“问诊”桥梁——交通部公路科学研究院公路桥梁检测与加固技术研发纪实.doc

“问诊”桥梁交通部公路科学研究院公路桥梁检测与加固技术研发纪实今年6月8日,吉林省道302线上的锦江大桥突然垮塌,一辆行驶在桥上的拖挂车被困垮塌桥面中间,一辆出租车坠落桥下桥梁加固口题再一次被推到公路人面前,对此,交通部公路科学研究院副院长张劲泉认为,让现有的桥梁健康安全地工作是永恒的主题,研发方便实用,快捷有效的桥梁体检诊断和防治技术,是符合现实需求的迫切课题.保护咽喉如果说咽喉是人体健康的门户桥梁就是公路的咽喉工程,桥梁的使用性能衰退,结构安全与耐久陛降低,将会对全线交通产生重要影响.张劲泉认为,随着服役期的增长,服役桥梁的状态检测评价,承载力评定,养护周期及费用预测,以及加固维修,后评价与质量检评等技术,成为当前国际桥梁界的一个研究热点.发达国家投入了大量资金,开展桥梁检测评价加固与养护管理技术的研究,在桥梁无损检测,荷载试验和加固改造技术等方面取得了诸多实用成果,并基于计算机技术建立了桥梁养护管理系统.近年来,美国联邦公路局每年划拨2000万美元,用于2O0座典型桥梁跟踪观测研究,以期研究制定桥梁技术状况评价方法,完善桥梁养护管理与加固维修技术.作为一个桥梁大国,我国已拥有53万余座桥梁,其中3万余座桥梁属于带病坚持工作,保证既有桥梁的耐久安全使用,是我国公路养护管理部门面临的重大技术问题.多年来,交通部公路科学研究院一直致力于这方面的研究,通过20多家科研,高校和生产部门的200多名技术人员联合攻关,终于在历时23年后,形成了公路旧桥检测评定加固与养护管理成套技术,共取得56项成果,为科学养护桥梁提供了强大的技术支撑.近年来,紧密结合正在实施的国省道主干线危桥改造计划,该研究成果已成功应用于近万座危旧桥的加固技术改造,节约了大量养护维修与加固改造资金,取得了显着的社会经济效益.望闻问切该项目的创新之处,在于用项目成果来告诉大家如何给桥梁做体检,病害桥梁确诊的依据是什么,桥梁有了病害如何诊治,可借助哪些先进的手段,以从上世纪五,六十年代开始,西方及如何制定科学的治疗方案等.;91一一i.一首先,桥梁加固前需要一份全面的体检报告.该项目基于近似概率理论,研究提出了依据桥梁缺损状况,质量与耐久性检测参数,固有模态测试参数和使用荷载调查结果进行多系数影响分析的旧桥承载力检测评定方法,较国内外现有的承载力评定方法更先进,实用,经济,合理有效;建立了评定系数理论模型与计算方法,创造性地解决了桥梁检测参数定量化应用于承载力评定的核心技术问题.其次,需要依据体检数据为危桥确诊.为此,该项目提出了桥梁技术状况与使用功能评定方法,建立了混凝土桥梁材质与耐久性检测评价指标体系,制定了关键检测参数的评判标准,提出了桥梁结构耐久性等级评估方法.按下来就是治疗和观察的过程.该项目提出了旧桥加固设计理论与方法,建立了桥梁加固质量检评标准和后评价体系,制定了旧桥加固成套技术应用指南.首次明确了旧桥加固的基本原则和加固工作程序,规范并界定了旧桥加固设计的内容,步骤与要求,系统地提出了桥梁结构粘贴钢板,预应力,增加构件,改变结构受力体系,扩大基础,增补桩基等22种上下部结构加固方法;对每种加固方法分别从加固特点及适用条件,附加影响,材料要求,力学特点,设计计算,施工工序,构造措施,施工工序质量控制与加固工程质量检验评定,加固后评价等九个方面进行了研究,形成了既有理论支撑,又便于工程应用的桥梁加固方法与体系.为了更好地完成以上过程,该项目按桥型系统地提出了旧桥结构检算的参数,要点与方法,制定了旧桥检算分析指南,这在国内尚属首次,为我国开展公路旧桥承载能力检算分析提供了系统的技术指引,使我国公路旧桥检算工作有章可循,有据可依;项目还提出了桥梁养护周期费用分析方法,他们在宏观经济理论及微观经济分析方法的基础上,研究建立了桥梁加固技术经济指标分析方法和确定原则,提出了采用加固费用系数和加固寿命系数进行桥梁加固经济评价的新方法;应用系统工程分析方法,从效益,技术,影响,发展等方面对桥梁加固的效果进行了系统分析,提出了桥梁加固后评价体系,解决了桥梁加固目标评价,实施过程评价,技术性评价,效益性评价,影响性评价和持续陛评价等关键技术问题;项目研发的桥梁综合养护管理系统平台(CBMs),作为国家重点新技术推广项目,已在31个省市进行推广,覆盖了全国82%以上的地市,入库桥梁数量达23万余座,每年产生的直接经济效益达6000多万元.同时,他们还研制出一系列检测装备.其中智能超声波检测装置,性能指标与国内外同类产品相当,性价比为国外同类产品的3倍.针对桥梁拼装接头繁杂,设备重量偏大,载重偏小,空中过墩和桥面过照明灯柱复杂等问题,他们研发了轻型可移动拼装式桥梁检测工作架,这种工作架分轮式和轨式两种,适应桥宽4.5m18m,载重8000N,具有使用中不占用车道,价格只有进口检查车二十至三十分之一等优点;智能钢筋保护层测量装置可适应各种直径钢筋的测量,最大可测保护层厚度为200mm,测试精度+lmm,该装置是高集成,低功耗,智能化的专用主机系统,具有自动行走测距,高灵敏,抗干扰强,稳定性好等特点的新型传感器,解决了人机界面交互简洁,上,下位机数据自动交换与实时反馈控制等关键技术,具有参数设置灵活,行走距离自动标识,后处理功能强,综合修正影响因素等优点.走产学研结合之路经过l0多个省份进行的技术推广,以及对近300座在用桥梁进行了检测评价,并依托166座旧桥开展了试验研究后,2006年,作为交通部西部交通建设科技项目的重点推广项目,在全国进行技术推广,并结合交通部十五危旧桥改造计划,在江西,四川,广东等9个省区进行了重点应用.目前,项目成果已被交通部纳入(公路养护技术规范(JTJ073-96),公路桥涵养护规范(JTGHll-2004),公路桥梁承载能力检测评定规程(报批稿),公路桥梁技术状况评定标准(报批稿)和桥梁加固技术规范)(制订中),为桥梁养护管理与技术改造工作提供了技术支撑.在项目推广期间,项目组还编着了4本公路旧桥检测评定与加固技术丛书,举办了部,省(市)级以上技术培训班30多期,培训技术骨干700多名,技术人员3000多人次,培育了14支专业的桥梁检测与加固技术队伍.研制的荷载试验测试车装备了4个专业检测机构,销售了200多台套轻型可移动拼装式桥梁检测工作架,混凝土超声波检测装置,智能钢筋保护层测量装置,钢筋锈蚀综合检测装置.据统计该项目已创造经济效益7.49亿元,极大地提高了我国公路桥梁养护管理与加固改造技术水平廿约了大量桥梁养护资金;同时在推进行业进步维护桥梁使用价值,保障路网畅通