公路橋梁養(yǎng)護新技術(shù).ppt

公路橋梁養(yǎng)護新技術(shù),公路橋梁養(yǎng)護面臨的嚴(yán)重形勢 公路橋梁的結(jié)構(gòu)類型及受力特點 公路橋梁的主要病害特征及成因 公路橋梁主要檢測手段及加固方法 未來的發(fā)展方向(預(yù)防性養(yǎng)護）,近年來我國發(fā)生橋梁坍塌事件,一、 宜賓小南門橋 二、 遼寧盤錦田莊臺大橋垮塌（養(yǎng)護不當(dāng)） 三、 貴州貴陽小尖山大橋垮塌 四、 貴州遵義珍珠大橋垮塌 五、 京深高速公路橋坍塌事故 六、 岷縣洮河大橋坍塌事故 七、 遼寧202國道熊岳大橋 八、 杭州運河艮山橋 九、 北京順義橋梁測重時突然坍塌 十、 江蘇常州公路大橋突然倒塌 十一、山西運煤超載，60米橋梁坍塌 十二、山西臨汾80噸超載貨車壓斷橋 十三、湖南省湘西鳳凰縣堤溪沱江大橋（施工不當(dāng)） 十四、208國道太原市小店區(qū)段東柳林橋（管理不當(dāng)） 十五、丹拉高速包頭入口引橋傾覆（設(shè)計不當(dāng)） 十六、九江大橋垮塌事件 十七、黑龍江省鐵力市西大橋 十八、津晉高速公路匝道橋坍塌事件 （管理及設(shè)計不當(dāng)）,遼寧盤錦田莊臺大橋,田莊臺遼河大橋是1972年經(jīng)國務(wù)院總理周恩來親自批準(zhǔn)興建，由遼寧省交通勘測設(shè)計院測量設(shè)計的。是國家公路建設(shè)重點工程之一。是遼寧省內(nèi)第一座深水公路橋 。專家組認定，該橋在超限車輛長期作用 ，內(nèi)部預(yù)應(yīng)力嚴(yán)重受損的情況下，根據(jù)對收費口錄像等資料調(diào)查表明，事故發(fā)生前，大連某運輸公司一輛自重30噸的大貨掛車，載著80噸的水泥，在嚴(yán)重超載情況下通過該橋(該橋在2000年7月被確定通行車輛限重15噸、限速20公里小時)，重載沖擊力使大橋第9孔懸臂端預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)瞬間脆性斷裂，致使橋板坍塌 （直接原因）,更深層次的思考： 各級橋梁的養(yǎng)護部門在10年間未對橋梁進行過一次的全面檢測，所有的工作僅僅是目測病害，與其說是車輛超載引起的橋梁坍塌，不如說是養(yǎng)護工作不到位導(dǎo)致的悲劇。,湖南省湘西鳳凰縣堤溪沱江大橋,該橋是采用傳統(tǒng)工藝修建的大型4跨石拱橋，每跨65米，高42米，橫跨沱江，是鳳大公路跨度最大的一座橋梁，上部構(gòu)造主拱圈為等截面懸鏈空腹式無鉸拱，腹拱采用等截面圓弧拱?；A(chǔ)則奠基在弱風(fēng)化泥灰或白云巖上，混凝土、石塊構(gòu)筑成基礎(chǔ)，全橋未設(shè)制動墩,直接原因 橋主拱圈砌筑材料未滿足規(guī)范和設(shè)計要求，拱橋上部構(gòu)造施工工序不合理，主拱圈砌筑質(zhì)量差，降低了拱圈砌體的整體性和強度，隨著拱上荷載的不斷增加，造成1號孔主拱圈靠近0號橋臺一側(cè)約3至4m寬范圍內(nèi)，即2號腹拱下的拱腳區(qū)段砌體強度達到破壞極限而坍塌，受連拱效應(yīng)影響，整個大橋迅速坍塌,主要原因 一是施工單位路擅自變更原主拱圈施工方案，現(xiàn)場管理混亂 二政府質(zhì)量監(jiān)管不力，,太原東柳林橋,一輛總重達183.2噸的貨車經(jīng)過208國道太原市小店區(qū)段東柳林橋。重壓之下，東柳林橋西半幅橋面整體垮塌。這輛壓塌208國道公路橋的六軸貨車，車貨總重高達183.2噸，超限運輸比率為233.1%，實際載貨量接近三個火車皮 ，據(jù)悉該貨車在到達東柳林橋之前已經(jīng)行駛了200多公里，這是一起典型的超載案件，因此為了保證橋梁的安全，公路管理部門 公安部門必須嚴(yán)格執(zhí)行交通部有關(guān)超載的規(guī)定，嚴(yán)禁55噸以上貨車上路通行。,丹拉高速包頭入口引橋傾覆,箱梁為大懸臂梁，該聯(lián)處于彎道與直道交接處，汽車荷載過大，速度又快，因此在汽車自重和箱梁自重，加上離心力及沖擊系數(shù)的影響下，引起極大的橫向扭矩，此時如果蓋梁不能提供的足夠的抗扭能力，則可能橫向傾覆,橋梁缺陷和損壞的原因總結(jié),橋梁結(jié)構(gòu)在施工和使用過程中，常會形成各種各樣的缺陷和損傷，產(chǎn)生缺陷和損傷的原因是多方面的，一般而言，有三個大方面的原因,橋梁坍塌的原因,認識不夠：由于技術(shù)水平的限制，對有些橋梁結(jié)構(gòu)的認識不到位導(dǎo)致的，比如美國的華盛頓州的Tokoma索橋，在風(fēng)脈動作用下共振坍塌，日本明石大橋在拉索上增加了紊流線。 管理不善：當(dāng)橋梁出現(xiàn)病害時未提供及時的養(yǎng)護。加之外圍因素的綜合作用導(dǎo)致橋梁坍塌，比如遼寧的田臺莊大橋坍塌 施工不當(dāng)：項目層層分包，管理混亂，政府質(zhì)量監(jiān)管部門缺位，容易導(dǎo)致施工難度較大的橋梁出現(xiàn)坍塌事故，比如湖南鳳凰堤溪大橋的垮塌,橋梁養(yǎng)護的目的,橋梁的日常養(yǎng)護就是通過檢查掌握橋梁的技術(shù)狀況及缺陷和損傷的性質(zhì)、部位、嚴(yán)重程度及發(fā)展趨勢，弄清出現(xiàn)缺陷和損傷的主要原因，以便能分析和評價既存缺陷和損傷對橋梁質(zhì)量和使用承載能力的影響，并為橋梁維修和加固設(shè)計提供可靠的技術(shù)數(shù)據(jù)和依據(jù)，對可能發(fā)生的事故采取預(yù)防性的措施。,從上可以看出公路橋梁安全面臨著巨大的挑戰(zhàn)，如何保證橋梁在運營過程中的安全是目前公路橋梁養(yǎng)護部門的首要任務(wù)，因此必須從根本出發(fā)，消除橋梁養(yǎng)護工作的惰性，提高養(yǎng)護人員的憂患意識和專業(yè)素質(zhì)，及時的發(fā)現(xiàn)事故隱患，防止橋塌人傷的惡性事件發(fā)生。,小結(jié),公路橋梁的分類及受力特點（按結(jié)構(gòu)形式),1、梁式橋 混凝土簡支梁橋 （T梁和空心板） 混凝土連續(xù)梁（T梁和箱梁） 混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋 混凝土T型剛構(gòu)橋 懸臂梁橋,1、簡支梁橋,主梁以跨為單元，兩端設(shè)有支座，是靜定結(jié)構(gòu)。一般適用于中、小跨度，結(jié)構(gòu)簡單，制造、運輸和架設(shè)均甚方便，多做成標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，以便于構(gòu)件生產(chǎn)工藝工業(yè)化、施工機械化，提高質(zhì)量，降低造價。目前的主要形式為簡支T梁橋，一種簡支空心板橋，在高速公路中大量的應(yīng)用，當(dāng)跨徑在20m以下時以空心板為主，30-50m時以T梁為主，這種橋型受力比較明確，在汽車豎向荷載作用下順橋向主要是彎曲變形和支座處的剪切變形，橫橋向板與板之間、梁與梁之間認為是鉸接，利用荷載橫向分布系數(shù)來分配汽車荷載。,2、連續(xù)梁橋,主梁若干孔為一聯(lián)，連續(xù)支承在幾個支座上，是超靜定結(jié)構(gòu)。當(dāng)跨度較大時，采用連續(xù)梁較省材料，更適合用懸臂拼裝或懸臂灌筑、縱向拖拉或頂推法施工。如京石高速永定河橋，京張高速官廳特大橋均為為預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁，這種橋型由于支座處連續(xù)，大大減小了跨中正彎矩，同時也使支座處出現(xiàn)負彎矩，在腹板處出現(xiàn)較大的拉應(yīng)力，必須有合適配束方案，以保證橋梁受力合理，另外由于混凝土收縮，溫度變化支座沉降等可引起較大溫度次內(nèi)力。,連續(xù)梁橋在我省高速公路橋梁中的基本情況,連續(xù)梁橋在我省高速公路中大量的應(yīng)用，基本上所有的大橋特大橋均采用這些橋型，是養(yǎng)護工作重點關(guān)注的橋型，主要的結(jié)構(gòu)形式為連續(xù)T梁（先簡支后連續(xù)施工方法）和連續(xù)箱梁（多為現(xiàn)澆施工），但由于連續(xù)梁增大需要大噸位巨型支座，因此限制了它的進一步發(fā)展。右圖為京張高速的官廳特大橋,3、連續(xù)剛構(gòu)橋,連續(xù)剛構(gòu)的特點是梁體連續(xù)、墩梁固結(jié)和柔性橋墩。其梁體連續(xù)、墩梁固結(jié)的結(jié)構(gòu)形式既保持了連續(xù)梁無伸縮縫、行車平順的優(yōu)點，又保持了T型剛構(gòu)不設(shè)支座、方便施工的優(yōu)點。墩身將較大的抗彎剛度和較小的抗推剛度結(jié)為一體，利用柔性高墩大的抗彎剛度保持橋面的平整，利用其小的的抗推剛度來適應(yīng)橋梁的水平變位，并且由于雙墩的“消峰”作用可以減少墩頂負彎矩峰值，從而有效地改善了結(jié)構(gòu)的受力狀況，更適合建造大跨度的橋梁。,在混凝土的收縮徐變的作用下，T構(gòu)懸臂端會發(fā)生持續(xù)的下?lián)?，造成橋梁行車不平順，帶掛梁的T型剛構(gòu)在上世紀(jì)70-80年代修建較多，目前已經(jīng)很少使用。,我省高速公路中連續(xù)剛構(gòu)橋的基本情況,由于連續(xù)剛構(gòu)橋具有大量的優(yōu)點尤其是無支座，行車平順跨度較大等特點使得在高速公路橋梁中大量使用，我省高速中目前也有大量的連續(xù)剛構(gòu)橋正在使用或者正在施工。比如宣大高速的黨家溝大橋，在建的大廣高速滹沱河大橋。,2 拱橋,指的是在豎直平面內(nèi)以拱作為上部結(jié)構(gòu)主要承重構(gòu)件的橋梁 ，所有橋面系的豎向荷載均通過桁架或者吊桿傳遞給主拱圈，再由主拱圈傳遞給地基，由于水平推力的存在幾乎所有的拱橋都需要較大的橋臺，由于拱橋跨度較大，因此被大量應(yīng)用在山區(qū)、丘陵地區(qū)或者跨度較大河流高速公路橋梁中，。,定義,目前我省高速公路建成的拱橋主要分布在山區(qū)高速公路或者要求跨度較大的河段可以分成三種， 混凝土拱橋：比如宣大高速的海爾洼大橋 系桿拱橋:比如青蘭高速的南水北調(diào)大橋 鋼管混凝土拱橋：比如京張高速周家溝大橋,拱橋在我省高速公路橋梁基本情況,3 斜拉橋,又稱斜張橋，是將主梁用許多拉索直接拉在橋塔上的一種橋梁，是由承壓的塔，受拉的索和承彎的梁體組合起來的一種結(jié)構(gòu)體系。其可看作是拉索代替支墩的多跨彈性支承連續(xù)梁。其可使梁體內(nèi)彎矩顯著減小，降低建筑高度，減輕了結(jié)構(gòu)重量，節(jié)省了材料，同時也可以實現(xiàn)較大的跨度。斜拉橋由索塔、主梁、斜拉索組成。國內(nèi)比較有代表性是蘇通大橋，杭州灣特大橋等,定義,4 懸索橋,又名吊橋（suspensionbridge）指的是以通過索塔懸掛并錨固于兩岸(或橋兩端)的纜索(或鋼鏈)作為上部結(jié)構(gòu)主要承重構(gòu)件的橋梁。其纜索幾何形狀由力的平衡條件決定，一般接近拋物線。從纜索垂下許多吊桿，把橋面吊住，在橋面和吊桿之間常設(shè)置加勁梁，同纜索形成組合體系，以減小活載所引起的撓度變形。（右圖所示為江陰大橋和潤揚長江公路大橋）,公路橋梁的病害及成因,1.上部構(gòu)造的缺陷和病害 主梁或主拱圈受拉、壓、剪部位開裂、破損、承載力下降； 橋面鋪裝有裂縫、沉陷、龜裂； 橋頭跳車； 防水層排水功能不完善； 水滲漏、沿海風(fēng)浪侵蝕病害引起鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋銹蝕、混凝土剝離； 支座位置不正確或損壞引起傾斜、錯臺及位移； 混凝土老化引起的系列病害等。,公路橋梁的通病,公路橋梁的病害及成因,2.下部墩臺及基礎(chǔ)的病害 基礎(chǔ)的缺陷和病害主要表現(xiàn)為： 承載力不足而使基礎(chǔ)不均勻沉陷； 基礎(chǔ)的滑移和傾斜，以及基底局部沖空； 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)物的異常應(yīng)力和開裂。 橋墩、橋臺缺陷和病害主要表現(xiàn)為： 水平、豎向和網(wǎng)狀裂縫； 混凝土脫落、空洞、材料老化； 受外力沖擊產(chǎn)生破壞； 鋼筋外漏和銹蝕； 結(jié)構(gòu)變形、位移等。,公路橋梁的通病,簡支空心板橋,簡支空心板橋由于設(shè)計及施工均比較簡單方便，因此是高速公路跨越較窄的河流，溝壑以及其他線路的主要橋型之一，而且數(shù)量巨大，在大量重載交通情況下病害比較嚴(yán)重，是目前我省高速公路養(yǎng)護中的一個重點。他的主要病害表現(xiàn)為： 1、堿集料反應(yīng) 2、單板受力 3、某個梁的破壞嚴(yán)重,堿集料反應(yīng),英文名稱：alkali-aggregate reaction 說明:堿集料反應(yīng)(簡稱AAR)是指混凝土原材料中的堿性物質(zhì)與活性成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成膨脹物質(zhì)(或吸水膨脹物質(zhì)) 而引起混凝十產(chǎn)生內(nèi)部自膨脹應(yīng)力而開裂的現(xiàn)象，導(dǎo)致混凝土的崩裂，進而造成鋼筋的銹蝕，如果崩裂發(fā)生在腹板崩裂和頂板崩裂，其破壞的危害性更大，由于空心板梁頂部處于受壓區(qū)，如受壓區(qū)碎裂到一定程度，則易導(dǎo)致空心板梁突然斷裂，為此必須予以重視。 .由于堿集料反應(yīng)一般是在混凝土成型后的若干年后逐漸發(fā)生,其結(jié)果造成混凝土耐久性下降,嚴(yán)重時還會使混凝土喪失使用價值,且由于反應(yīng)是發(fā)生在整個混凝土中,因此,這種反應(yīng)造成的破壞既難以預(yù)防,又難于阻止,更不易修補和挽救。,產(chǎn)生堿集料反應(yīng)的原因及危害,1、混凝土骨料中含有一定量的堿活性二氧化硅，例白云石、蛋白石、玻璃質(zhì)二氧化硅，結(jié)晶不完整的二氧化硅礦物等，當(dāng)含量大于5時，對混凝土構(gòu)件可能會產(chǎn)生損害 2、混凝土中堿含量超過一定量（一般控制在3kg/m3之內(nèi)）。 3、水,原因,骨料膨脹裂縫后使截面削弱。 裂縫處易滲水，銹蝕鋼筋 受壓區(qū)因骨料膨脹而損壞，達到一定程度后， 可能會出現(xiàn)突然破壞。 梁端因骨料膨脹而損壞，有可能產(chǎn)生斜壓破壞形態(tài)。,危害,單板受力,“ 單板受力”是一種綜合性病害，其特征為：鉸縫混凝土被剪壞，并逐步破碎而脫落。在橋面鋪裝層上沿鉸縫方向產(chǎn)生不規(guī)則的縱向裂縫，嚴(yán)重時形成一條破碎帶。雨雪水常通過破碎后的鉸縫滲入板底，留下明顯的滲水痕跡。當(dāng)重型車輛通過“單板受力”的空心板時產(chǎn)生明顯彈性下?lián)?，使其與兩側(cè)的空心板上下錯位，形成臺階。待重車過后，這種錯位消除，又恢復(fù)原狀。如果長期經(jīng)受超過設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的重型車輛作用，使“單板受力”現(xiàn)象逐漸加重，進入這種病害“后期”階段，則彈性下?lián)现饾u變成塑性變形，“單板受力”的空心板與兩側(cè)的空心板之間形成永久性臺階，影響形成及結(jié)構(gòu)安全,單板受力的成因,除了結(jié)構(gòu)自身的原因以外單板受力與下面幾個因素息息相關(guān),超載車輛的原因 施工方面的原因 橋面防水性能不好，雨雪等滲入鉸縫砼 支座脫空 行車軌跡太規(guī)則,空心板梁底縱縫,其產(chǎn)生原因可能是施工質(zhì)量問題，也可能是由于空心板一般不設(shè)通風(fēng)孔，排水孔，空心內(nèi)部積水和內(nèi)外溫差造成空心板梁底縱縫。,T梁的病害,腹板徑向開裂（多見于早期建造的T橋） 支座處剪切破壞 橫隔板混凝土脫落 橋面縱向裂縫,T梁病害的原因,（1） T梁高度偏低，導(dǎo)致其整體剛度不足，撓度過大。 （2） 車輛超載嚴(yán)重，老的設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)偏低不能滿足新的增長需要。 （3） 施工質(zhì)量不佳，造成收縮裂縫 （4）橋面排水不佳，造成邊梁混凝土滲水，鋼筋銹蝕嚴(yán)重 （5）橋面不平整導(dǎo)致橋梁振動增大，加劇破壞程度,T梁橋面縱向裂縫,拼裝式T 梁，由于橫隔板拼縫處下緣焊接鋼板脫焊，導(dǎo)致橫向整體性差而使橋面產(chǎn)生錯動裂縫，,連續(xù)剛構(gòu)橋(箱梁）的病害及成因,一是主梁的跨中下?lián)蠁栴}，主跨270的虎門大橋輔航道橋，建成5年后，在2004年已下?lián)?9cm，遠超過原設(shè)計預(yù)留10cm的徐變預(yù)拱度，而且下?lián)线€在持續(xù); 二是箱梁的裂縫問題，包括主梁箱腹板邊孔靠近現(xiàn)澆段及中孔1/4L一3/4L段出現(xiàn)的斜裂縫、主梁箱底板跨中部分張拉錨固后出現(xiàn)的縱向開裂裂縫及墩頂橫隔板的豎向和橫向裂縫等。,目前一些大跨徑預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)剛構(gòu)橋出現(xiàn)的病害主要集中在兩個方面:,主梁下?lián)系脑?對混凝土徐變的影響程度及長期性估計不足：大流量的交通荷載持續(xù)作用使得只考慮恒載的橋梁徐變計算方法有待改進 預(yù)應(yīng)力損失：大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋梁若預(yù)應(yīng)力度較小則徐變變形可能增大，導(dǎo)致主梁下?lián)献冃渭哟?。另外從己加固的一些連續(xù)剛構(gòu)橋中發(fā)現(xiàn)，孔道的壓漿有時不飽滿，存在著一些孔隙，有的則漿體分離，孔道一經(jīng)戳破即有水流出，處于這樣孔道中的預(yù)應(yīng)力束肯定會發(fā)生銹蝕，導(dǎo)致有效預(yù)應(yīng)力的降低，不但會引起梁體下?lián)?，而且有可能出現(xiàn)受彎豎向裂縫，也降低了抗主拉應(yīng)力的能力。 荷載的長期效應(yīng)的影響：荷載長期作用下，混凝土的彈模降低，與鋼筋的粘結(jié)力變小鋼筋應(yīng)變增大，導(dǎo)致箱梁的持續(xù)下?lián)稀?箱梁開裂原因分析,對于大跨徑橋梁，在主拉應(yīng)力較大的梁段，往往設(shè)置了豎向預(yù)應(yīng)力筋，能大大抵消荷載作用引起的主拉應(yīng)力。因而曾經(jīng)一段時間，上部主梁縱向預(yù)應(yīng)力鋼束布置采用了新型配索方式，提出了只采用頂板索、底板索，僅在邊跨的端部由于受力的特殊要求設(shè)置了部分彎起索的配索方案。由于在實際中取消了下彎束，豎向預(yù)應(yīng)力鋼束又起不到預(yù)期的效果，因此無法達到計算值，從而導(dǎo)致腹板主拉應(yīng)力過大，引起腹板開裂。,腹板斜裂縫,晝夜溫差大，箱梁內(nèi)外溫差可以導(dǎo)致箱梁產(chǎn)生縱向裂縫，低溫澆筑混凝土保溫養(yǎng)護提出更高要求，養(yǎng)護不當(dāng)可能造成裂縫。 施工過程中，在混凝土強度沒有達到張拉條件的情況下進行了構(gòu)件張拉時，易造成橫向拉應(yīng)變超過混凝土的實際極限抗拉應(yīng)變而產(chǎn)生縱向裂縫。 由于合攏段最后澆筑新舊混凝土的收縮量不一致導(dǎo)致縱向裂縫 可能由于灌漿時壓力太大超過計算值造成縱向裂縫 可能箱梁橫向剛度不足，過大的橫向撓度，在箱梁底板易產(chǎn)生縱向裂縫。 跨中底板較薄，當(dāng)施工等原因削弱較大時底板無法承受壓應(yīng)力而開裂 此外，在施工過程中，波紋管的位置的偏差，頂板保護層厚度不夠等也是造成縱向裂縫產(chǎn)生的重要原因。,箱梁頂板和底板縱向裂縫,拱橋的病害及成因分析,石拱橋：多產(chǎn)生由于基礎(chǔ)沉陷而引起的拱圈橫向開裂，而位于半填半挖路段的石拱橋則易產(chǎn)生順橋向裂縫、側(cè)向外傾等； 桁架拱橋：一般主拱圈矢跨比、斷面尺寸均過小，由于荷載的增加，易產(chǎn)生變形，使得拱圈拱腹部位鋼筋保護層開裂、脫落，鋼筋銹蝕； 雙曲拱橋：除主拱圈易產(chǎn)生類似桁架拱橋的病害外，其拱波一般由于未配置鋼筋加上拱肋間的橫向聯(lián)系較弱，而在波頂產(chǎn)生裂縫；此外，拱上填料填筑不當(dāng)或因橋面漏水使其產(chǎn)生膨脹，則容易造成拱上建筑中側(cè)墻的外傾，嚴(yán)重威脅橋梁的穩(wěn)定。 鋼管混凝土拱橋：實踐表明對于該種結(jié)構(gòu)計算方法并不成熟，管節(jié)點焊縫疲勞問題沒能很好的解決，吊桿壽命也難以估計，同時由于鋼管和混凝土膨脹系數(shù)不一致導(dǎo)致拱腳開裂 系桿拱橋：所有的吊桿均存在不同程度的腐蝕現(xiàn)象，除了從設(shè)計上加以改進以外，施工時必須注意保護，防止破壞防水層，養(yǎng)護中要注意防止吊桿進水。,橋梁各種病害加固方法,目前隨著公路橋梁通車?yán)锍痰牟粩嘣黾?，運營時間的增長，加之環(huán)境惡化，汽車超載等客觀原因的存在，導(dǎo)致了大量的公路橋梁是帶病運行，因此大量的公路橋梁需要進行加固，以保證橋梁的安全運行。目前公路橋梁加固設(shè)計規(guī)范（JTGTJ22-2008)給出的加固方法主要有： 增大截面法 粘貼鋼板法 粘貼纖維復(fù)合材料法 體外預(yù)應(yīng)力法 改變結(jié)構(gòu)體系法,增大截面法,該方法適用于鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土，鋼筋混凝土受壓構(gòu)件，以提高受彎構(gòu)件的抗彎承載力、抗剪承載力和剛度；提高受壓構(gòu)件的正截面承載力和剛度， 比如：鋼筋混凝土簡支梁橋當(dāng)豎向剛度不足，導(dǎo)致的跨中撓度較大時，可以采用增加梁截面高度的方法進行加固，當(dāng)橋梁的荷載變化橋墩的豎向承載力不足時，可以考慮增大橋墩的截面進行加固。 分豎向加固和橫向加固,改變結(jié)構(gòu)體系的方法,常用的方法包括： 多孔簡支梁改為連續(xù)梁； 單孔簡支梁改為支撐梁； 中、下乘式拱橋改為拱斜拉組合體系； 連續(xù)剛構(gòu)橋改變?yōu)榘崩瓨颍?帶掛梁的T形剛構(gòu)改變?yōu)檫B續(xù)剛構(gòu)； 增加其他結(jié)構(gòu)而使的原結(jié)構(gòu)受力發(fā)生改變的方法。,粘鋼板和粘貼纖維復(fù)合材料加固法,這兩種方法適用于鋼筋混凝土的受彎、受拉和受壓構(gòu)件的加固。 是被動加固的代表方法，目的是通過補強截面將構(gòu)件進行加固，進而對整個結(jié)構(gòu)進行加固。,體外預(yù)應(yīng)力加固法（主動加固）,體外預(yù)應(yīng)力（也稱體外索）加固是通過增設(shè)體外預(yù)應(yīng)力索對既有的混凝土梁體主動的施加外力，以改善原結(jié)構(gòu)的受力狀況的加固方法。這種方法具有很好的通用性，基本上所有的梁橋均可以采用這種方法加固。 由于橋梁結(jié)構(gòu)的自重較大，一般為帶載加固，所以后加的補強材料，比如鋼板，纖維布等等均只承擔(dān)活載的作用，存在嚴(yán)重的應(yīng)力滯后現(xiàn)象，屬于被動加固的策略，而體外預(yù)應(yīng)力加固屬于主動加固的思想，最主要的是從根本上解決了后加補強材料應(yīng)力滯后的缺點。 最近提出的橫向張拉預(yù)應(yīng)力加固的方法，利用橫向很小的拉力實現(xiàn)了鋼絞線的張拉，將預(yù)應(yīng)力的加固又向前推進了一步。,體外索加固的優(yōu)點,通過設(shè)置體外束可以彌補原來橋梁鋼絞線的銹蝕，確保橋梁的承載力 增大主梁的正應(yīng)力儲備，經(jīng)過增加體外索可以有效的減小跨中的正應(yīng)力 可以有效的改變腹板的主拉應(yīng)力的狀況，因此可以抑制或者減緩裂縫的開裂速度 對于連續(xù)梁橋和連續(xù)剛構(gòu)橋主梁下?lián)嫌幸欢ǖ膹浹a作用,體外索加固需要注意的事項,體外索的錨固 體外索的轉(zhuǎn)向 體外索的防腐,幾種常用的體外索布置形式,(1)簡支梁橋抗彎能力不足或主梁撓度過大時，宜優(yōu)先采用施加體外預(yù)應(yīng)力、增大截面、簡支變連續(xù)等加固法。 (2)個別主梁(板)出現(xiàn)嚴(yán)重病害，而其他主梁良好，可采用更換主梁加固。 (3)提高承載能力幅度不大時，可采用粘貼鋼板或纖維復(fù)合材料加固。 (4)梁(板)橫向聯(lián)系不足時，可采用增強橫梁、 增設(shè)橫向預(yù)應(yīng)力或加強橋面橫向 聯(lián)系等方法加固。 (5)主梁斜截面抗剪能力不足時， 可采用粘貼鋼板或纖維復(fù)合 材料加固。 （6）預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁（板）底面沿縱向預(yù)應(yīng)力鋼束位置開裂時應(yīng)先將裂縫進行封閉處理,1簡支梁橋,(1)箱梁的剛度不足且產(chǎn)生嚴(yán)重下?lián)蠒r，應(yīng)采用施加體外預(yù)應(yīng)力進行加固，也可以采用改變體系法進行加固。 (2)箱梁的抗剪承載能力不足時，可采用增大截面、粘貼鋼板、粘貼纖維復(fù)合材料或增設(shè)豎向預(yù)應(yīng)力等方法進行加固。 (3)箱梁的抗彎承載能力不足時，可采用體外預(yù)應(yīng)力、粘貼鋼板、粘貼纖維復(fù)合材料或增大截面等方法進行加固。 (4)箱梁頂、底面因承載力不足縱向開裂時，可采用粘貼鋼板、粘貼纖維復(fù)合材料或新增肋等方法進行加固。 (5)箱粱齒板局部承壓不足引起的齒板破壞或錨固區(qū)箱梁局部開裂時，可采用增大截面或粘貼鋼板等方法進行加固。 (6)懸臂端牛腿開裂時，宜采用粘貼鋼板、粘貼纖維復(fù)合材料或施加體外預(yù)應(yīng)力等方法加固。,2連續(xù)梁(剛構(gòu))橋、懸臂梁橋,由于拱橋的類型繁多，對于拱橋的加固，必須具體問題具體分析，拿出合理的加固方案，才能保證加固的效果,現(xiàn)簡要敘述如下：,拱橋的加固,1圬工拱橋可采用增大主拱截面、調(diào)整拱上建筑恒載以及增強橫向 整體性等方法加固。 2雙曲拱橋可采用增大截面或改變截面形式、粘貼鋼板和纖維復(fù)合材料，以及增強橫向整體性等方法加固。 3桁架(剛架)拱橋可采用增強橫向整體性、粘貼鋼板和纖維復(fù)合材料、施加體外預(yù)應(yīng)力，以及增大構(gòu)件截面等方法加固。 4鋼筋混凝土箱板(肋)拱橋可采用增大截面、調(diào)整拱上建筑恒載、增加拱肋、增強橫行整體性、以及粘貼纖維復(fù)合材料等方法加固。 5鋼管混凝土拱橋可采用外套鋼管混凝土增大截面、粘貼纖維復(fù)合材料、更換吊桿或系桿、改善橋面系結(jié)構(gòu)，以及增強橫向整體性等方法加固,鋼橋及鋼-混組合橋梁的加固,未來橋梁養(yǎng)護的發(fā)展方向,隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展，公路交通量越來越大，重型交通越來越多，遠遠超出了某些橋梁設(shè)計時的預(yù)期，導(dǎo)致了橋梁使用年限降低，病害加重，因此必須在養(yǎng)護工作中做到預(yù)防性養(yǎng)護，看到養(yǎng)護工作的存在的不足，積極利用新的技術(shù)手段，避免橋梁出現(xiàn)病害，或者當(dāng)橋梁剛剛發(fā)生病害時可以得到及時的養(yǎng)護維修，防止有小病轉(zhuǎn)成大病，保證橋梁的安全運營。,目前橋梁養(yǎng)護管理中普遍存在的問題,日常養(yǎng)護技術(shù)進步,1、日常檢查手段 2、無損檢測技術(shù)的進步 3、橋梁管理系統(tǒng)的研究 4、橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的研究 5、養(yǎng)護新規(guī)范,日常檢查內(nèi)容,日常檢查也叫例行檢查或叫經(jīng)常檢查，一般一月一次，由路段檢查人員或橋工班或護橋人員進行掃視檢查 目的是：確保結(jié)構(gòu)功能正常，使結(jié)構(gòu)能得到及時的養(yǎng)護和小修保養(yǎng)或緊急處理，對需要檢修和一些重大問題作出報告。,新養(yǎng)護規(guī)范的實施進一步規(guī)范了日常的養(yǎng)護行為，為日常養(yǎng)護提供了新的技術(shù)支持,橋梁無損檢測技術(shù),采用聲波CT法、超聲回彈綜合法、聲波反射法、聲波散射法、預(yù)埋法、反張法以及地質(zhì)雷達檢測等各種技術(shù)的綜合應(yīng)用，對橋梁的混凝土構(gòu)件強度、裂縫、有效預(yù)應(yīng)力、波紋管注漿質(zhì)量等進行質(zhì)量無損檢測，為橋梁工程提供圖視化、可靠性好的檢測結(jié)果，通過檢測對預(yù)應(yīng)力橋梁的混凝土質(zhì)量和預(yù)應(yīng)力體系的客觀評價，為施工期橋梁質(zhì)量過程控制及已投入運營的病害橋梁加固設(shè)計提供科學(xué)的依據(jù)。,常規(guī)檢測,表觀檢測：主要從總體上清楚、全面地了解橋梁目前的情況； 裂縫深度：用超聲單面平測法探測混凝土裂縫深度； 表面強度：用超聲回彈綜合法檢測混凝土強度。 橋面砼密實度：用紅外熱像儀的熱圖像推斷混凝土內(nèi)部及表面情況 鋼筋的銹蝕及混凝土氯離子含量的檢測，也是評價混凝土質(zhì)量的重要手段 通過上述幾種手段的綜合運用，對橋梁做出客觀評價。,混凝土整體澆筑質(zhì)量檢測,采用聲波CT成像技術(shù)與地質(zhì)雷達檢測技術(shù)，檢測橋梁混凝土的均勻性、密實性、強度以及內(nèi)部欠實等問題，對混凝土的整體澆注質(zhì)量進行綜合評價,波紋管注漿質(zhì)量檢測,使用地質(zhì)雷達和聲波反射法對波紋管進行綜合檢測，可以準(zhǔn)確檢測波紋管通道位置以及波紋管注漿密實度。,橋梁管理系統(tǒng)的研制,一、國內(nèi)外對橋梁管理系統(tǒng)的研究過程 橋梁管理系統(tǒng)(Bridge Manage System)始于1968年美國國家橋梁檔案數(shù)據(jù)庫(NBI)，綜合性橋梁管理系統(tǒng)的出現(xiàn)則是在上個世紀(jì)80年代。到目前為止，大部分西方發(fā)達國家都擁有適合本國橋梁管理需要的橋梁管理系統(tǒng)。比較有代表性的有美國的POINTS系統(tǒng)和BRIDGIT系統(tǒng)，丹麥的DANBRIO系統(tǒng)，日本的J-BMS和歐洲的Brime項目等。 國內(nèi)橋梁管理系統(tǒng)的開發(fā)始于80年代初期，國家和省公路研究院所，大學(xué)研究機構(gòu)在吸收國外經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，根據(jù)我國的實際情況，開展了公路橋梁管理系統(tǒng)的研究工作。目前國內(nèi)較為典型的橋梁管理系統(tǒng)主要有公路橋梁管理系統(tǒng)CBMS?，F(xiàn)在交通部CBMS推廣工作組提供的主要軟件產(chǎn)品為：CBMS3000 (中國公路橋梁管理系統(tǒng))、CEBMS2008(中國高速公路橋梁管理系統(tǒng))、CSBMS(斜拉特大橋綜合管理系統(tǒng))、SBMS(懸索特大橋管理系統(tǒng)),橋梁管理系統(tǒng)組成,中 國 橋 梁 管 理 系 統(tǒng),數(shù)據(jù)資源管理,統(tǒng)計匯總,橋梁評價與決策,費用分析,維護方案優(yōu)化,系統(tǒng)的功能,該系統(tǒng)可評價和管理高速公路的主線橋、跨線橋、通道橋和匝道橋，并根據(jù)高速公路橋梁的管理特性，提供沿線橋梁診斷、狀況登記、評價決策、GIS查詢、資金分配、養(yǎng)護檢查計劃等綜合管理功能,橋梁管理系統(tǒng)在我省的應(yīng)用,鑒于在建和已建的高速公路中，橋梁數(shù)量多，橋型復(fù)雜，養(yǎng)護任務(wù)日益繁重，為促進我省高速公路橋梁養(yǎng)護與管理的現(xiàn)代化、科學(xué)化，在省交通廳的領(lǐng)導(dǎo)下，省高速公路管理局于2009年開始部署建立我省高速公路橋梁管理系統(tǒng)， 引進CBMS2008 (中國公路橋梁管理系統(tǒng))公路橋梁管理系統(tǒng)，實踐證明，橋梁管理系統(tǒng)作為橋梁養(yǎng)護管理工作的重要組成部分，推廣和應(yīng)用這項工作，結(jié)合數(shù)據(jù)庫建設(shè)進行建庫，建立全省高速公路橋梁的初始“數(shù)據(jù)檔案”，通過實施定期檢查，將全面動態(tài)地了解橋梁健康發(fā)展?fàn)顟B(tài)，對促進高速公路橋梁養(yǎng)護管理工作的規(guī)范有序，實現(xiàn)養(yǎng)護工作的計算機化，實施橋梁動態(tài)管理，提高高速公路橋梁養(yǎng)護管理水平和信息化水平，為領(lǐng)導(dǎo)決策服務(wù)具有重大意義,橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的研制,隨著計算機技術(shù)、通訊技術(shù)及各類傳感技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的大型橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng),力求對橋梁結(jié)構(gòu)進行整體行為的實時監(jiān)控和結(jié)構(gòu)狀態(tài)的智能化評估。在結(jié)構(gòu)經(jīng)過長期使用或遭遇突發(fā)災(zāi)害之后,通過測定其關(guān)鍵性能指標(biāo),獲取反映結(jié)構(gòu)狀況的信息,分析其是否受到傷。如果受到損傷,還要分析其可否繼續(xù)使用以及剩余壽命等。這對確保橋梁的運營安全,及早發(fā)現(xiàn)橋梁病害,延長橋梁的使用壽命起著積極的作用。,橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)取得成果及發(fā)展方向,(l)監(jiān)測內(nèi)容更加全面。不僅監(jiān)測結(jié)構(gòu)本身的狀態(tài)和行為(應(yīng)力、位移、傾角、加速度、動力特性等)以外，還強調(diào)對環(huán)境條件(風(fēng)、地震、溫度、車輛荷載等)的監(jiān)測和記錄分析； (2)監(jiān)測系統(tǒng)功能在不斷完善。很多監(jiān)測系統(tǒng)都具有快速大容量的信息采集與通訊能力，有的監(jiān)測系統(tǒng)開始實現(xiàn)通過計算網(wǎng)絡(luò)遠程傳輸和控制； (3)監(jiān)測設(shè)備更加先進，很多監(jiān)測系統(tǒng)都采用當(dāng)時較先進的傳感器，有的還采用了先進的光纖傳感器和GPS定位系統(tǒng)等，傳感器和工控機的穩(wěn)定性大大提高； (4)在傳感器的優(yōu)化布置方面研究取得了巨大的成果， (5)為積累連續(xù)、完整的結(jié)構(gòu)信息，有的新建橋梁從施工過程開始建立監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng)，并且成為一種趨勢，尤其對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型橋梁； (6)各種基于頻響函數(shù)、頻率、振型、曲率模態(tài)、應(yīng)變能等的改變的損傷檢測方法和定位技術(shù)各具特色，表現(xiàn)出了積極的效果，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法以及小波變換的應(yīng)用也展示了良好的發(fā)展前景,橋梁健康監(jiān)測在我省的應(yīng)用情況,我省在2007年在宣大高速海爾洼大橋建立我省第一個橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)，隨后又陸續(xù)在官廳特大橋等大型橋梁進行應(yīng)用，取得了不錯的成果，為我省健康監(jiān)測系統(tǒng)的研究應(yīng)用積累了大量的經(jīng)驗，填補了我省在利用健康監(jiān)測系統(tǒng)進行橋梁養(yǎng)護管理的空白，但由于橋梁監(jiān)測系統(tǒng)本身的多學(xué)科性和復(fù)雜性，以及橋梁結(jié)構(gòu)和運營環(huán)境的復(fù)雜不確定性，各種已建監(jiān)測系統(tǒng)差別很大，由于我省高速公路橋型相對單一，所以目前正在積極開展研究一套適用于高速公路通用橋型的健康監(jiān)測系統(tǒng)，力爭實現(xiàn)全線橋梁的實時健康監(jiān)測。,海爾洼健康監(jiān)測系統(tǒng),海兒洼大橋主跨結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土組合桁架拱橋，跨徑138m，是河北省同類橋梁中跨徑最大，海爾洼健康監(jiān)測與安全評估系統(tǒng)是我省第一個橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)硬件系統(tǒng)主要包括對大橋工作環(huán)境的監(jiān)測、橋梁結(jié)構(gòu)整體性能監(jiān)測、大橋結(jié)構(gòu)控制斷面應(yīng)力監(jiān)測三部分。 1、橋梁工作環(huán)境的監(jiān)測主要包括：橋址處環(huán)境溫度，濕度與橋梁結(jié)構(gòu)溫度監(jiān)測；運行車輛荷載監(jiān)測； 2、橋梁結(jié)構(gòu)整體性能的監(jiān)測包括：橋梁結(jié)構(gòu)位移線形的監(jiān)測；撓度監(jiān)測；橋梁動力特性及振動水平的監(jiān)測。 3、通過對結(jié)構(gòu)動應(yīng)變的監(jiān)測，可以較好地掌握橋梁受動態(tài)荷載（車輛、地震）下結(jié)構(gòu)的響應(yīng)，可以通過動力放大系數(shù)、荷載統(tǒng)計得出結(jié)構(gòu)安全狀況。,系統(tǒng)啟動畫面,監(jiān)控中心,海兒洼大橋健康監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控中心建設(shè)主要包括硬件設(shè)備建設(shè)和軟件開發(fā)兩部分，硬件主要包括軟件系統(tǒng)所要求的服務(wù)器，工作站計算機及相關(guān)輔助設(shè)備等。 軟件系統(tǒng)是海兒洼大橋健康監(jiān)控系統(tǒng)的核心，在海兒洼大橋健康監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計中除了采用常用的C/S（客戶/服務(wù)器）結(jié)構(gòu)之外又新增加B/S（瀏覽器/服務(wù)器）結(jié)構(gòu)，以方便遠程授權(quán)用戶通過INTERNET訪問大橋健康狀況。軟件系統(tǒng)主要完成對大橋外站采集數(shù)據(jù)的接收、處理，統(tǒng)計分析和對大橋現(xiàn)狀的評估。核心主要劃分為兩個子系統(tǒng)。,子系統(tǒng)分析,項目子系統(tǒng)主要包括兩部分為數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)和健康評估子系統(tǒng): 數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng) 控制數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)行進數(shù)據(jù)采集；對采集的原始數(shù)據(jù)進行二次預(yù)處理；顯示各種監(jiān)測數(shù)據(jù)、圖表和信息；管理一個用于存儲原始數(shù)據(jù)及其預(yù)處理結(jié)果的動態(tài)數(shù)據(jù)庫（DynamicDatabase）。該動態(tài)數(shù)據(jù)庫采取分布式存儲，保存原始數(shù)據(jù)至少30天，保存預(yù)處理結(jié)果至少1年；定期存檔、備份數(shù)據(jù)；作為數(shù)據(jù)服務(wù)器，為授權(quán)用戶訪問