既有桥梁检测评定中存在的主要问题探讨程宝辉.ppt

中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,1,既有桥梁检测与评定的 主要问题探讨,二一一年八月,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,2,程宝辉 中铁大桥局桥科院 教授级高级工程师 电话中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,3,一、既有桥梁检测、评定的意义和目的,二、既有桥梁检测、评定的主要内容,三、桥梁技术状态的评定,四、桥梁承载能力的评定,五、现行桥梁技术状态评定方法的不足,六、桥梁荷载试验中存在的问题,七、桥梁荷载试验实例,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,4,一、既有桥梁检测、评定的意义和目的,1、我国既有桥梁现状,2004年12月17日，国家高速公路网规划经国务院审议通过,两个规划：拉开了我国桥梁大规模建设的序幕,2004年1月7日国务院批准了我国第一个行业规划中长期铁路网规划 2008年10月31日国务院批准并颁布实施中长期铁路网规划(2008年调整),（1）既有桥梁总量,一次金融危机（2008）：4万亿基建投资。,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,5,一、既有桥梁检测、评定的意义和目的,1、我国既有桥梁现状,2004中长期铁路网规划主要内容：到2020年，全国铁路营业里程达到10万公里，主要繁忙干线实现客货分线，复线率和电化率均达到50： 建设客运专线1.2万公里以上，四纵四横三个城际客运系统； 规划建设新线约1.6万公里； 规划既有线增建二线1.3万公里，既有线电气化1.6万公里。,（1）既有桥梁总量,2008版：10万调整到12万公里，50%调整到60%，客运专线由1.2万调整到1.6万公里。投资规模：5万亿。,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,6,一、既有桥梁检测、评定的意义和目的,1、我国既有桥梁现状,2004年国家高速公路网规划主要内容：30年，静态投资2万亿。国家高速公路网采用放射线与纵横网格相结合布局方案，由7条首都放射线、9条南北纵线和18条东西横线组成，简称为“7918”网，总规模约8.5万公里，其中主线6.8万公里，地区环线、联络线等其它路线约1.7万公里。,（1）既有桥梁总量,实际情况：国家高速公路网将于2015年基本建成。,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,7,一、既有桥梁检测、评定的意义和目的,1、我国既有桥梁现状,交通运输部统计结果： 2010年年底，全国公路网总里程395万公里，5年新增60.5万公里；其中，高速公路通车总里程达到7.4万公里，五年新增3.3万公里，国家高速公路网骨架基本形成，居世界第二。 2008年底，全国公路桥梁达59.46万座、2524.70万延米，比上年末增加2.46万座、205.52万延米。其中特大桥梁1457座、大桥39381座。 2009年底，全国公路桥梁达62.19万座、2726.06万延米，比上年末增加2.73万座、201.37万延米。其中特大桥梁1699座、大桥42859座。,（1）既有桥梁总量,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,8,一、既有桥梁检测、评定的意义和目的,1、我国既有桥梁现状,铁道部部统计结果： 2007年底国家铁路营业线路桥梁46888座、3355620延长米。其中，全长（正桥长度与引桥长度之和）500米以上的特大桥826座，全长100米以上至500米的大桥5459座，全长20米以上至100米的中桥13872座，全长不足20米的小桥26731座。各类铁路桥梁总数量达到18万座。 2008年底国家铁路营业线路桥梁47524座、3493735延长米。其中，全长（正桥长度与引桥长度之和）500米以上的特大桥872座，全长100米以上至500米的大桥5637座，全长20米以上至100米的中桥14188座，全长不足20米的小桥26827座。,（2）既有桥梁规模,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,9,一、既有桥梁检测、评定的意义和目的,1、我国既有桥梁现状,（2）桥梁规模,青岛海湾大桥：41.58km,杭州海湾跨海大桥：36km,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,10,一、既有桥梁检测、评定的意义和目的,1、我国既有桥梁现状,（2）桥梁规模,苏通长江大桥：32.4km,东海大桥：32.5km,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,11,一、既有桥梁检测、评定的意义和目的,1、我国既有桥梁现状,（2）桥梁规模,京沪高铁： 昆山特大桥：164.8公里，穿越苏锡常3市，为我国客运专线中桥梁长度之最，也是世界上最长的铁路桥梁。 南京大胜关长江大桥：14km 南京秦淮河特大桥12km 镇江京杭运河特大桥11km。,马鞍山长江大桥：36.14km,琼州海峡大桥、珠港澳大桥等,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,12,一、既有桥梁检测、评定的意义和目的,1、我国既有桥梁现状,（3）桥梁安全状况,随着国家基建投资的不断增加，我国桥梁工程的建设规模越来越大，既有桥梁数量日益增多。为确保桥梁在建设过程中的安全及其在运营过程中的安全与健康，上至国家有关部委、下至省市交通部门采取种种措施，出台各种规定，以避免桥梁结构安全事故的发生。尽管如此，总体而言我国的桥梁结构安全现状仍不乐观，桥梁事故屡屡发生，给人民的生命财产和国民经济造成巨大损失，造成了极其恶劣的影响。,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,13,一、既有桥梁检测、评定的意义和目的,1、我国既有桥梁现状,（3）桥梁安全状况,由中国工程院土木水利建筑学部陈肇元、范立础、刘建航等14位院士组成的工程结构的安全性与耐久性研究项目组，针对对我国土建工程的现状和存在的问题分别在2003年和2007年3月两次向国家有关部门递交了咨询报告，指出中国建筑（包括桥梁工程）安全的现状让院士们深感忧虑。中国工程院院士王景全教授2007年曾指出：在未来10到20年内，我国必将提前迎来大范围的桥梁老化现象，对于已建桥梁要经常进行安全可靠性和承载能力的评估，及时发现问题，加强维护、保养和加固，限载或降载通行，防止其“未老先衰”，必要时拆除重建，是一个紧迫而又必须面对的艰巨任务。,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,14,一、既有桥梁检测、评定的意义和目的,1、我国既有桥梁现状,（3）桥梁安全状况,项海帆院士2003年在谈到中国桥梁建设的得失时指出，中国桥梁工程的形势总体上并不乐观：忽略桥的梁“体检”和保养；交通负荷不断加重，当初设计与交通发展不相适应；部分桥梁建设项目匆忙上马，边勘探、边设计、边施工的“政绩工程”、“献礼工程”层出不穷；建筑市场不太规范。“三无”工程、“豆腐渣”工程时有发生；重建设、轻维护现象严重。多种病因，一种结果，导致桥梁质量下降，使得桥体未老先衰、使用寿命缩短，直到“英年早逝”或突然垮塌。,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,15,一、既有桥梁检测、评定的意义和目的,1、我国既有桥梁现状,（3）桥梁安全状况,按目前的桥梁工程的设计基准期100（早期公路桥梁为50年）计算，超过25年以上的桥梁即进入老化期。而20世纪50、60甚至70年代建没的桥梁，已经运营3040年，我国大量的桥梁已步人老化期。2000年全国公路桥梁普查结果显示，到2000年底国内已有各式公路桥梁278809座、总长10311公里，其中94.5%为中小跨径桥梁，它们中间的61.6%主要分布在技术标准低、通行能力差的县乡公路上，设计荷载标准与现行的荷载标准要求有相当差距；,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,16,一、既有桥梁检测、评定的意义和目的,1、我国既有桥梁现状,（3）桥梁安全状况,截至2000年底，我国公路危桥已达9597座、323451延米。早在2002年，国内桥梁专家就已提出：中国桥梁已经入维修时代。交通部2006年全国公路养护统计年报显示，截至2006年年底，按等级划分属于第五类的桥梁，即“技术状况处于危险状态，部分重要构件出现严重缺损，桥梁承载能力明显降低并直接危及桥梁安全”，全国有6282座公路危桥，尚不包括“老、弱、病”的类桥梁。,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,17,一、既有桥梁检测、评定的意义和目的,1、我国既有桥梁现状,（3）桥梁安全状况,“十五”期间，交通部已投入了150亿元，改造7000多座危桥。2007年在全国公路养护管理工作会上，交通部部长李盛霖明确要求要高度重视桥梁养护，并宣布在原补助投资的基础上，将进一步加大危桥改造投资力度，通过3年集中改造，到2010年年底实现：全面完成国道、省道公路上的危桥改造任务；基本完成县道上中桥及以上跨径的危桥改造任务；基本完成乡道上大桥及以上跨径的危桥改造任务；将按照“先重点，后一般”、“先国省干线，后县乡公路”、“先大跨径，后小跨径”的原则，分年度提出20082010年分年度危桥改造实施建议计划。,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,18,一、既有桥梁检测、评定的意义和目的,2、既有桥梁检测、评定的目的和意义,桥梁“生老病死”如同人类是自然规律。不同的桥梁设计按正常营运有不同的使用寿命； 由于运输需求的不断增长，对桥梁承载能力、通行能力的要求也不断提高； 设计、施工先天不足； 超载、超期服役； 同时，既有桥梁结构在自然环境(大气腐蚀、温度、湿度变化)和使用环境(荷载作用与频率的增加、材料与结构的疲劳)的作用下，随材料老化、及结构损伤的发生、发展，其承载能力也将逐渐降低； 养护不到位、维修不善等因素，使得既有桥梁的使用寿命缩短、承载能力降低。,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,19,一、既有桥梁检测、评定的意义和目的,2、既有桥梁检测、评定的目的和意义,因此需对既有桥梁尤其一些老龄桥和损伤严重的桥梁进行检测、评定： （1）确保桥梁的使用安全。给出桥梁现在以及以后一段时间内的承载能力和正常使用可靠度水平； （2）及早发现桥梁病害及异常现象，实现桥梁的预防性养护，降低桥梁的维修养护费用； （3）为桥梁的维修养护提供科学依据，以采取合理的维修加固方法，延长桥梁的使用寿命、提高其承载能力。或拆除重建； （4）考察桥梁是否能满足将来运输量的要求； （5）为桥梁设计、规范修订和完善等提供依据。,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,20,一、既有桥梁检测、评定的意义和目的,3、既有桥梁检测、评定的主要依据,城市桥梁养护技术规范（CJJ-2003） 公路桥涵养护规范（JTG H11-2004） 公路旧桥承载能力鉴定方法（1988） 大跨径混凝土桥梁的试验方法（1982） 公路桥梁承载能力检测评定规程（报批稿） 设计、施工规范 地方规程 相关专业技术规程,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,21,二、桥梁检测、评定的主要内容,1、桥梁检查,（1）经常检查,检查目的：检查桥面设施、上部结构、下部结构、附属构造物的技术状况,检查周期：至少每月一次,检查方法：目测，配以简单的工具,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,22,二、桥梁检测、评定的主要内容,1、桥梁检查,（2）定期检查,检查目的：评定桥梁的使用功能，为制定管养计划提供依据,检查周期：不超过3年,检查方法：桥梁检查仪器设备,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,23,二、桥梁检测、评定的主要内容,1、桥梁检查,（3）特殊检查,检查目的：查清桥梁病害原因、程度，进行承载力能评定。分为：专门检查和应急检查。,适用条件： 定期检查中难以判明损坏原因及程度； 桥梁技术状况评定为四、五类的桥梁； 拟通过加固提高荷载等级的桥梁； 特殊重要桥梁在正常使用期间可周期性进行荷载试验； 桥梁遭受灾害或船舶撞击； 超重车辆过桥或其它异常情况影响造成损害。,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,24,二、桥梁检测、评定的主要内容,1、桥梁检查,（3）特殊检查,检查方法：采用桥梁检测仪器设备，进行现场测试、荷载试验或其他辅助试验，结构检算、分析等。,逐步深入、全面； 对人员、资质、设备等要求越来越高； 目的不同，提交的结果不同。,经常检查、定期检查、特殊检查三者关系：,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,25,二、桥梁检测、评定的主要内容,2、桥梁外观检查的主要内容,（1）桥面系,桥面铺装 伸缩缝 人行道构件、栏杆、防撞护栏 桥面排水系统 交通设施,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,26,二、桥梁检测、评定的主要内容,2、桥梁外观检查的主要内容,（2）上部结构外观检查,裂缝 露筋 混凝土剥落，蜂窝、麻面 构件的异常变形 高栓 油漆层及锈蚀情况 索结构的防护装置及连接构造,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,27,二、桥梁检测、评定的主要内容,2、桥梁外观检查的主要内容,（3）下部结构外观检查,裂缝 露筋 混凝土剥落 异常变位 台背填土、锥坡 基础冲刷,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,28,二、桥梁检测、评定的主要内容,2、桥梁外观检查的主要内容,（4）支座检查,裂缝 脱空 变位（限位） 老化 螺栓 锈蚀,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,29,二、桥梁检测、评定的主要内容,2、桥梁外观检查的主要内容,（5）调治构造物,结构是否完好 功能是否适用,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,30,二、桥梁检测、评定的主要内容,3、无损检测的主要内容,（1）线形测量,主梁（拱肋） 塔、基础变位 主缆 跨度、断面尺寸,（4）索力,（3）裂缝宽度、深度,（5）钢筋保护层厚度,（6）钢筋锈蚀电位,（2）混凝土强度（碳化深度）：回弹仪的适用性,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,31,三、桥梁的技术状态评定,1、公路桥梁技术状态评定,部件缺损状况评定法（重要部件从重原则） 综合评定法 表格评定法,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,32,三、桥梁的技术状态评定,1、公路桥梁技术状态评定,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,33,三、桥梁的技术状态评定,1、公路桥梁技术状态评定,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,34,三、桥梁的技术状态评定,1、公路桥梁技术状态评定,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,35,三、桥梁的技术状态评定,2、城市桥梁技术状态评定, 养护的城市桥梁技术状况的评估分为：桥面系、上部结构、下部结构和全桥评估，先分部再综合。,桥面系状况指数,（1）分层加权法,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,36,三、桥梁的技术状态评定,2、城市桥梁技术状态评定,上部结构状况指数,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,37,三、桥梁的技术状态评定,2、城市桥梁技术状态评定,下部结构状况指数,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,38,三、桥梁的技术状态评定,2、城市桥梁技术状态评定,全桥技术状况指数,全桥技术状态评定标准,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,39,三、桥梁的技术状态评定,2、城市桥梁技术状态评定,各类型桥梁，有下列情况之一的，可直接评定为：不合格或D级桥。,（2）直接评定法,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,40,三、桥梁的技术状态评定,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,41,四、桥梁承载能力评定,桥梁有下列情况之一时，须进行承载能力的检测评定： （1）有明显质量衰退或有较严重病害和损伤的桥梁； （2）按照公路桥涵养护规范（JTG H11-2004）评定技术状况为四类以上者（含四类）； （3）需提高承载能力及使用功能的桥梁； （4）需通行特种荷载的桥梁； （5）缺失技术资料和安全运营资料的桥梁； （6）发生意外事故并经技术处理后的桥梁。,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,42,四、桥梁承载能力评定,1、承载能力评定方法,公路旧桥承载能力鉴定方法（1988）存在的主要问题： 基本出发点：对旧桥的承载能力进行挖潜，实际工程中，导致桥梁的安全度降低； 导向：在结构检算的基础上进行荷载试验鉴定； 应用：大量桥梁检查、检测结果难以在桥梁检算中应用，试验结果评定指标残缺，旧桥检算系数难以准确定值。,（1）检算分析法,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,43,四、桥梁承载能力评定,1、承载能力评定方法,1988版规范 承载力评定基本思路,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,44,四、桥梁承载能力评定,1、承载能力评定方法,1988版规范 承载力检算基本公式,砖石、混凝土桥梁,钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,45,四、桥梁承载能力评定,1、承载能力评定方法,报批稿 承载力评定基本思路,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,46,四、桥梁承载能力评定,1、承载能力评定方法,报批稿 承载力检算基本公式,砖石、混凝土桥梁,钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,47,四、桥梁承载能力评定,1、承载能力评定方法,（1）检算分析法,旧桥检算系数Z1的确定：,Z1须依据结构或构件的技术状况评定值确定。 影响结构或构件技术状况的主要因素：外观质量、混凝土强度、固有模态参数。,承载力恶化系数e的确定：,e须依据结构或构件的恶化状况评定值及环境条件确定。 影响结构或构件承载力恶化状况的主要因素：混凝土表观缺陷、电阻率、碳化深度、氯离子含量、强度以及钢筋锈蚀电位。,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,48,四、桥梁承载能力评定,1、承载能力评定方法,（1）检算分析法,截面折减系数c 、s的确定：,c 、s须依据结构或构件的截面损伤综合评定值确定。 影响结构或构件截面损伤综合评定值的主要因素：材料风化、物理与化学损伤；配筋混凝土结构碳化深度。,活载影响修正系数q的确定：,e的主要影响因素：交通量、大吨位车混入率及轴荷分布的活载修正影响系数。,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,49,四、桥梁承载能力评定,1、承载能力评定方法,（1）检算分析法,截面折减系数c 、s的确定：,c 、s须依据结构或构件的截面损伤综合评定值确定。 影响结构或构件截面损伤综合评定值的主要因素：材料风化、物理与化学损伤；配筋混凝土结构碳化深度。,活载影响修正系数q的确定：,e的主要影响因素：交通量、大吨位车混入率及轴荷分布的活载修正影响系数。,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,50,四、桥梁承载能力评定,1、承载能力评定方法,在下列情况下，可考虑进行荷载试验： 桥梁的施工质量合格，使用状况良好，主要检算指标虽不符合要求，但超限幅度较小：钢结构在15以内；配筋混凝土梁式结构，在25以内；砖石及混凝土与配筋混凝土拱式结构，在30以内。 桥梁的施工质量很差，可能存在安全隐患，仅用调查、检测与检算分析难以确定其实际承载能力。 在运营过程中损坏严重，可能影响桥梁承载能力。 缺乏设计、施工资料或桥梁的结构受力不明确，不便准确进行桥梁承载能力检算。 为科研或积累资料的需要。,（1）检算分析法,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,51,四、桥梁承载能力评定,1、承载能力评定方法,（2）荷载试验,桥梁的荷载试验是一种比较直观评定桥梁承载力的方法。分为静载试验和动载试验。 静载试验：通过在桥梁结构上施加与设计荷载或使用荷载基本相当的外载，采用分级加载的方法，利用检测仪器测试桥梁结构的控制部位与控制截面在各级试验荷载作用下的挠度、应力、裂缝扩展情况等特性的变化，并将测试结果与结构按相应荷载作用下的计算值、有关规范规定值作比较，从而评定除桥梁结构的实际承载能力，是检验桥梁性能及工作状态（如结构的强度、刚度）最直接、最有效的办法。通过校验系数来说明结构潜在的承载力，相对残余变形反应了结构的工作状态。,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,52,四、桥梁承载能力评定,1、承载能力评定方法,（2）荷载试验,动力荷载试验：主要是通过对结构进行脉动测试、汽车的行车、跳车、刹车激振或其他方式的激振试验，测试桥梁结构上各控制部位的动挠度、动应变、模态参数（自振频率、振型、阻尼比），然后通过模态参数识别结构的损伤。如结构的构件机械磨损，结构的刚度损失以及构件的裂缝等。 动载试验反映了桥梁的整体工作性能。,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,53,四、桥梁承载能力评定,1、承载能力评定方法,（2）荷载试验：静载,如遇结构发生局部损伤时，尚应对损伤部位进行加载试验。,静载试验加载项目,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,54,四、桥梁承载能力评定,1、承载能力评定方法,（2）荷载试验：静载,0.85q=Sstate/S(1+)1.05 式中，q静力试验荷载效率； Sstate试验荷载作用下，某一加载试验项目对应的加载控制截面内力或变位的最大计算效应值； S控制荷载产生的同一加载控制截面内力或变位的最不利效应计算值； (1+)按规范取用的冲击系数值。,静载试验加载量控制原则：加载效率,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,55,四、桥梁承载能力评定,1、承载能力评定方法,（2）荷载试验：静载,为了获取结构试验荷载与变位的相关曲线以及防止结构意外损伤，对主要控制截面试验荷载的施加应分级进行； 加载级数应根据荷载量和加载最小荷载增量而定。一般分成 45 级施加，条件所限时至少也应分成3级； 荷载试验应选择温度较为稳定的时间段进行，加载试验时间一般以晚10时至晨6时为宜； 加载时间间隔必须满足结构变位稳定对时间的要求，前一荷载阶段内结构变位相对稳定后，方可进入下一荷载阶段。 同一级荷载内，结构最大变位测点在最后5分钟内的变位增量小于第一个5分钟变位增量的15，或小于量测仪器的最小分辨值时，可认为结构变位达到相对稳定。主要控制截面最大内力加载时，加卸载稳定时间应不少于15分钟。,静载试验加载分级与控制：,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,56,四、桥梁承载能力评定,1、承载能力评定方法,（2）荷载试验：静载,试验过程中发生下列情况应中途停止加载，及时找出原因，在确保结构及人员安全的情况下可继续试验： (1)控制测点应力值达到或超过计算的控制应力值时； (2)控制测点变位（或挠度）超过规范允许值时； (3)由于加载，使结构裂缝的长度，缝宽急剧增加，新裂缝大量出现，缝宽超过允许值的裂缝大量增多，对结构使用寿命造成较大的影响时； (4)拱桥加载时沿跨长方向的实测挠度曲线分布规律与计算值相差过大或实测挠度超过计算值过多时； (5)发生其它损坏，影响桥梁承载能力或正常使用时。,静载试验结构安全控制：,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,57,四、桥梁承载能力评定,1、承载能力评定方法,（2）荷载试验：静载,应力观测：结构控制截面最大应力（应变），包括混凝土表面应力和最外缘钢筋应力等； 变位观测：结构的最大挠度和扭转变位，包括桥梁上、下游两侧的挠度差及水平位移等。支点沉降、墩台位移，活动支座的变位等； 荷载试验现象观测：裂缝的出现和扩展情况，以及卸载后的闭合状况。试验过程中结构或构件有无异常的振动和响声。试验所处的环境进行观测，如环境温度等； 索结构：索力观测。,静载试验基本观测内容：,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,58,四、桥梁承载能力评定,1、承载能力评定方法,（2）荷载试验：静载,校验系数（应力、挠度）：一般要求不大于1。,静载试验主要评估指标：,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,59,四、桥梁承载能力评定,1、承载能力评定方法,（2）荷载试验：静载,相对残余应变、挠度：结构或构件主要控制截面应变沿高度分布图符合平截面假定，主要控制测点的相对残余变位 (或应变)不大于 20%。当大于20%时，应查明原因，如确实是桥梁强度不足，应酌情降低桥梁的承载力。,静载试验主要评估指标：,加载效率：q 达到要求。,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,60,四、桥梁承载能力评定,1、承载能力评定方法,（2）荷载试验：静载,挠跨比：在试验荷载作用下，主要挠度测点的实测挠度不超过限值。如试验控制为标准验算荷载，则主要挠度测点的实测挠度不应超过限值的 1.2 倍。,静载试验主要评估指标：,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,61,四、桥梁承载能力评定,1、承载能力评定方法,（2）荷载试验：静载,横向增大系数； 荷载横向分布系数； 索力校验系数； 裂缝扩展情况等。,静载试验主要评估指标：,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,62,四、桥梁承载能力评定,1、承载能力评定方法,（2）荷载试验：动载,动力荷载试验是为了测定桥梁结构的自振特性或在动力荷载作用下结构的受迫振动特性。其试验项目主要包括脉动试验、行车试验、跳车激振试验。,动载试验主要内容：,脉动试验是指在桥面无任何交通荷载以及桥址附近无规则振源的情况下，长时间记录桥址处随机荷载激励（如风荷载、地脉动、水流等）而引起的桥跨结构微小振动响应，然后进行谱分析，进而求取结构自振特性的一种方法。,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,63,四、桥梁承载能力评定,1、承载能力评定方法,（2）荷载试验：动载,行车试验的试验荷载，可采用接近于检算荷载（标准荷载）重车的单辆载重汽车来充当。试验时，让单辆载重汽车分偏载和中载两种情形，以不同车速匀速通过桥跨结构，测定桥跨结构主要控制截面测点的动应力和动挠度时间历程响应曲线。,动载试验主要内容：,跳车激振的试验荷载，宜采用近于检算荷载（标准荷载）重车的单辆载重汽车来充当，试验时，让单辆载重汽车的后轮在指定位置从高度为15cm的三角形垫木突然下落对桥梁产生冲击作用，激起桥梁的振动。,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,64,四、桥梁承载能力评定,1、承载能力评定方法,（2）荷载试验：动载,动载试验主要评估指标：,试验效率：d 一般要求接近于1。主要影响因素包括车型、车重、轴距及车间距等。,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,65,四、桥梁承载能力评定,1、承载能力评定方法,（2）荷载试验：动载,动载试验主要评估指标：,结构自振频率：实测结构的自振频率不小于设计理论计算值。,活载冲击系数：实测活载的冲击系数应小于设计值及规范计算值。,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,66,四、桥梁承载能力评定,1、承载能力评定方法,（2）荷载试验：动载,动载试验主要评估指标：,结构最大变位控制测点的垂直振幅标准值：实测结构最大变位控制测点的垂直振幅标准值宜小于限值。,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,67,五、桥梁技术状态评定方法探讨,1、评定方法概念设计滞后,城市桥梁养护技术规范（CJJ-2003）于2003年定稿，2004年实施；公路桥涵养护规范（JTG H11-2004）于1997年开始编制，2002年定稿，2004年实施。两个规范都是基于当时我国桥梁工程现状和技术条件制订的。近10年来，随着我国桥梁工程的大规模建设及桥梁科技不断进步，两个规范已不能完全适应我国当前桥梁工程发展的实际情况。,我国桥梁的技术状态评定标准基本都基于桥梁安全的角度制定（安全性）。未考虑桥梁的正常使用寿命（设计基准期）和剩余寿命的评估问题（耐久性），对桥梁是否处于健康状态不明确，也未从结构和材料耐久性的角度进行桥梁健康状态的评定；与当前桥梁的“预防性养护”不适应。,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,68,五、桥梁技术状态评定方法探讨,2、评定方法应用范围缺失,两个规范的制订都是基于小跨径桥梁（150m以下）。对大跨度桥梁（尤其是斜拉桥、悬索桥等）以及长大桥，规范不再适用，已不能适应当前我国桥梁工程发展的实际情况。,3、评定指标体系不尽科学，评定标准指导性不强,如公路桥梁所选取的“上部主要承重构件”(权重20)，在进行斜拉桥、悬索桥等桥梁的技术状态评定时，指标指向不明确，权重取值不尽合理，评定结果对上部结构（塔、索、梁）的养护工作导向不利，对桥梁养护工作的指导性不强。,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,69,五、桥梁技术状态评定方法探讨,4、评估方法不尽科学，评定结果人为因素大,如公路桥梁采用构件权重综合评定法对桥梁的技术状态进行评定，其中“缺损对结构使用功能的影响程度”划分为：无、不重要和小、次要以及大、重要三个标度，使得评定结果过度依赖于评估者的专业技术水平，导致评定结果的人为因素太大。,5、评定指标不完善,为确保桥梁的安全与健康，近年来我国已建成和在建的长大跨度桥梁都建立并安装了长期健康检测系统，采集了囊括桥梁位移、应力、动力特性等更深层次的信息，应充分发挥这些信息的作用，以对桥梁进行更为科学、准确的技术状态评定。,中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司,70,五、桥梁技术状态评定方法探讨,发展方向：,桥梁安全与健康概念体系的建立 基于桥梁安全与健康概念的评定指标体系 结构损伤