《公路桥梁技术状况评定标准》与桥梁病害分析

四川交通职业技术学院道路与桥梁工程系苏建公路桥梁技术状况评定标准与桥梁病害分析,目录,第一节行业状况和培训目标第二节公路桥梁技术状况评定的基本方法第三节公路桥梁病害分析,第一节行业状况和培训目标,一、行业状况：时有发生的桥梁倒塌事故二、培训目标：了解方法，帮助决策,近几年发生的桥梁倒塌事件,事故一：2011年7月11日凌晨，江苏盐城境内328省道通榆河桥(系杆拱结构)发生垮塌，两量货车坠落。大桥行车道净宽9m，桥总长为164m，中孔为60m预应力系杆拱结构，两侧边孔为225m跨预应力T梁结构。大桥于1997年3月建成通车。,近几年发生的桥梁倒塌事件,事件二：2011年7月14日，福建武夷山公馆大桥主桥(系杆拱结构)发生垮塌事故。大桥于1999年竣工通车，为中承式系杆拱桥，中间跨度100m，两边跨度80m，宽18m。,近几年发生的桥梁倒塌事件,事故三：2011年7月19日凌晨，一辆重达160t的严重超载沙石6轴货车，通过北京怀柔区宝山寺白河桥(刚架拱结构)第一孔时发生桥梁垮塌。该桥始建于1987年，全宽11.5m，全长232.81m。混凝土刚架拱。2006年上部结构曾加固。,近几年发生的桥梁倒塌事件,事故四：2011年7月15日凌晨2时许，杭州钱塘江桥引桥(空心板结构)发生塌陷事故，一辆满载钢板的半挂车经过，造成两片空心板连同挂车一起坠落。大桥于1997年建成通车。,近几年发生的桥梁倒塌事件,事故五：2007年8月13日，湖南省凤凰县境内正在兴建的堤溪段沱江大桥（已建成尚未通车），在拆除施工脚手架时全部垮塌。当时有123人进行拆除作业，41人遇难，21人受伤。沱江大桥全长约268米，为石拱4孔桥，宽13米，高42米，桥下河宽约50米，水深约12米，该桥由湖南省华罡交通设计院设计、湖南省路桥公司施工建设。,近几年发生的桥梁倒塌事件,事故六：2013年7月9日，江油市绵江公路盘江大桥（通口河老青莲大桥）发生垮塌，造成6辆汽车掉入江中，失踪12人。大桥建成于1969年，全长160余米宽8米，为3跨空腹式混凝土双曲拱桥。“512”地震之后，该桥进行了维修加固，2013年6月重新投入使用。,事故说明的问题,1、部分桥梁结构形式存在先天缺陷（系杆拱桥、多跨连续拱桥）；2、超载车辆的破坏性超乎想象；3、对桥梁养护重视程度不够，建设管理与养护管理脱节；4、桥梁检查缺乏专业性，数据分析深度不够；5、部分桥梁建设或加固施工的质量较差。,管理对策？,培训目标,了解公路桥梁技术状况评定的基本方法抓住重点，熟习公路桥梁的常见重要病害，能为公路桥梁的评估、养护提供决策支持,第二节公路桥梁技术状况评定的基本方法,一、单项指标控制法【标准4.1.6】二、分层综合评定法【标准4.1.14.1.5】三、分层综合评定法在2种情况下的桥梁总体技术状况等级调整【标准4.1.7、4.1.8】,桥梁总体技术状况评定等级,公路桥梁技术状况评定方法简介：,分层综合评定法与单项指标控制法相结合：一、某单项指标超过单项指标控制法的要求时（14种情况），桥梁技术状况为5类桥二、各单项指标均未达到单项指标控制法的约定时，由分层综合评定法确定桥梁技术状况三、当桥面系评为4类而上部结构、下部结构均为3类时，桥梁综合技术状况可提升为3类；当主要部件技术状况为4类、5类且影响交通安全时，桥梁综合技术状况可降为最差的部件技术状况的类别。,一、单项控制指标法,1、上部结构有落梁；或梁、板断裂现象。2、梁式桥上部承重构件控制截面出现全截面开裂；或组合结构上部承重构件结合面开裂贯通，造成截面组合作用严重降低。3、梁式桥上部承重构件有严重的异常位移，存在失稳现象。4、结构出现明显的永久变形，变形大于规范值。5、关键部位混凝土出现压碎或杆件失稳倾向；或桥面板出现严重塌陷。6、拱式桥拱脚严重错台、位移，造成拱顶挠度大于限值；或拱圈严重变形。,当公路桥梁出现以下14种情况时，桥梁技术状况直接评定为5类，该桥梁已经处于危险状态！应马上限制交通！进行加固或报废重建！,7、圬工拱桥拱圈大范围砌体断裂，脱落现象严重。8、腹拱、侧墙、立墙或立柱产生破坏造成桥面板严重塌落。9、系杆或吊杆出现严重锈蚀或断裂现象。10、悬索桥主缆或多根吊索出现严重锈蚀、断丝。11、斜拉桥拉索钢丝出现严重锈蚀、断丝，主梁出现严重变形。12、扩大基础冲刷深度大于设计值，冲空面积达20%以上。13、桥墩（桥台或基础）不稳定，出现严重滑动、下沉、位移、倾斜等现象。14、悬索桥、斜拉桥索塔基础出现严重沉降或位移；或悬索桥锚碇有水平位移或沉降。,结构、部件与构件的划分：,任务分解：全桥结构部件(i)构件(j)全桥由桥面系(D)、上部结构(P)、下部结构(B)组成而这三种结构又由多类部件(i)组成每类部件都包括一到多个构件(j)每个构件可能存在一到多种病害(k),二、分层综合评定法,构件部件结构全桥（一片梁）（所有梁）（上部结构）（一座桥）,技术状态评分工作顺序：,构件和部件,技术状态的评分及等级,1、构件技术状态评分DMCI、PMCI或BMCI2、部件技术状态评分DCCI、PCCI或BCCI3、结构技术状态评分BDCI、SPCI或SBCI4、桥梁总体技术状态评分Dr,桥面系(bridgeDeck)、上部结构(superstructure)、下部结构(substructure),分层综合评定法的评估步骤,第1步,第2步,第3步,第4步,1、单个构件的技术状况评分,步骤：根据构件所属桥梁类型按第510章的病害评定标准标度表确定构件可能病害类型；采用目检或借助仪器对构件进行检查，记录病害的严重程度，记录病害程度。对照表4.1.1及第510章的病害评定标准标度表，确定每项病害的初始扣分值（DPijk）；当一个构件有多种病害时，多种病害的总扣分不超过100分，将各项病害初始扣分值（DPijk）从大小到排列，按4.1.1-2式计算每项病害的调整扣分值（Uk）。按式4.1.1-1计算一个构件的技术状况评分。,计算方法：病害的初始扣分值（DPijk）按表4.1.1取值,(4.1.1-1),(4.1.1-2),表4.1.1构件的病害初始扣分值（DPijk）,注意事项,构件有多种病害，计算调整扣分值Uk时，应注意初始扣分值DPijk的取值顺序宜将初始扣分值DPijk按从大到小的顺序排列后，再计算对应的调整扣分值Ukk的排列顺序不同，PMCI、BMCI或DMCI会算得不同的结果，试比较DPij1=20，DPij2=40，DPij3=60与DPij1=60，DPij2=40，DPij3=20,注意事项,计算Uk时，应注意DPijk的取值顺序k的排列顺序不同，PMCI、BMCI或DMCI会算得不同的结果，试比较DPij1=20，DPij2=40，DPij3=60与DPij1=60，DPij2=40，DPij3=20宜按从大到小的顺序排列后再计算,混凝土梁式桥上部结构的构件病害评定标准标度表,2、部件的技术状况评分,计算公式式中n为第i类部件的构件总数，t按表4.1.2取值,(4.1.2),表4.1.2t值,某部件的构件数量越多，其样本离散程度越小，均值的代表性越大，则部件评分可以越接近均值。,评分公式的意义,综合考虑构件技术状态评分均值以及构件技术状态评分分布范围的影响。,注意事项,在主要部件评分中，当它的其中有一个或一个以上的构件评分值低于60（4类或5类）时，则主要部件的评分值等于评分最低构件的评分值（也同样是4类或5类）。,标准4.1.2,注意事项,在主要部件评分中，当它的其中有一个或一个以上的构件评分值低于60（4类或5类）时，则主要部件的评分值等于评分最低构件的评分值（也同样是4类或5类）。,注意事项,在主要部件评分中，当它的其中有一个或一个以上的构件评分值低于60（4类或5类）时，则主要部件的评分值等于评分最低构件的评分值（也同样是4类或5类）。,注意事项,在主要部件评分中，当它的其中有一个或一个以上的构件评分值低于60（4类或5类）时，则主要部件的评分值等于评分最低构件的评分值（也同样是4类或5类）。,3、结构的技术状态评分,式中，wi根据4.2节按桥型确定,(4.1.3),主要部件的范围,梁桥各部件权重值wi,主要部件标示为红色，当它为4类或5类时，全桥总体技术状况直接以其最低评分进行评定。,板拱桥、肋拱桥、箱形拱桥、双曲拱桥各部件权重值wi,主要部件标示为红色，当它为4类或5类时，全桥总体技术状况直接以其最低评分进行评定。,刚架拱桥、桁架拱桥各部件权重值wi,主要部件标示为红色，当它为4类或5类时，全桥总体技术状况直接以其最低评分进行评定。,钢混凝土组合拱桥各部件权重值wi,主要部件标示为红色，当它为4类或5类时，全桥总体技术状况直接以其最低评分进行评定。,悬索桥各部件权重值wi,主要部件标示为红色，当它为4类或5类时，全桥总体技术状况直接以其最低评分进行评定。,斜拉桥各部件权重值wi,主要部件标示为红色，当它为4类或5类时，全桥总体技术状况直接以其最低评分进行评定。,注意事项:,在桥面系、上部结构、下部结构评分中，如果被评定的桥梁缺其中某一个或多部件，则应将所缺部件的权重值wi按比例分配给剩余的部件。例如：被评定的一座连续刚构梁式桥的上部结构没有支座，则应将支座的权重0.12分配给上部承重构件和上部一般构件。,分配前：,分配后：,注意事项:,在桥面系、上部结构、下部结构评分中，如果被评定的桥梁缺其中某一个或多部件，则应将所缺部件的权重值wi按比例分配给剩余的部件。例如：被评定的一座连续刚构梁式桥的上部结构没有支座，则应将支座的权重0.12分配给上部承重构件和上部一般构件。,分配前：,分配后：,4、桥梁总体的技术状况评分,式中，wD=0.2，wSP=0.4，wSB=0.4,(4.1.4),结构及桥梁总体技术状态等级划分,主要部件技术状况评定标度,主要部件的范围,次要部件技术状况评定标度,结构与全桥的技术状态评定标准,三、分层综合评定法在2种情况下的桥梁总体技术状况等级调整,1、当上部结构和下部结构技术状况等级为3类、桥面系技术状况等级为4类，且桥梁总体技术状况评分为40Dr60时，桥梁总体技术状况等级应评定为3类。标准4.1.8,SPCI60，SBCI60；且BDCI40则Dr60*0.4+60*0.4+40*.2=56,第一个条件满足时，第二件条件肯定满足！,2、全桥总体技术状况等级评定时，当主要部件评分达到4类或5类且影响桥梁安全时，可按照最差主要部件的评分评定。标准4.1.8,主要部件评分（PCCI、BCCI）小于60时,如果：Min（PCCIi主要部件，BCCIi主要部件）60，则可不计算SPCI、SBCI，直接计算Dr：Dr=Min（PCCIi主要部件，BCCIi主要部件）,Min（PMCIi）病害初始扣分值DPijk=100Uk=100PMCIj=0PCCIi=0Dr=0Dj=5类,腹拱或横向联系产生严重变形、错位，导致桥面出现严重塌陷或沉降，变形过大，不能正常行车。,立墙或立柱倾斜、开裂或脱落,拱上结构裂缝,拱上填料排水不畅,六、钢混凝土组合拱桥病害分析,拱肋、横向联结系立柱吊杆系杆及防护板桥面板（梁）(按前面表格评分),1、拱肋、横向联结系病害分析,涂层缺陷焊缝开裂混凝土裂缝构件扭曲变形、局部损伤构件腐蚀、生锈管内混凝土填充不密实或脱空主拱圈挠度拱肋位移其他病害见前面表格,涂层缺陷,焊缝开裂,混凝土裂缝,构件扭曲变形、局部损伤,构件腐蚀、生锈,管内混凝土填充不密实或脱空,主拱圈挠度,拱肋位移,2、立柱病害分析,混凝土裂缝其他病害见前面表格,混凝土裂缝,3、吊杆病害分析,渗水(吊杆两端的锚固部位、锚头、横梁锚固构造、吊杆套管、减振器等)锈蚀(锚头、螺栓、钢管护套等)锚头损坏橡胶老化变质(吊杆端部及减振器)防护套损坏(吊杆端部出口处钢管护套以及钢管护套与PE护套连接处)。吊杆的防护层破坏断丝其他病害见前面表格,渗水,锈蚀,锚头损坏,橡胶老化变质,防护套损坏,吊杆的防护层破坏,病害：吊杆的防护层破坏,大量吊杆防护层严重老化、破损、裂纹、积水，造成吊杆锈蚀严重。最高标度5度，评定5度病害初始扣分值DPijk=50Uk=50PMCIj=50,断丝,4、系杆及防护板病害分析,锈蚀(锚头、防护罩、钢箱)系杆外部涂层脱落系杆连接松动锚头、防护套损坏断丝混凝土裂缝(混凝土防护板、系杆锚固区等)其他病害见前面表格,锈蚀,系杆外部涂层脱落,系杆连接松动,锚头、防护套损坏,病害：系杆的锚头、防护套损坏,最高标度4、评定4度病害初始扣分值DPijk=50Uk=50PMCIj=50PCCIi=50Dr=50Dj=4类,部分防护套老化、破损、裂纹或积水，造成局部渗水或锈蚀；锚头存在老化、破损、裂纹现象，造成局部渗水或锈蚀。,断丝,混凝土裂缝,九、桥梁下部结构病害分析,桥墩桥台基础翼墙、耳墙锥坡、护坡河床及调治构造物,1、墩身病害分析,蜂窝、麻面剥落、露筋空洞、孔洞钢筋锈蚀混凝土碳化、腐蚀,磨损圬工砌体缺陷位移裂缝,蜂窝、麻面,剥落、露筋,空洞、孔洞,钢筋锈蚀,病害：1、磨损；2、钢筋锈蚀,1、大范围有磨损、缩径现象，混凝土剥蚀，大范围出现露筋现象，裸露钢筋锈蚀；2、钢筋严重锈蚀，主筋锈断，混凝土表面开裂严重，出现严重滑动或倾斜等现象。病害成因：施工质量差；腐蚀、冲刷磨损,混凝土碳化、腐蚀,磨损,圬工砌体缺陷,位移,桥墩病害：1、磨损；2、钢筋锈蚀；3、位移,1、大范围有磨损、缩径现象，混凝土剥蚀，大范围出现露筋现象，裸露钢筋锈蚀；2、钢筋严重锈蚀，主筋锈断，混凝土表面开裂严重，出现严重滑动或倾斜等现象。3、桥墩不稳定，出现严重滑动、下沉、位移、倾斜现象，