橋涵維護與加固技術(shù)課件

橋涵維護與加固技術(shù)

橋涵維護與加固技術(shù)

一、緒論

改革開放以來，隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的持續(xù)快速健康發(fā)展，交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)取得了舉世矚目的成就，并將繼續(xù)保持快速增長的趨勢。2005年底，全國公路總里程達到193．05萬公里全國公路橋梁達33．66萬座、1474．75萬延米其中特大橋梁876座、145．96萬延米，大橋23290座、512．53萬延米，中橋7．17萬座、393．74萬延米，小橋24．07萬座、422．53萬延米。

全國公路隧道達2889處、152，70萬延米。其中特長隧道43處、16．59萬延米，其他長隧道381處、62．51萬延米，中隧道485處、34．18萬延米，短隧道1980處、39．43萬延米。

橋涵維護與加固技術(shù)1.1混凝土橋梁的病害在全部橋梁中，混凝土橋梁占絕大多數(shù)1989年歐洲橋梁中混凝土橋梁占70％，美國混凝土橋梁占72％，我國混凝土橋梁占90％以上。近年來國內(nèi)混凝土橋梁破壞事故的報道屢見不鮮，其數(shù)量遠遠超過鋼橋。橋涵維護與加固技術(shù)1.1混凝土橋梁的病害美國1989年數(shù)據(jù)：積壓有待修補的混凝土橋梁的維修費用為1550億美元。因除冰鹽引起鋼筋銹蝕而限載的公路橋梁已占全部橋梁的1/4。美國土木工程學(xué)會在2001年指出，美國基礎(chǔ)設(shè)施在未來的5年需要化1.3萬億美元來解決目前基礎(chǔ)設(shè)施中存在的缺陷。就橋梁而言，29％的橋梁被界定為具有功能性缺陷，將需要在未來的10年中每年耗費106億美元來解決改變這一問題。橋涵維護與加固技術(shù)1.1混凝土橋梁的病害我國公路方面沒有確切的統(tǒng)計數(shù)字。根據(jù)1994年秋檢統(tǒng)計，我國鐵路橋梁共有病害橋6137座，占橋梁總數(shù)的18.8％，其中混凝土橋2675座，占病害橋梁的43.6％。橋涵維護與加固技術(shù)1.2纜索承重橋梁的嚴重病害國內(nèi)外，不少斜拉橋的拉索和拱橋的吊桿甚至在使用不到十年就損壞了，其中有材質(zhì)的問題，更主要的是拉索的耐久性保護措施薄弱而導(dǎo)致高強鋼絲的銹蝕或其他問題，如氫脆、應(yīng)力腐蝕、腐蝕疲勞等。二戰(zhàn)后修建了大量的大跨橋梁結(jié)構(gòu)——懸索橋與斜拉橋，至上世紀末，已發(fā)現(xiàn)懸索橋在使用十年左右后鋼索已出現(xiàn)銹蝕。斜拉橋的拉索損壞更嚴重，美國P-K（帕斯克?肯涅威科）通車7年后即換索，德國漢堡科爾布蘭特斜拉橋通車未滿10年即換索，中國廣州海印大橋1988年通車未滿10年即換索、濟南黃河公路大橋1982年建成13年后檢查時發(fā)現(xiàn)索有銹蝕即換索。四川宜賓金沙江南門橋使用10年后因吊桿損壞發(fā)生局部橋面坍塌事故。橋涵維護與加固技術(shù)1.3拱橋的病害我國在六七十年代修建了大量的拱橋，不少橋梁因為嚴重的開裂和銹蝕問題，而不得不加固或拆除重建。自國內(nèi)開始修建鋼管混凝土拱橋以來，盡管這種橋型在設(shè)計理論等諸多方面還不成熟，而其耐久性更是無法驗證；但卻在不到15年的時間內(nèi)，已修建了多達200余座，目前主跨200米以上的拱橋中，鋼管混凝土拱橋的數(shù)量已超過一半。由于理論和施工方面存在的問題，鋼管混凝土拱橋的使用前景和耐久性并不樂觀。橋涵維護與加固技術(shù)基本內(nèi)部與外部因素橋梁病害影響因素的歸納與分類2引起橋梁結(jié)構(gòu)病害的因素及分析橋涵維護與加固技術(shù)（1）設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)低我國公路橋梁荷載標(biāo)準(zhǔn)是經(jīng)過多次修改逐步提高的，隨著交通事業(yè)的發(fā)展，舊有橋梁的荷載標(biāo)準(zhǔn)遠遠不能滿足當(dāng)前汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)的要求，這種情況在世界各國都普遍存在。美國聯(lián)邦公路局調(diào)查結(jié)果顯示，全國約有60萬座橋梁，其中45%的橋梁有缺陷。在有缺陷的橋梁中，有13.6萬座橋梁由于損傷而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性缺陷，有12.4萬座橋梁由于功能不全，而不能滿足現(xiàn)代交通的要求。英國有9萬2千座橋梁是1922年以前修建的，而當(dāng)時設(shè)計規(guī)范中尚未引入荷載設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。在英國的威爾士，約有1/4的橋梁不能滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求。在我國，僅公路方面就有5000多座危橋。其中一部分是舊中國留下的老橋，其設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)低、年代久遠、損傷嚴重；另一部分是由于設(shè)計、施工不完善及結(jié)構(gòu)本身的缺陷造成的。橋涵維護與加固技術(shù)（2）結(jié)構(gòu)不合理在橋梁設(shè)計總體方案的選擇過程中，一般由橋梁地質(zhì)條件、施工方法、經(jīng)濟指標(biāo)等多方面的因素來決定選用的結(jié)構(gòu)類型，例如采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)或鋼筋砼結(jié)構(gòu)、簡支或連續(xù)，T型梁或箱粱以及跨徑比例、箱梁斷面尺寸的擬定等，都會對橋梁的健康狀況有較大影響。國內(nèi)經(jīng)常因為工期或經(jīng)濟方面的原因在方案設(shè)計時投入的精力不足，對很多關(guān)鍵問題缺乏研究，為運營以后橋梁的病害埋下了病根。橋涵維護與加固技術(shù)（3）設(shè)計不完善（4）計算問題

在橋梁設(shè)計過程中，末充分考慮預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)中砼徐變、收縮及溫度應(yīng)力的影響；在進行結(jié)構(gòu)有限性分析時過度強調(diào)單元劃分的精細化和所謂的計算精度，對結(jié)構(gòu)邊界條件和傳力路徑認識不清除，對施工方法、順序和施工荷載對結(jié)構(gòu)成橋性能的影響認識不夠。橋涵維護與加固技術(shù)

4)使用的因素1)橋面超載或荷載標(biāo)準(zhǔn)不明

2)變形與變形障礙

3)風(fēng)雨侵襲及自然作用

4)受意外強擊

5)溫度的變化

6)地震、洪水等自然災(zāi)害對橋梁造成的危害橋涵維護與加固技術(shù)4混凝土橋梁裂縫種類、成因（1）荷載引起的裂縫（2）溫度變化引起的裂縫（3）收縮引起的裂縫（4）地基礎(chǔ)變形引起的裂縫（5）鋼筋銹蝕引起的裂縫（6）凍脹引起的裂縫（7）原材料質(zhì)量引起的裂縫（8）施工工藝質(zhì)量引起的裂縫混凝土開裂可以說是“常發(fā)病”和“多發(fā)病”，經(jīng)常困擾著橋梁工程技術(shù)人員。事實上混凝土橋梁的開裂問題是無法避免的，但是，如果采取一定的設(shè)計和施工措施，很多裂縫是可以克服和控制的。橋涵維護與加固技術(shù)

我國橋梁改造加固任務(wù)繁重，據(jù)交通部統(tǒng)計至2003年底，全國公路網(wǎng)中尚有危橋10443座，378439延米。要實現(xiàn)交通部規(guī)劃的2005年底基本消滅國、省干線公路危橋的目標(biāo)，所需資金約為90億元。中國橋梁改造加固市場的巨大潛力，吸引了國內(nèi)外眾多有遠見卓識的工程技術(shù)人員和企業(yè)家把注意力轉(zhuǎn)移到這方面來，國外的先進加固技術(shù)大量涌進中國加固市場，各種加固公司像雨后春筍相應(yīng)而生，成功地創(chuàng)建了一批橋梁改造加固的優(yōu)秀范例，推進了我國橋梁改造工作的發(fā)展。

橋涵維護與加固技術(shù)

提高橋梁改造加固設(shè)計質(zhì)量，是確保加固工程質(zhì)量的前提和基礎(chǔ)。橋梁改造加固設(shè)計是比新建橋梁設(shè)計復(fù)雜得多的系統(tǒng)工程。我國目前的狀況是“有實力的大設(shè)計院無暇顧及，不愿意干，技術(shù)力量較差的小型設(shè)計單位又干不了”，橋梁改造加固設(shè)計基本上由科研單位、高等院校和各類專業(yè)公司來承擔(dān)。橋涵維護與加固技術(shù)

各類專業(yè)公司的技術(shù)水平差異較大，值得慶幸的是，近幾年來我國確已出現(xiàn)一批技術(shù)能力較高的專業(yè)化加固公司，完成一批橋梁加固工程的優(yōu)秀范例，他們代表了中國橋梁改造加固的主導(dǎo)方向。但是，有些專業(yè)公司以銷售加固材料為主，業(yè)務(wù)單一，對橋梁加固設(shè)計不熟悉。橋梁改造加固設(shè)計審核制度不規(guī)范，沒有明確的加固設(shè)計資質(zhì)要求，