān)裂縫寬度w_c，包括有應(yīng)力相關(guān)平均裂縫寬度w_c，m 和應(yīng)力相關(guān)最大裂縫寬度w_c，max；

步驟十二：分離出自由變形裂縫寬度w_z，包括有自由變形平均裂縫寬度w_z，m 和自由變形最大裂縫寬度w_z，max；

步驟十三：分離出長(zhǎng)期應(yīng)力相關(guān)裂縫寬度w_f，包括有長(zhǎng)期應(yīng)力相關(guān)最大裂縫寬度w_f，max和長(zhǎng)期應(yīng)力相關(guān)平均裂縫寬度w_f，m；

步驟十四：根據(jù)分離得到的應(yīng)力相關(guān)裂縫寬度w_c評(píng)估結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)、結(jié)構(gòu)的承載能力，根據(jù)分離得出的自由變形裂縫寬度w_z分析非荷載因素的影響，并根據(jù)分離得出的長(zhǎng)期應(yīng)力相關(guān)裂縫寬度w_f分析長(zhǎng)期應(yīng)力作用的影響。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種服役鋼筋混凝土梁橋應(yīng)力相關(guān)裂縫寬度的分離方法，其特征在于，步驟一中實(shí)測(cè)平均裂縫間距l_m的值需滿足0.5l_mj≤l_m≤1.5l_mj，其中l_mj為計(jì)算平均裂縫間距，l_mj =1.9c+0.08d/ρ；其中，d為受拉區(qū)縱向受拉鋼筋直徑，ρ為按有效受拉混凝土截面面積計(jì)算的縱向受拉鋼筋配筋率，c為最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區(qū)底邊的距離。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種服役鋼筋混凝土梁橋應(yīng)力相關(guān)裂縫寬度的分離方法，其特征在于，步驟三中對(duì)實(shí)測(cè)最大裂縫寬度w_g，max、自重下短期最大裂縫寬度w_ej及規(guī)范規(guī)定的裂縫寬度限值進(jìn)行比較結(jié)果還包括：

當(dāng)w_g，max ≤w_ej時(shí)，總體裂縫寬度滿足設(shè)計(jì)要求，承載能力滿足設(shè)計(jì)要求，評(píng)定結(jié)束，此時(shí)不進(jìn)行應(yīng)力相關(guān)裂縫寬度的分離；

當(dāng)w_ej<w_g，max≤[w_g，max]時(shí)，總體裂縫寬度滿足規(guī)范要求，承載能力滿足規(guī)范要求，評(píng)定結(jié)束，此時(shí)不進(jìn)行應(yīng)力相關(guān)裂縫寬度的分離。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種服役鋼筋混凝土梁橋應(yīng)力相關(guān)裂縫寬度的分離方法，其特征在于，步驟五中無(wú)損檢測(cè)的方法為超聲波無(wú)損檢測(cè)或沖擊彈性波無(wú)損檢測(cè)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種服役鋼筋混凝土梁橋應(yīng)力相關(guān)裂縫寬度的分離方法，其特征在于，步驟五中無(wú)損檢測(cè)時(shí)，跨中區(qū)域的受壓、受拉及不受力的中性區(qū)的測(cè)區(qū)數(shù)量均不少于10個(gè)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種服役鋼筋混凝土梁橋應(yīng)力相關(guān)裂縫寬度的分離方法，其特征在于，步驟五中無(wú)損檢測(cè)的具體步驟為，

步驟A：利用超聲波或沖擊彈性波P波的波速，測(cè)試出受壓區(qū)、受拉區(qū)及中性區(qū)混凝土的動(dòng)彈性模量E_d；

步驟B：確定結(jié)構(gòu)的動(dòng)彈性模量與波速V_p2的關(guān)系；對(duì)于在混凝土橋梁頂板或者腹板測(cè)試的P 波，其波速V_p2認(rèn)為是二維彈性波，按公式V_p2²=E_d/ρ(1-μ²) 確定其與結(jié)構(gòu)的動(dòng)彈性模量間的關(guān)系；

其中，ρ測(cè)試區(qū)域混凝土的密度，μ為測(cè)試區(qū)域混凝土的泊松比；

步驟C：對(duì)動(dòng)彈性模量E_d進(jìn)行修正；按公式E_cd=( E_d-ρ_sE_sd)/ (1-ρ_s) 對(duì)動(dòng)彈性模量E_d進(jìn)行修正；

其中：E_cd為修正后的混凝土的動(dòng)彈性模量；ρ_s為配筋率，根據(jù)設(shè)計(jì)值定；E_sd為鋼筋的動(dòng)彈性模量，取206Gpa；

步驟D：確定混凝土的靜彈性模量E_ct，按公式E_ct=0.83E_cd得到混凝土的靜彈性模量E_ct；

步驟E：確定中性區(qū)混凝土彈性模量E_c及受壓區(qū)混凝土彈性模量E_r；其中在中性區(qū)，其靜彈性模量E_ct即為中性區(qū)混凝土彈性模量E_c；在受壓區(qū)域，其靜彈性模量E_ct即受壓區(qū)混凝土彈性模量E_r。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種服役鋼筋混凝土梁橋應(yīng)力相關(guān)裂縫寬度的分離方法，其特征在于，步驟七中得出受壓區(qū)混凝土殘余應(yīng)變ε_p的具體步驟為,

步驟a:根據(jù)在受壓區(qū)域測(cè)得的受壓區(qū)混凝土彈性模量E_r以及公式，建立受壓區(qū)混凝土彈性模量E_r與靜力等效應(yīng)變ε_r關(guān)系，公式如下：

；

其中， 為混凝土受壓區(qū)的應(yīng)力，為混凝土受壓損傷演化參數(shù)，為混凝土受壓區(qū)的應(yīng)變；

步驟b：根據(jù)Berkeley加/卸載模型給出的表示混凝土殘余應(yīng)變與靜力等效應(yīng)變的關(guān)系的公式，與步驟a中的所述的受壓區(qū)混凝土彈性模量E_r與靜力等效應(yīng)變ε_r關(guān)系的公式，綜合得出靜力等效應(yīng)變ε_r；

其中殘余應(yīng)變與靜力等效應(yīng)變的關(guān)系的公式如下：

；

步驟c：由公式得出ε_r對(duì)應(yīng)的靜力等效應(yīng)力σ_r，從而根據(jù)公式ε_p=ε_r-σ_r/E_r進(jìn)一步得出受壓區(qū)混凝土殘余應(yīng)變值ε_p。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種服役鋼筋混凝土梁橋應(yīng)力相關(guān)裂縫寬度的分離方法，其特征在于，步驟八中比較受壓區(qū)混凝土殘余應(yīng)變值ε_p與0.4ε_c,r的大小結(jié)果為ε_p＞0.4ε_c,r時(shí)，鋼筋混凝土梁破損嚴(yán)重、失效，不具有維修加固價(jià)值，應(yīng)力相關(guān)裂縫寬度的分離不再進(jìn)行。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種服役鋼筋混凝土梁橋應(yīng)力相關(guān)裂縫寬度的分離方法，其特征在于，步驟十與步驟十一之間還包括步驟：對(duì)跨中截面應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行分析；根據(jù)受壓區(qū)混凝土總應(yīng)變εc，由公式εs=εc×(h-c-Zc)/ Zc得出受拉縱筋的總應(yīng)變εs，得到受拉縱筋的實(shí)際應(yīng)力，從而進(jìn)一步評(píng)估結(jié)構(gòu)的承載能力；其中，h為截面高度。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種服役鋼筋混凝土梁橋應(yīng)力相關(guān)裂縫寬度的分離方法，其特征在于，步驟十一中得出的w_c，m、w_c，max具體方法為先根據(jù)公式w_c，m=ε_c×l_m×(h–Z_c)/ Z_c得出梁底受拉邊緣的應(yīng)力相關(guān)平均裂縫寬度w_c，m，然后根據(jù)公式w_c，max= c_p×w_c，m得出梁底受拉邊緣的應(yīng)力相關(guān)最大裂縫寬度w_c，max；

步驟十二中分離自由變形裂縫寬度w_z的具體方法為：根據(jù)公式w_z，m= w_g，m –w_c，m得出自由變形平均裂縫寬度w_z，m，根據(jù)公式w_z，max= c_p×w_z，m得出自由變形最大裂縫寬度w_z，max；

步驟十三中分離長(zhǎng)期應(yīng)力相關(guān)裂縫寬度w_f的具體方法為：根據(jù)公式w_f,max=w_c,max-w_ej得出長(zhǎng)期應(yīng)力相關(guān)最大裂縫寬度w_f,max，根據(jù)公式w_f,m= w_c,m – w_ej得出長(zhǎng)期應(yīng)力相關(guān)平均裂縫寬度w_f,m。