桥梁评估与加固技术课件.ppt
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- 桥梁 评估 加固 技术 课件
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1、报告人报告人:2011年年3月月桥梁评估及加固技术桥梁评估及加固技术主要内容主要内容桥梁结构常见病害类型评估理论的最新进展旧桥加固案例分析目前国内外桥梁现状旧桥检测及评估的常用方法随着国民经济持续快速的发展,我国交通运输事业也随着国民经济持续快速的发展,我国交通运输事业也迎来一个辉煌的时代。据不完全统计,截至到迎来一个辉煌的时代。据不完全统计,截至到20092009年,年,我国公路桥梁达我国公路桥梁达62.1962.19万座。万座。苏通大桥苏通大桥支井河大桥支井河大桥香港昂船洲大桥香港昂船洲大桥西侯门大桥西侯门大桥 我国设计施工水平已迈入国际先进行列,我国设计施工水平已迈入国际先进行列,部分成
2、果达到国际先进水平。部分成果达到国际先进水平。香港昂船洲大桥、香港昂船洲大桥、主跨主跨1020米,江苏苏米,江苏苏通大桥,其主跨达到通大桥,其主跨达到1088米,支井河上承式米,支井河上承式钢管拱桥,跨径钢管拱桥,跨径430米,西侯门悬索桥,跨米,西侯门悬索桥,跨径径1650米。米。Roin-Antirion大桥大桥 Messina Bridge桥梁的现状桥梁的现状桥名桥名时间时间事件描述事件描述綦江彩虹桥垮塌綦江彩虹桥垮塌19991焊接质量、混凝土振捣不密实焊接质量、混凝土振捣不密实宜宾小南门桥吊杆断裂宜宾小南门桥吊杆断裂2001.11吊杆受酸雨侵蚀锈断吊杆受酸雨侵蚀锈断苏州堰月桥苏州堰月桥
3、 2005.4常年失修、承载力下降常年失修、承载力下降甘肃洮河大桥甘肃洮河大桥2006.5常年失修、承载力下降常年失修、承载力下降成都三渡水大桥成都三渡水大桥2004.4挖砂导致基础被水冲垮挖砂导致基础被水冲垮美国明尼苏达州密西西比河大桥美国明尼苏达州密西西比河大桥2007.8原因待查原因待查损坏与垮塌事件损坏与垮塌事件国家国家桥梁现状桥梁现状中国中国中国现有各类桥梁约六十二万座,危桥数量众多。中国现有各类桥梁约六十二万座,危桥数量众多。美国美国桥梁桥梁58万座,调查万座,调查51.4万座,其中万座,其中40以上有不同程度的损伤,以上有不同程度的损伤,98000座桥梁结构强度降低,应停止使用或
4、限载。座桥梁结构强度降低,应停止使用或限载。日本日本1956年以前按旧标准设计施工的桥梁,其承载力明显不足。据统计,年以前按旧标准设计施工的桥梁,其承载力明显不足。据统计,这类桥梁约有这类桥梁约有5500座,其中混凝土桥梁约有座,其中混凝土桥梁约有4500座。座。德国德国一个州内的约一个州内的约1500座混凝土桥梁,有将近一半的桥梁上部构造至少座混凝土桥梁,有将近一半的桥梁上部构造至少有一处较严重的损伤,其中有一处较严重的损伤,其中2/3至少有一处一般性损伤。至少有一处一般性损伤。目前国内桥梁存在的问题目前国内桥梁存在的问题年月日晚时分,重年月日晚时分,重庆市綦江县城区一座步行桥突然整体垮庆市
5、綦江县城区一座步行桥突然整体垮塌,数十名过桥者随大桥坠入桥下的綦塌,数十名过桥者随大桥坠入桥下的綦河,造成了严重伤亡事故。这次因工程河,造成了严重伤亡事故。这次因工程质量导致的重大责任事故,共造成质量导致的重大责任事故,共造成人死亡人死亡綦江彩虹桥綦江彩虹桥宜宾小南门桥宜宾小南门桥大桥建造于年代中期,距今大桥建造于年代中期,距今已有年左右的历史,是座危已有年左右的历史,是座危桥。桥。位于甘肃省道位于甘肃省道306306线上线上,岷县县城岷县县城以北以北500500米处,始建于米处,始建于19741974年年,总总长长200200多,桥宽多,桥宽8 8米。米。2004年辽宁盘年辽宁盘锦田庄台大桥
6、锦田庄台大桥大桥桥位于盘锦与营口交大桥桥位于盘锦与营口交界处,连接辽河两岸,桥界处,连接辽河两岸,桥长长500余米余米,在,在80吨的严吨的严重超载情况下,使大桥第重超载情况下,使大桥第9孔悬臂端预应力结构瞬孔悬臂端预应力结构瞬间脆性断裂间脆性断裂。2007年江苏常州公路大桥年江苏常州公路大桥2004年成都三渡水大桥年成都三渡水大桥2007年广东九江大桥年广东九江大桥美国共有公路桥梁美国共有公路桥梁5858万座,万座,19671967年年1212月,月,OhioOhio州的州的Silver Silver BridgeBridge(悬索桥)跨塌导致(悬索桥)跨塌导致4646人死亡,使用年限为人死
7、亡,使用年限为3939年。随年。随后弗罗里达阳光桥因船撞而严重损伤,由此引发了对美国后弗罗里达阳光桥因船撞而严重损伤,由此引发了对美国5858万座公路桥梁的检查,共调查了万座公路桥梁的检查,共调查了51.451.4万座,这些桥中万座,这些桥中4040以以上有不同程度的损伤,上有不同程度的损伤,9800098000座桥梁结构强度降低,应停止座桥梁结构强度降低,应停止使用或限载。使用或限载。国外桥梁的现状国外桥梁的现状美国明尼苏达州密西西比河大桥垮塌 2007年8月1日国外桥梁的现状国外桥梁的现状日本日本日本在七、八十年代汽车运输急剧发展,汽车日益大日本在七、八十年代汽车运输急剧发展,汽车日益大型
8、化、重型化,交通量逐年增加。型化、重型化,交通量逐年增加。1956年以前按旧标年以前按旧标准设计施工的桥梁,其承载力明显不足。据统计,这准设计施工的桥梁,其承载力明显不足。据统计,这类桥梁约有类桥梁约有5500座,其中混凝土桥梁约有座,其中混凝土桥梁约有4500座。座。国外桥梁的现状国外桥梁的现状德国德国前联邦德国于前联邦德国于19781979年对一个州内的约年对一个州内的约1500座钢座钢筋混凝土和预应力混凝土桥梁做了全面的检查,发现筋混凝土和预应力混凝土桥梁做了全面的检查,发现不同时期修建的桥梁都有损伤,即使不同时期修建的桥梁都有损伤,即使2030年桥龄的年桥龄的预应力混凝土桥中,有将近一
9、半的桥梁上部构造至少预应力混凝土桥中,有将近一半的桥梁上部构造至少有一处较严重的损伤,其中有一处较严重的损伤,其中2/3至少有一处一般性损伤。至少有一处一般性损伤。1981经济合作与发展组织关于经济合作与发展组织关于“道路桥梁维修与管理道路桥梁维修与管理”会议会议 1981经济合作与发展组织关于经济合作与发展组织关于“道路桥梁维修与管理道路桥梁维修与管理”会议会议 主要内容主要内容桥梁结构常见病害类型评估理论的最新进展旧桥加固案例分析目前国内外桥梁现状旧桥检测及评估的常用方法混凝土桥梁常见病害及特点混凝土桥梁常见病害及特点外观特征:混凝土破损、开裂外观特征:混凝土破损、开裂 钢筋钢筋锈蚀、支座
10、脱空锈蚀、支座脱空结构特征:挠度的不断加大和裂缝结构特征:挠度的不断加大和裂缝的进一步开展的进一步开展(m)实 测 桥 面 高 程 曲 线(cm)东(佛 山)设 计 桥 面 高 程 曲 线西(金 沙 镇)一、设计考虑不周一、设计考虑不周造成桥梁结构原始性缺陷造成桥梁结构原始性缺陷:(1)结构型式或桥型布置不合理;)结构型式或桥型布置不合理;(2)使用计算程序或输入数据不妥,计算有误;)使用计算程序或输入数据不妥,计算有误;(3)断面尺寸及钢筋不符合结构受力要求;)断面尺寸及钢筋不符合结构受力要求;(4)对一些特殊荷载如收缩徐变、温度、基础变位、水化热等考虑不足。)对一些特殊荷载如收缩徐变、温度
11、、基础变位、水化热等考虑不足。二、施工质量问题导致桥梁损伤:二、施工质量问题导致桥梁损伤:(1)水泥质量不好;)水泥质量不好;(2)使用的骨料不合格或级配不当、含泥量过大、出现碱骨料反应;)使用的骨料不合格或级配不当、含泥量过大、出现碱骨料反应;(3)混凝土振捣不密实、参和料拌和不均匀;)混凝土振捣不密实、参和料拌和不均匀;二、施工质量问题导致桥梁损伤:二、施工质量问题导致桥梁损伤:(4)浇注顺序不当;)浇注顺序不当;(5)混凝土养生不好;)混凝土养生不好;(6)预应力张拉控制不符合要求;)预应力张拉控制不符合要求;(7)预应力管道压浆不饱满或未压浆;)预应力管道压浆不饱满或未压浆;(8)支架
12、下沉、脱模过早;)支架下沉、脱模过早;(9)接头处理不当。)接头处理不当。三、运营期间造成的的破坏:三、运营期间造成的的破坏:(1)交通超载;)交通超载;(2)船舶、车辆撞击;)船舶、车辆撞击;(3)水流对基础的冲刷;)水流对基础的冲刷;(4)地震。)地震。四、材料性能的退化:混凝土炭化、钢材锈蚀等四、材料性能的退化:混凝土炭化、钢材锈蚀等。(1)混凝土炭化导致其强度降低;)混凝土炭化导致其强度降低;(2)氯离子对混凝土的侵蚀;)氯离子对混凝土的侵蚀;(3)钢筋的锈蚀。)钢筋的锈蚀。弯曲引起受拉区的竖向裂缝弯曲引起受拉区的竖向裂缝剪切引起的斜裂缝剪切引起的斜裂缝钢筋锈蚀引起的顺筋裂缝钢筋锈蚀引
13、起的顺筋裂缝墩柱钢筋锈胀引起混凝土剥落墩柱钢筋锈胀引起混凝土剥落 梁体被撞、刮蹭、梁体被撞、刮蹭、混凝土脱落混凝土脱落 混凝土剥落 梁底钢筋锈蚀梁底钢筋锈蚀 凝土剥落凝土剥落管道压浆不饱满管道压浆不饱满钢绞线锈蚀钢绞线锈蚀管道压浆不饱满管道压浆不饱满主要内容主要内容桥梁结构常见病害类型评估理论的最新进展旧桥加固案例分析目前国内外桥梁现状旧桥检测及评估的常用方法桥梁评估方法桥梁评估方法桥梁常用的无损检测方法桥梁常用的无损检测方法混混凝凝土土强强度度检检测测半破损法半破损法非破损法非破损法综合法综合法 桥梁常用的无损检测方法桥梁常用的无损检测方法混混凝凝土土强强度度检检测测半破损法半破损法非破损法
14、非破损法综合法综合法 桥梁常用的无损检测方法桥梁常用的无损检测方法混混凝凝土土强强度度检检测测半破损法半破损法非破损法非破损法综合法综合法 桥梁常用的无损检测方法桥梁常用的无损检测方法混混凝凝土土缺缺陷陷检检测测表面波法表面波法红外线法红外线法脉冲回脉冲回超声法超声法声发射法声发射法雷达扫描法雷达扫描法 桥梁常用的无损检测方法桥梁常用的无损检测方法裂缝计裂缝计化学试剂化学试剂桥梁常用的无损检测方法桥梁常用的无损检测方法钢钢筋筋锈锈蚀蚀检检测测钢筋位置探钢筋位置探测仪测仪 物理方法和物理方法和电化学方法电化学方法 常规桥梁的承载力评估方法常规桥梁的承载力评估方法中国规范中国规范公路桥梁养护规范公
15、路桥梁养护规范公路桥梁承载能力检测评定规程公路桥梁承载能力检测评定规程城市桥梁养护规范城市桥梁养护规范国外规范国外规范AASHTO LRFR日本规范日本规范1(;)(;)(1)csddqbdcscseRZSGQRR 对旧桥结构有效预应力评估的直接方法主要是荷载试验,通过测试桥梁结构在试验荷载下控制部位的应变、位移和裂缝开展情况、横向分布系数等,与理论值进行比较;通过效验系数(=实测值/理论值)、变形、裂缝开展程度和残余变形等各种指标综合判断该桥是否满足设计及使用要求,从而类推出有效预应力。优点:直观、准确、测量数据可靠弊端:规模大、费用高、影响交通,还可能引起结构的进一步损伤 二、荷载试验二、
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