海洋環(huán)境下橋梁設(shè)計施工關(guān)鍵技術(shù)

海洋環(huán)境下橋梁設(shè)計施工關(guān)鍵技術(shù)第一頁，共49頁。中交橋梁技術(shù)有限公司

2009年3月海洋環(huán)境下橋梁設(shè)計施工關(guān)鍵技術(shù)

第二頁，共49頁。主要內(nèi)容橋梁損壞的主要原因及應(yīng)對公司主要業(yè)務(wù)簡介橋梁垮塌及破壞現(xiàn)象的反思印尼蘇拉馬都大橋的實踐第三頁，共49頁。目前國內(nèi)橋梁存在的問題50年代后期和60年代橋梁荷載標準低，承載力不足。部分近期修建的橋梁出現(xiàn)質(zhì)量問題，損傷嚴重。截止2006年底，全國查出危橋（第5類）6282座。第四頁，共49頁。１９９９年１月４日晚６時５０分，重慶市綦江縣城區(qū)一座步行橋突然整體垮塌，數(shù)十名過橋者隨大橋墜入橋下的綦河，造成了嚴重傷亡事故。這次因工程質(zhì)量導(dǎo)致的重大責任事故，共造成４０人死亡綦江彩虹橋宜賓小南門橋主跨240米中承式拱橋，1990年11月建成通車，2001年11月因吊桿嚴重銹蝕斷裂，造成橋面跨塌。第五頁，共49頁。蘇州堰月橋（2005年4月）甘肅洮河大橋（2006年5月）大橋建造于８０年代中期，距今已有２０年左右的歷史，是座危橋。位于甘肅省道306線上,岷縣縣城以北500米處，始建于1974年,總長200多，橋?qū)?米。第六頁，共49頁。2004年成都三渡水大橋2007年廣東九江大橋第七頁，共49頁。美國共有公路橋梁58萬座，1967年12月，Ohio州的SilverBridge（懸索橋）跨塌導(dǎo)致46人死亡，使用年限為39年。隨后弗羅里達陽光橋因船撞而嚴重損傷，由此引發(fā)了對美國58萬座公路橋梁的檢查，共調(diào)查了51.4萬座，這些橋中40％以上有不同程度的損傷，98000座橋梁結(jié)構(gòu)強度降低，應(yīng)停止使用或限載。國外橋梁的現(xiàn)狀第八頁，共49頁。ThruwayBridge,NewYork,US（1987年4月）第九頁，共49頁。I-40Bridge,Oklahoma,US（2002年5月）第十頁，共49頁。美國明尼蘇達州密西西比河大橋垮塌2007年8月1日第十一頁，共49頁。Entre-os-RiosBridge,Portugal（2001年3月）第十二頁，共49頁。國外橋梁的現(xiàn)狀—日本日本在七、八十年代汽車運輸急劇發(fā)展，汽車日益大型化、重型化，交通量逐年增加。1956年以前按舊標準設(shè)計施工的橋梁，其承載力明顯不足。據(jù)統(tǒng)計，這類橋梁約有5500座，其中混凝土橋梁約有4500座。第十三頁，共49頁。國外橋梁的現(xiàn)狀—德國前聯(lián)邦德國于1978～1979年對一個州內(nèi)的約1500座鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁做了全面的檢查，發(fā)現(xiàn)不同時期修建的橋梁都有損傷，即使20～30年橋齡的預(yù)應(yīng)力混凝土橋中，有將近一半的橋梁上部構(gòu)造至少有一處較嚴重的損傷，其中2/3至少有一處一般性損傷。

第十四頁，共49頁。混凝土橋梁常見病害及特點外觀特征：混凝土破損、開裂鋼筋銹蝕、支座脫空結(jié)構(gòu)特征：撓度的不斷加大和裂縫的進一步開展大跨徑混凝土橋梁的擔憂？第十五頁，共49頁。（1）如何實際評價現(xiàn)有橋梁的實際承載力與安全度問題；（2）如何及早檢查發(fā)現(xiàn)橋梁產(chǎn)生的損傷及異?，F(xiàn)象，正確地鑒定結(jié)構(gòu)物地損傷程度，從而采用合理的維修加固方法問題；（3）橋梁損壞與維修加固的實際應(yīng)用問題；（4）橋梁維修加固技術(shù)，即采用維修加固新技術(shù)與新方法問題；（5）橋梁設(shè)計與維修管理的關(guān)系，即如何把維修加固中發(fā)現(xiàn)的問題放到今后橋梁設(shè)計中進行考慮的問題；（6）橋梁維修加固的未來展望，即維修加固方法將來會怎樣發(fā)展，如何提出更合理的維修管理方法與策略的問題。1981經(jīng)濟合作與發(fā)展組織關(guān)于“道路橋梁維修與管理”會議

第十六頁，共49頁。主要內(nèi)容橋梁損壞的主要原因及應(yīng)對公司主要業(yè)務(wù)簡介橋梁垮塌及破壞現(xiàn)象的反思印尼蘇拉馬都大橋的實踐第十七頁，共49頁。病害產(chǎn)生的主要原因一、設(shè)計考慮不周造成橋梁結(jié)構(gòu)原始性缺陷（1）結(jié)構(gòu)型式或橋型布置不合理；（2）使用計算程序或輸入數(shù)據(jù)不妥，計算有誤；（3）結(jié)構(gòu)型式、斷面尺寸及鋼筋不符合結(jié)構(gòu)受力要求；（4）對一些特殊荷載如收縮徐變、溫度、基礎(chǔ)變位、水化熱等考慮不足。

剪切引起的斜裂縫彎曲引起受拉區(qū)的豎向裂縫主拉應(yīng)力如何控制？第十八頁，共49頁。病害產(chǎn)生的主要原因二、施工質(zhì)量問題導(dǎo)致橋梁損傷：（1）水泥質(zhì)量不好；（2）使用的骨料不合格或級配不當、含泥量過大、出現(xiàn)堿骨料反應(yīng)；（3）混凝土振搗不密實、參和料拌和不均勻；（4）澆注順序不當；（5）混凝土養(yǎng)生不好；（6）預(yù)應(yīng)力張拉控制不符合要求；（7）預(yù)應(yīng)力管道壓漿不飽滿或未壓漿；（8）支架下沉、脫模過早；（9）接頭處理不當。第十九頁，共49頁。病害產(chǎn)生的主要原因三、運營期間造成的的破壞：（1）交通超載；（2）船舶、車輛撞擊；（3）水流對基礎(chǔ)的沖刷；（4）地震。危橋超載地震超載海水侵蝕第二十頁，共49頁。病害產(chǎn)生的主要原因四、材料性能的退化：混凝土炭化、鋼材銹蝕等。（1）混凝土炭化導(dǎo)致其強度降低；（2）氯離子對混凝土的侵蝕；（3）鋼筋的銹蝕。

第二十一頁，共49頁。主要內(nèi)容橋梁損壞的主要原因及應(yīng)對公司承擔的主要項目介紹橋梁垮塌及破壞現(xiàn)象的反思印尼蘇拉馬都大橋的實踐第二十二頁，共49頁。

主橋為雙塔雙索面結(jié)合梁斜拉橋，跨徑布置為192+434+192m，雙向四車道；兩側(cè)引橋為連續(xù)箱梁，40+7*80+40m，共長1344m；靠近淺灘的引道橋長約3.36km。印尼蘇拉馬都大橋第二十三頁，共49頁。保證大橋百年壽命的主要措施結(jié)構(gòu)耐久性問題關(guān)鍵技術(shù)的專項研究施工保證措施在線健康檢測系統(tǒng)養(yǎng)護管理第二十四頁，共49頁。結(jié)構(gòu)耐久性問題結(jié)構(gòu)設(shè)計中各項應(yīng)力的控制水平控制防止裂縫混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計，抗氯離子侵蝕、保護層碳化防止鋼筋銹蝕鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝混凝土保護層厚度問題防止鋼筋銹蝕防止鋼材銹蝕設(shè)計過程的保證第二十五頁，共49頁。關(guān)鍵技術(shù)的專項研究水下地形測量工程地質(zhì)勘察及海洋土力學(xué)參數(shù)研究海床演變及水文分析火山灰地質(zhì)條件下樁底壓漿試驗研究大橋抗風性能研究工程場地地震安全性評價設(shè)計地震動參數(shù)研究自平衡試樁抗震性能試驗研究第二十六頁，共49頁。海上測量壓漿現(xiàn)場自平衡試樁第二十七頁，共49頁。節(jié)段模型風洞試驗第二十八頁，共49頁。風的作用對大跨徑橋梁的影響不可忽視塔科馬大橋被風摧毀美國塔科馬海峽大橋，主跨853米，全長1716米。1940年第一次修建的懸索橋橋面寬11.9米，加勁桁梁高僅2.74米，該橋因剛度不夠，建成4個月后就被風暴摧毀，1950年利用舊橋墩改建新橋，主跨不變,鋼塔架高140.82米，橋面寬增至18米，加勁桁梁高增至10米。第二十九頁，共49頁。結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計大型阻尼器結(jié)構(gòu)分析模型第三十頁，共49頁。在線健康檢測系統(tǒng)第三十一頁，共49頁。橋梁健康監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展過程美國、英國、日本等國家從80年代初便開始大規(guī)模對橋梁進行檢測，并逐漸建立了一套較為完善的橋梁檢測和維修制度。1967年12月15日俄亥俄河上的銀橋（懸索橋）跨塌導(dǎo)致46人死亡，使用年限為39年。隨后弗羅里達陽光橋因船撞而嚴重損傷，政府決定在新橋上安裝結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)，這些事件的發(fā)生引起了美國政府和學(xué)術(shù)界對橋梁結(jié)構(gòu)安全健康的重視，從基礎(chǔ)理論到實際應(yīng)用的研究都做了大量研究。第三十二頁，共49頁。橋梁健康監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展過程

早期的工作采用的是傳統(tǒng)的測試技術(shù)，不可能實現(xiàn)真正意義上的橋梁結(jié)構(gòu)長期健康監(jiān)測。到20世紀80年代中后期，隨著橋梁檢測手段和監(jiān)測技術(shù)的不斷發(fā)展以及人們對于橋梁安全性和耐久性重視程度的提高，許多大型橋梁上配備安裝了各種各樣的先進的檢測工具和監(jiān)測設(shè)備。第三十三頁，共49頁。橋梁健康監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展過程我國自20世紀90年代起也在一些大型重要橋梁上安裝了不同規(guī)模的健康監(jiān)測系統(tǒng)。如在香港的青馬橋上安裝的保證橋梁運營階段安全的“風和結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)(WASHMS)”,監(jiān)測作用在橋梁上的外部荷載(包括環(huán)境荷載、車輛荷載等)與橋梁的響應(yīng)；在上海徐浦大橋、南京長江大橋等橋上也都安裝了類似的結(jié)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。第三十四頁，共49頁。風速儀溫度計動態(tài)地秤加速度計應(yīng)變計第三十五頁，共49頁。全球定位系統(tǒng)GPS第三十六頁，共49頁。一實時監(jiān)測橋梁荷載和結(jié)構(gòu)反應(yīng)情況，提供超限報警。結(jié)構(gòu)響應(yīng)荷載反應(yīng)結(jié)構(gòu)響應(yīng)是否超限？第三十七頁，共49頁。二交通協(xié)助正常行駛邊道不允許行駛上層不允許行駛中斷交通第三十八頁，共49頁。三為橋梁結(jié)構(gòu)評估提供比較“精確”的信息，做出科學(xué)合理的維修計劃。第三十九頁，共49頁。設(shè)計與養(yǎng)護管理的關(guān)系結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮換索時不中斷交通的問題支座更換斜拉索更換如何保證支座更換時空間尺寸及結(jié)構(gòu)安全的要求規(guī)范問題？第四十頁，共49頁。主要內(nèi)容橋梁損壞的主要原因及應(yīng)對公司主要業(yè)務(wù)簡介橋梁垮塌及破壞現(xiàn)象的反思印尼蘇拉馬都大橋的實踐第四十一頁，共49頁。大跨徑橋梁設(shè)計與科研天津富民橋支井河大橋錫澄運河大橋赤道幾內(nèi)亞Mbini大橋第四十二頁，共49頁。西藏尼瑪至洞措甘肅寶天高速公路高速公路勘察與設(shè)計塔中公路新疆庫車至阿克蘇第四十三頁，共49頁。健康監(jiān)測系統(tǒng)新疆果子溝大橋印尼蘇拉馬都大橋福建石崆山二號橋右幅第四十四頁，共49頁。鐵羅坪大橋主