范立础桥梁工程的安全性与耐久性第PPT课件

1、工程预可研究立项工程工可研究 技术标准、设计任务等工程方案国际竞赛 方案招标工程初步设计 方案比较工程技术设计 施工图工程施工设计 ？正式开工建设八字方针：经济、实用、安全、美观 大桥建成（过程结束）交付使用 （管理） 安全、耐久 保障？基建程序第1页/共47页以美国为例！ 以中国为例（九十年代）高速公路达2万公里，平均以2500万计，建设费用约为5000亿大桥主跨400米以上，26座（32座）大桥主跨600米以上，12座（13座）大桥主跨800米以上，4座（5座）大桥主跨1000米以上，1座（2座）21世纪5座跨海大桥正开始建设 估计1000亿八十年代末估计维修费用（R.C.B)$1550亿

2、九十年代70万座R.C桥中60加固费用$3500亿21世纪初计划桥梁全面维修 费用$12000亿 反 思 ！第2页/共47页城 市 高 楼 隐 患上海市为例2001年底统计高层4200余幢至今已呈现各种隐患，追其原因 有： 反 思 ！ 技术标准滞后无人着急！？ 管理体制不畅混乱 业主法制意识不强无投资风险意识 运营管理极差修缮资金不投入！ 设计施工水平不高不思进步 材料偷工减料法规不严第3页/共47页进入进入2121世纪世纪我国迎来了海湾大桥工程建设高潮我国迎来了海湾大桥工程建设高潮 苏通大桥工程苏通大桥工程 杭州湾大桥杭州湾大桥 东海大桥东海大桥 沪崇苏长江通道工程沪崇苏长江通道工程 香港昂

3、船洲大桥香港昂船洲大桥第4页/共47页苏通长江公路大苏通长江公路大桥桥第5页/共47页杭州湾跨海工程杭州湾跨海工程第6页/共47页东海大桥东海大桥第7页/共47页香港昂船洲大桥香港昂船洲大桥第8页/共47页桥梁事故桥梁事故 80%80%以上以上HUMAN ERRORHUMAN ERROR第9页/共47页事故分析事故分析第10页/共47页结构功能？！结构功能？！规划？！规划？！设计？！设计？！施工？！施工？！材质？！材质？！规范、规程？！规范、规程？！标准？！标准？！自然环境自然环境袭击（风、浪、海啸袭击（风、浪、海啸、地震、船撞、地震、船撞）人为破坏人为破坏功能服务超过极限功能服务超过极限In

4、ternal CoursesInternal CoursesExternal CoursesExternal CoursesSafety of BridgesSafety of Bridges第11页/共47页 设计基设计基准期准期结构寿结构寿命期命期第12页/共47页结构整体设结构整体设计寿命计寿命各部分设计各部分设计寿命期寿命期 第13页/共47页保障桥梁结构安全新理念材质环境超载袭击桥梁结构安全Safety质量系统Quality管理系统Management维修Maintenance加固与修复Repair，Retrofit规划 设计 建造 运用 美观 Planning Design Con

5、struction Operation Aesthetic健康检测系统Monitoringsystem诊断评估Assesment结构设计要求（Demands）；可检性(Examinability)；可换性(Replaceability)；可修性(Repairability)；可控性(Controllability)；可持续性(Sustainability)；可强性（Retrofittability）What?When?How?人为设计寿命期第14页/共47页香港汀香港汀 九桥九桥（Ting Kau BridgeTing Kau Bridge）第15页/共47页塔顶锚索区（钢锚箱）塔顶锚索区（钢

6、锚箱）第16页/共47页钢锚箱钢锚箱第17页/共47页桥身透视图桥身透视图第18页/共47页桥面处斜拉索锚碇桥面处斜拉索锚碇第19页/共47页锚固墩处的铰支座锚固墩处的铰支座第20页/共47页青衣桥台剖面图青衣桥台剖面图第21页/共47页结构设计寿命期与结构使用功能的关系 25 50 75 100 0 检测 功能（Performance） 倒塌（Collapse） 警戒线（Warning Level） 目标（Target） 小修 中修 大修 加固 1.60 1.40 1.00 计划 年份（Year） 第22页/共47页质量保证与规范的关系各项工程维修、加固规程与手册设计质量设计中各个项目的相应

7、规范、指南和规定文件材料质量各项工程材料的标准复合材料质量各复合材料的合成标准施工质量施工技术、工艺、操作各项规程或规定文件养护质量各项工程的养护管理规定维修、加固质量第23页/共47页 Every Day 工作人员坐在汽车内，巡视引桥 及主桥。 Every Week 仔细巡视，注意构件损坏程度。 Every Six Months 作详细近距离视察。 Every Year 做详细近距离巡视检查。 香港路政暑的要求检查 作定时例行巡视工 作，目测检查 第24页/共47页 Every Day in Twice 收拾桥面伸缩缝垃圾。 Every Day 打扫桥面、路面。 Every Three Mo

8、nths 清理照明系统、清理中央 预留带。 Every Six Months 清洗交通标志、桥梁伸缩缝 、栏杆、照明系统。 Every Year 对大桥的构件、排水系统作 维修保养。 Every Three Years 重新油漆路灯支柱，更换 路灯的灯泡等。 香港路政暑的要求维修 例行保养 第25页/共47页第26页/共47页第27页/共47页第28页/共47页第29页/共47页第30页/共47页第31页/共47页第32页/共47页第33页/共47页第34页/共47页第35页/共47页安装健康监测系统第36页/共47页范立础摄于范立础摄于 02.8.702.8.7第37页/共47页 工程结构设

9、计新理念材质材质超载超载袭击袭击环境环境维修维修Maintenance Maintenance 修复修复Repair Repair 更换更换replace replace 加固加固RetrofitRetrofit第38页/共47页设计、施工阶段新设计理念思路桥梁生命期内桥梁生命期内风险评估：风险评估：1 1、投资风险、投资风险2 2、设计风险、设计风险3 3、施工风险、施工风险寿命期投资效益评寿命期投资效益评估（经济投资最少估（经济投资最少和施工时间最短）和施工时间最短）结构设计要求：可检性；结构设计要求：可检性；可换性；可修性；可强可换性；可修性；可强性；可控性；可持续性性；可控性；可持续性

10、根据业主要求确定大型桥梁的根据业主要求确定大型桥梁的使用寿命（即耐久性）使用寿命（即耐久性）确定合适的设计要求和施工技术确定合适的设计要求和施工技术因素因素2 2耐久性耐久性总结出与桥梁耐久性相关的各个因素总结出与桥梁耐久性相关的各个因素因素因素1 1耐久性耐久性因素因素n n耐久性耐久性第39页/共47页结构设计新理念要求工程师们对结构组成要分析： 结构各部件在静、动荷载作用下的易损性； 结构中主要传力构件与次要传力构件 可更换部件与不可更换部件 可加固部件与不可加固部件 可控制部件与不可控制部件第40页/共47页运营、维护阶段新设计理念思路已建成的桥梁结构已建成的桥梁结构对桥梁进行定期检测

11、对桥梁进行定期检测诊断评估（结构安全诊断评估（结构安全性、经济风险评价）性、经济风险评价）做出科学决策做出科学决策正常正常运营运营加加固固维维修修拆拆除除第41页/共47页 桥梁使用寿命（耐久性）桥梁寿命期内风险评估地震风险；船撞风险；抗风风险 因素1因素2因素n保证耐久性措施 寿命期投资效益评估结构设计要求；可检性；可换性；可修性；可强性；可控性；可持续性桥梁结构耐久性 确定桥梁方案，结构设计，施工工艺方法等第42页/共47页 项目论证阶段（可行性研究）项目论证阶段（可行性研究） 投资风险评估投资风险评估 设计阶段（方案比选）设计阶段（方案比选）技术风险评估（业主可接受风险水平技术风险评估（业主可接受风险水平 与投资效益评估与投资效益评估) ) 施工阶段（施工方案决择）施工阶段（施工方案决择）施工技术风险评估施工技术风险评估 施工费用风险评估施工费用风险评估 施工保障性风险评估施工保障性风险评估 运营阶段（管理系统）运营阶段（管理系统）安全性安全性耐久性耐久性可靠性可靠性状态评估（监测系统）状态评估（监测