桥涵维护与加固技术ppt课件

桥涵维护与加固技术 一 绪论 改革开放以来 随着我国经济建设的持续快速健康发展 交通基础设施建设取得了举世瞩目的成就 并将继续保持快速增长的趋势 2005年底 全国公路总里程达到193 05万公里全国公路桥梁达33 66万座 1474 75万延米其中特大桥梁876座 145 96万延米 大桥23290座 512 53万延米 中桥7 17万座 393 74万延米 小桥24 07万座 422 53万延米 全国公路隧道达2889处 152 70万延米 其中特长隧道43处 16 59万延米 其他长隧道381处 62 51万延米 中隧道485处 34 18万延米 短隧道1980处 39 43万延米 1 1混凝土桥梁的病害 在全部桥梁中 混凝土桥梁占绝大多数1989年欧洲桥梁中混凝土桥梁占70 美国混凝土桥梁占72 我国混凝土桥梁占90 以上 近年来国内混凝土桥梁破坏事故的报道屡见不鲜 其数量远远超过钢桥 1 1混凝土桥梁的病害 美国1989年数据 积压有待修补的混凝土桥梁的维修费用为1550亿美元 因除冰盐引起钢筋锈蚀而限载的公路桥梁已占全部桥梁的1 4 美国土木工程学会在2001年指出 美国基础设施在未来的5年需要化1 3万亿美元来解决目前基础设施中存在的缺陷 就桥梁而言 29 的桥梁被界定为具有功能性缺陷 将需要在未来的10年中每年耗费106亿美元来解决改变这一问题 1 1混凝土桥梁的病害 我国公路方面没有确切的统计数字 根据1994年秋检统计 我国铁路桥梁共有病害桥6137座 占桥梁总数的18 8 其中混凝土桥2675座 占病害桥梁的43 6 1 2缆索承重桥梁的严重病害 国内外 不少斜拉桥的拉索和拱桥的吊杆甚至在使用不到十年就损坏了 其中有材质的问题 更主要的是拉索的耐久性保护措施薄弱而导致高强钢丝的锈蚀或其他问题 如氢脆 应力腐蚀 腐蚀疲劳等 二战后修建了大量的大跨桥梁结构 悬索桥与斜拉桥 至上世纪末 已发现悬索桥在使用十年左右后钢索已出现锈蚀 斜拉桥的拉索损坏更严重 美国P K 帕斯克 肯涅威科 通车7年后即换索 德国汉堡科尔布兰特斜拉桥通车未满10年即换索 中国广州海印大桥1988年通车未满10年即换索 济南黄河公路大桥1982年建成13年后检查时发现索有锈蚀即换索 四川宜宾金沙江南门桥使用10年后因吊杆损坏发生局部桥面坍塌事故 1 3拱桥的病害 我国在六七十年代修建了大量的拱桥 不少桥梁因为严重的开裂和锈蚀问题 而不得不加固或拆除重建 自国内开始修建钢管混凝土拱桥以来 尽管这种桥型在设计理论等诸多方面还不成熟 而其耐久性更是无法验证 但却在不到15年的时间内 已修建了多达200余座 目前主跨200米以上的拱桥中 钢管混凝土拱桥的数量已超过一半 由于理论和施工方面存在的问题 钢管混凝土拱桥的使用前景和耐久性并不乐观 基本内部与外部因素桥梁病害影响因素的归纳与分类 2引起桥梁结构病害的因素及分析 1 设计标准低 我国公路桥梁荷载标准是经过多次修改逐步提高的 随着交通事业的发展 旧有桥梁的荷载标准远远不能满足当前汽车荷载标准的要求 这种情况在世界各国都普遍存在 美国联邦公路局调查结果显示 全国约有60万座桥梁 其中45 的桥梁有缺陷 在有缺陷的桥梁中 有13 6万座桥梁由于损伤而导致结构性缺陷 有12 4万座桥梁由于功能不全 而不能满足现代交通的要求 英国有9万2千座桥梁是1922年以前修建的 而当时设计规范中尚未引入荷载设计标准 在英国的威尔士 约有1 4的桥梁不能满足现行规范的要求 在我国 仅公路方面就有5000多座危桥 其中一部分是旧中国留下的老桥 其设计标准低 年代久远 损伤严重 另一部分是由于设计 施工不完善及结构本身的缺陷造成的 2 结构不合理 在桥梁设计总体方案的选择过程中 一般由桥梁地质条件 施工方法 经济指标等多方面的因素来决定选用的结构类型 例如采用预应力结构或钢筋砼结构 简支或连续 T型梁或箱粱以及跨径比例 箱梁断面尺寸的拟定等 都会对桥梁的健康状况有较大影响 国内经常因为工期或经济方面的原因在方案设计时投入的精力不足 对很多关键问题缺乏研究 为运营以后桥梁的病害埋下了病根 3 设计不完善 4 计算问题在桥梁设计过程中 末充分考虑预应力砼结构中砼徐变 收缩及温度应力的影响 在进行结构有限性分析时过度强调单元划分的精细化和所谓的计算精度 对结构边界条件和传力路径认识不清除 对施工方法 顺序和施工荷载对结构成桥性能的影响认识不够 4 使用的因素 1 桥面超载或荷载标准不明2 变形与变形障碍3 风雨侵袭及自然作用4 受意外强击5 温度的变化6 地震 洪水等自然灾害对桥梁造成的危害 4混凝土桥梁裂缝种类 成因 1 荷载引起的裂缝 2 温度变化引起的裂缝 3 收缩引起的裂缝 4 地基础变形引起的裂缝 5 钢筋锈蚀引起的裂缝 6 冻胀引起的裂缝 7 原材料质量引起的裂缝 8 施工工艺质量引起的裂缝 混凝土开裂可以说是 常发病 和 多发病 经常困扰着桥梁工程技术人员 事实上混凝土桥梁的开裂问题是无法避免的 但是 如果采取一定的设计和施工措施 很多裂缝是可以克服和控制的 我国桥梁改造加固任务繁重 据交通部统计至2003年底 全国公路网中尚有危桥10443座 378439延米 要实现交通部规划的2005年底基本消灭国 省干线公路危桥的目标 所需资金约为90亿元 中国桥梁改造加固市场的巨大潜力 吸引了国内外众多有远见卓识的工程技术人员和企业家把注意力转移到这方面来 国外的先进加固技术大量涌进中国加固市场 各种加固公司像雨后春笋相应而生 成功地创建了一批桥梁改造加固的优秀范例 推进了我国桥梁改造工作的发展 提高桥梁改造加固设计质量 是确保加固工程质量的前提和基础 桥梁改造加固设计是比新建桥梁设计复杂得多的系统工程 我国目前的状况是 有实力的大设计院无暇顾及 不愿意干 技术力量较差的小型设计单位又干不了 桥梁改造加固设计基本上由科研单位 高等院校和各类专业公司来承担 各类专业公司的技术水平差异较大 值得庆幸的是 近几年来我国确已出现一批技术能力较高的专业化加固公司 完成一批桥梁加固工程的优秀范例 他们代表了中国桥梁改造加固的主导方向 但是 有些专业公司以销售加固材料为主 业务单一 对桥梁加固设计不熟悉 桥梁改造加固