既有公路桥梁维修加固技术概述.ppt

1、公路桥涵养护规范讲座（JTG H11-2004）,长安大学公路学院,1 概述,既有公路桥梁暴露在大自然中，大气中含盐量、高温、潮湿，构成金属易腐蚀的环境。近年来又因工业的发展，加以车辆急剧增重，且排放高腐蚀废气，再加上地震、山林滥垦、河川滥采砂石，使桥梁耐久能力受到更严苛的挑战。因腐蚀、震灾、洪灾、泥石流等对桥梁寿命的威胁时有所闻。因此，桥梁养护检测体系相关技术：防蚀、防震、防洪技术的发展及桥梁维修、加固及其技术标准的制订，对桥梁安全耐久的确保具有重要的价值与意义。虽然各种桥梁病害原因至今已能大致掌握，但目前为止，国内桥梁养护管理单位对一般桥梁检查评定、维修加固技术的改良及开发仍有相大的提升空

2、间。由超载、洪灾、震灾及损坏维修中所得的经验与教训，各相关单位可作交流与共享，避免重蹈覆辙。以期可以最少的经费来保证更坚固耐久的桥梁，则是桥梁维护管理中一个相当严肃且值得重视的国际性课题。,目前国际间对于桥梁系统的维护管理工作，已逐渐开始运用生命周期管理的概念。任何桥梁皆有其设计使用年限，如何对桥梁以最小的整体经费进行维护，让桥梁可承受来自环境的各类冲击并持续提供可接受的功能，而可达到或超越其设计使用年限，则是目前国内外桥梁管理单位所关注的问题。 图1.1为桥梁生命周期中使用预防性维修及反应式维护策略的差异性比较。明显地可以看出使用保护式维护策略在桥梁设计年限内所耗用的平均维护成本较小，而且在

3、维修期间对于桥梁营运影响亦较小。但是要落实此一策略的关键则是如何合理而有效地依各桥梁的特性建立其检查评定标准，以及进行各维修时对其功能所可提升及改善的范围。于是桥梁检测制度、检监测技术、损伤分析评估、补强加固、数据管理系统等的技术能力的建立便是其中成败优劣的核心指标。,1.1 基本理念,图1.1预防性维修及反应式维修养护策略,1.2 国外公路既有桥梁养护现状,1981年4月联合国经济合作与发展组织（OCED）主持召开了关于“道路桥梁维修与管理”的会议，会议提出了桥梁养护方面有待研究的六个问题： 如何正确评价现有桥梁的实际承载能力与安全度 如何及早检查发现桥梁产生的损坏及异常现象，正确地检定结构

4、物的损坏程度，从而采用合理的维修加固方法 桥梁损坏与维修加固的实际应用 桥梁维修加固新技术 桥梁设计与维修管理的关系（如何把维修加固中发现的问题，放到今后桥梁设计中进行考虑） 桥梁维修加固的展望。,1991年第二届混凝土耐久性国际学术会议上，METHA教授在其报告中指出：“当今世界，混凝土破坏的原因，按重要性递降顺序排列是：钢筋腐蚀、寒冷气候下的冻害、侵蚀环境下的物理化学作用”，“40年代以来，混凝土建筑工业的迅猛发展，通过硅酸盐水泥组成变化，导致坍落度大的混凝土拌合物易发生中和作用。用这种混凝土制作的构件强度能满足要求，但从钢筋保护和混凝土耐冻、耐腐蚀的角度看，则不满意，即当今更多的混凝土结

5、构，比50年前更不耐久。”,在旧桥检测方面，美国是目前世界上最发达的国家，其发展基本上代表了目前世界上的最新水平： 无损检测（NDE-NONDESTRUCTIVE EVALATION）是诸多检测方法中使用最普遍的，历史上的NDE技术主要有涡流仪，磁试验透入试验，X射线试验和超声试验，目前这些技术又有了新的发展：如声发射、磁分子和磁漏。 对混凝土进行探伤或半探伤检测的技术也已比较成熟：如拨拉（间接抗剪、抗拉强度）、拉伸（抗拉强度）、折断（抗折模量）、WINDSON试验（抗贯入）、TESCON试验（应力应变关系）、CORES试验（强度）、成熟度法（温度与时间关系）和渗透性试验（氯离子、电和气体渗透

6、）等。 目前正致力于研究用超导材料技术进行混凝土结构钢筋锈蚀度的检测方法。 在旧桥养护管理系统方面，美国、日本、丹麦等发达国家先后建立了完善的桥梁养护管理计算机系统，并通过系统研究形成了一套完整的旧桥检测、评定与技术改造体系。,2 我国公路桥梁现状及常见缺陷模式,50年来，我国桥梁建设也取得了飞速发展，现有桥梁已超过了24万座。但据1999年全国桥梁普查资料，94%以上桥梁为中、小跨径桥梁，且大部分分布在技术标准低、通行能力差的县乡公路上，约有1/3处于三、四类的状况。除此而外，属荷载标准低、桥面宽度窄、不能满足通行要求的约占桥梁总长的15。,危桥的存在，已严重影响到路网和干线的畅通，甚至出现

7、了“断路”现象。此外，随着我国公路交通事业的快速发展，各级公路上的交通流量均在不断增加，运输车辆的吨位有较大幅度的增长。这对我国路网中的桥梁通行能力和承载能力均提出了更高、更新的要求。因此，通过一定的技术措施，对技术标准低、通行能力和技术状况差的桥梁进行加固补强与加宽改造，消灭危桥，使现有桥梁在今后公路交通事业的发展保持充分的适应性，提高路网通行能力，是我国公路管养部门必须面对的现实问题。 我国公路桥梁的主要技术缺陷有七个方面 ：,我国桥梁七大技术缺陷,缺陷一设计荷载标准偏低，承载能力不足：早期建造的桥梁，特别是60年代、70年代建造的桥梁，设计荷载大多为汽-13、拖-60或汽-15、拖-80

8、，还有相当一部分桥梁的荷载标准仅为汽-10、履带-50，甚至低于汽车-10级。随着交通量的增加和荷载等级的提高，原有桥梁已经无法满足现今交通的需要，有的桥梁已出现严重病害，有的桥梁有出现病害的可能。,缺陷二通行能力不足：桥面宽度不足；桥梁平面线形、纵断面线形标准太低。桥上通车净空或桥下通车净空不足。 缺陷三人为及自然因素引起结构的损坏：超出设计的洪水、泥石流、浮冰、冰冻、地震、强风、船舶撞击，河道不恰当开挖，桥梁基础下的岩溶、矿山坑道等，引起桥梁结构的局部损害。 缺陷四超期服役：这一部分桥梁并不是太多，主要是建造时期较早，如50、60年代建造的桥梁，设计使用寿命一般只有3050年，这些桥梁目前

9、仍在使用中。,我国桥梁七大技术缺陷,缺陷五超负荷使用：这一部分桥梁按路线等级或者预期设计荷载等级来说，设计荷载等级并不低，但由于一些特殊原因，桥梁使用荷载大大超出设计荷载，致使桥梁长期在超重荷载作用下运营。 缺陷六设计、施工的先天不足：有些桥梁设计上不是很合理，结构构造处理不合理，桥梁在早期运营时其缺陷并不明显，运营一定时间后，病害逐渐显现出来。有些桥梁由于受施工质量、施工技术、施工手段等影响，存在一定的技术缺陷，随着运营时间的增加，其病害也逐渐在发展。 缺陷七养护维修或加固措施不当：有些桥梁的技术缺陷则是由于养护维修不恰当引起的。如桥面维修增加过大的恒载，致使桥梁负担加重；桥面排水处理不当，

10、桥面渗水；如支座维修不当，约束了承重结构的变形等。有些桥梁则是加固不当引起的。如加固施加的预应力大小或者位置不恰当，引起结构的二次病害； 如结构体系改变不合理，致使结构的关键部位应力超限等。,我国桥梁七大技术缺陷,可喜的是：特别是改革开放以来，我国的桥梁工作者对公路旧桥的检测、评定、技术改造进行了大量的研究工作，并取得了一定的成绩。 在旧桥检测方面：我国在大量引进并相继开发了混凝土强度和缺陷超声波检测设备、智能化红外成像测试设备，智能钢筋及保护层测量仪和钢筋锈蚀电位测量设备等等先进设备。 在旧桥评定方面：交通部于1988年颁布了公路旧桥承载能力评定方法(试行)，该方法主要是基于荷载试验评定方法

11、，其对旧桥承载能力的检算基本上是按现行的有关公路桥梁设计规范进行。近年来，国内外一些学者在旧桥承载能力评定方法方面曾做过大量的潜心研究，先后提出了“以计算为主的评定方法”、“基于桥梁质量检查的评定方法”、“动态法测定桥梁承载能力”及“荷载试验与计算分析相结合的方法”等多种方法。,我国在旧桥的检测、评定与加固方面取得了飞速的进步。但同西方发达国家相比在以下五个方面仍存在着较大差距： 桥梁检测手段和仪器设备的开发研制 桥梁检测、评定、加固的系统化及标准化 加固维修材料和工艺设备 对加固原理及计算方法的研究深度 相关技术标准、应用规程及施工指南的制定。综上，我们桥梁养护工作者仍需加倍努力，缩短差距，

12、使我国旧桥养护早日走上可持续发展之路。,3 桥梁缺陷的主要表征,钢筋腐蚀损伤： 混凝土施工品质水准参差不齐，再加上超载问题严重，往往使RC结构裂缝与腐蚀产生相乘结果而导致寿命更短。根据调查资料表明：桥梁许多在完工10年内就会发生钢筋腐蚀混凝土龟裂现象。但必须说明；桥梁老劣化后承载力的折减，主要来自钢筋腐蚀，事实上一般强度的混凝土其老化速度甚慢。因此可推论造成钢筋腐蚀主因为混凝土的裂缝及水气等有害物的进入。,箱内顶板钢筋锈蚀成片顶裂混凝土保护层,T梁主钢筋锈蚀涨裂混凝土保护层,T梁主钢筋锈蚀涨裂混凝土保护层,拱肋主钢筋锈蚀涨裂混凝土保护层,混凝土开裂： 桥梁结构在施工和营运使用过程中，常会出现各

13、种不同形式的裂缝。对于砖、石、混凝土结构物来说，产生裂缝几乎是不可避免的；在钢筋混凝土部分预应力桥梁中允许出现裂缝；在全预应力桥梁中也有出现裂缝的可能。裂缝检查首先应判断裂缝的类型，其次在判断其是否在允许范围内，是否需要维修或加固。 （一）从安全性分类 1正常的工作裂缝：在设计控制范围内的裂缝 2非正常裂缝：超出规定范围的裂缝（公路旧桥裂缝限值见表） （二）从客观成因分类 1先天裂缝:由于设计不当，不可避免的在结构中产生的裂缝。 2原生裂缝:由于施工工艺不当，造成的结构中原本可以避免的裂缝。 3后天裂缝：正常使用荷载造成的累积损伤裂缝，及非正常荷载造成的突损伤裂缝。,（三）从力学机理来分类 弯

14、曲裂缝 剪切裂缝 局部承压及伴随的劈裂和崩裂 拼接缝的分离和扩展 差动裂缝(由于外部约束或内部变形反应滞后而造成的一种混凝土裂缝) （四）从产生根源上来分类 荷载和变位 成桥内力。 温度变化 材料时效(如收缩、徐变) 先天和后天的截面削弱 化学、物理作用(钢筋锈蚀；预应力筋锚头锈蚀；混凝土老化；酸碱腐蚀等),（五）从产生的时序来分类 A早期裂缝（在终凝之前产生的裂缝）一般在浇筑后第二天才能发现，主要有： 沉降缝（塑性混凝土沉降引起） 早期收缩缝 模壳变形缝 振动和荷载缝 B强度成长期裂缝 C使用期裂缝(包括突发性损伤裂缝和累计损伤裂缝两类),洪灾冲刷损伤： 甚根据资料显示，历年来桥梁因洪灾所遭

15、受的损坏有下列数种原因： 滥采砂石，而导致桥梁墩柱自由长度增加、倒塌、毁损。 洪水冲激河道巨石或漂浮物使撞击桥基(柱)或桥身(台)导致桥梁受损。 漂流物将桥基(尤其是PC桩基础)撞裂受损。 墩柱为流石磨蚀，导致钢筋外露或断裂。 河道局部深槽化，使通水宽度或断面过小，造成水流加速而致桥灾害。 护岸施作不合理，或河床铺砌薄弱，造成侧向侵蚀、冲刷，引起桥基灾害。 浅埋扩大基础桥基贯入深度不足，易冲损。,桥梁服务水平降低： 桥头跳车； 桥面铺装破损，行车不平顺； 桥面积水、排水不畅。 桥面不洁。 栏杆（护栏）破损，形成安全隐患。 城市桥梁照明设施不完善。 桥梁使用的标志、标牌没有或不完善。,4 公路桥

16、涵养护规范 ,标准号：JTG H11-2004 发布日期：2004-06-28 实施日期：2004-10-01 发布单位：中华人民共和国交通部 “九五”计划实施以来,我国公路呈现超常快速发展的局面,公路的养护管理工作也取得了长足的进步。为了适应新形势的要求,根据新公路工程标准规范体系的要求,将原公路养护技术规范中第四章的桥涵养护作为公路桥涵养护规范进行修改,单独成册。按交公路发19961085号文下达的任务,其编写工作由陕西省公路局主持,长安大学,上海市公路管理处,黑龙江、四川、广东省公路局,西安公路研究所参加。,3.1 公路桥涵养护规范 编制过程,编写工作从1997年5月开始，9月将评审通过

17、的大纲正式下发。 1998年2月形成初稿； 1998年10月完成第二稿； 1999年底完成第三稿(征求意见稿) ； 2000年7月完成第四稿(送审)报部； 2001年12 月，交通部公路司在宁波主持召开公路桥涵养护规范审查会， 编写组根据审查意见再进行修改； 2002年完成编写任务。,3.2 公路桥涵养护规范 主要内容,规范共十二章正文，四个附录和对应正文的条文说明。各章节内容如下： 1 总则 2 术语 3 桥梁检查与评定 3.1桥梁检查的一般规定 3.2经常检查 3.3定期检查 3.4特殊检查 3.5桥梁评定,4 桥梁上部结构养护 4.1桥面系的养护与维修 4.2钢筋混凝土梁桥的养护与加固

18、4.3预应力混凝土梁桥的养护与加固 4.4拱桥的养护与加固 4.5钢桥的养护与加固 4.6钢一混凝土组合梁桥的养护与加固 4.7斜拉桥的养护与加固 4.8悬索桥(吊桥)的养护与加固 4.9桥梁支座的养护与更换,5桥梁下部结构养护 5.1墩台基础的养护与加固 5.2墩台的养护与加固 5.3 锥坡、翼墙的养护 6通道、跨线桥与高架桥养护 6.1通道的养护 6.2跨线桥与高架桥的养护 6.3通道、跨线桥和高架桥的加固,7桥梁抗震加固 7.1桥梁抗震加固原则 7.2桥梁抗震调查 7.3梁桥的抗震加固 7.4拱桥的抗震加固 7.5墩、台和基础的抗震加固 8超重车过桥措施 8.1一般规定 8.2超重车辆过

19、桥的检算及荷载试验 8.3加固措施 8.4超重车辆过桥的技术管理,9 漫水桥、漫水路面养护 10 调治构造物养护 11 桥梁灾害防治与抢修 12 涵洞,3.3 公路桥涵养护规范 编制依据及适用范围,编制依据 按照公路法第三十五条“对公路进行养护，保证公路经常处于良好的技术状态”的要求编制本规范。 适用范围 适用于国道、省道、县道的桥涵养护，并与公路桥梁养护管理工作制度要求相适应； 特殊桥梁依据本规范原则，制定专门的养护管理规程。,3.4公路桥梁养护的主要内容和基本要求,建立、健全公路桥涵的检查、评定制度。对公路桥涵构造物进行周期检查，系统地掌握其技术状况，及时发现缺损和相关环境的变化。按桥梁检

20、查结果，对桥梁技术状况进行分类评定，制定相应的养护对策。 建立公路桥梁管理系统和公路桥梁数据库，实施桥涵病害监控，实施科学决策。逐步建立特大型桥梁荷载报警系统，地震、洪水和流冰等预防决策系统。 公路桥涵养护应做到：桥涵外观整洁，桥面铺装坚实平整、横坡适度，桥头连接顺适，排水通畅，结构完好无损，标志、标线等附属设施设施齐全完好。 桥涵构造物的养护，首先应使原结构保持设计荷载等级的承载要求及设计交通量的通行要求。根据交通发展的需要，也可通过改造和改建来提高承载能力和通行能力。 在确定改造或改建工程方案时，应注意新旧结构之间的关系，充分发挥原有结构的作用。,养护作业和工程实施应注意保障车辆、行人的安

21、全通行及环境保护。 桥涵构造物养护应有对付洪水、流冰、泥石流和地震等灾害的防护措施，同时备有应急交通方案。 新建或改建桥梁交工接养，应有完备的交接手续并提供成套技术资料。特大、大桥应配置养护设施、机具，设置养护工作通道、扶梯、吊杆、平台，设计单位应提供养护技术要点及要求。未配置或配置不能完全满足养护工作需要的，可根据实际需要予以增添。 桥涵构造物的检查及技术状况评定、养护对策，维修、加固、改建的竣工验收等有关技术文件，均应按统一格式完整地归入桥梁养护技术档案及数据库。,为了保证桥梁经常处于完好的技术状态，满足承载能力和通行能力的要求，必须对桥梁进行及时的养护，桥梁养护的工作内容主要有以下几方面

22、： 1)技术状况检查； 2)建立和健全完善的桥梁技术档案； 3)桥梁构造物的安全防范； 4)桥梁构造物的经常保养、维修和加固。,3.5桥梁养护应遵循的技术政策,公路桥涵养护工作按“预防为主，防治结合”的原则，以桥面养护为中心，以承重部件为重点，加强全面养护。 推广应用先进的养护技术和科学的管理办法，改善养护生产手段，提高养护技术水平，大力推广和发展公路桥涵养护机械。 公路桥涵的养护按其工程性质、规模大小、技术难易程度划分为小修保养、中修、大修、改建和专项工程五类。 桥涵养护工程应重视经济技术方案的必选，并充分利用原有工程材料和原有工程设施，以降低成本。 重视环境保护和环境综合治理。,4 桥梁养

23、护管理的工作流程,桥梁亦有“生老病死”的自然规律。近年来一些地方出现桥梁坍塌事故，引起社会各界对桥梁养护的重视。对于特大型桥梁，应该建立桥梁健康监测系统，以保证其能够长期处于“健康状态”。对于一般桥梁，应建立定期健康检查、评价机制及安全预警机制，及时发现问题，以保证其至少能够处于“亚健康状态”。,公路旧桥健康养护流程主要由五个重要环节构成： A观旧桥检查： 对旧桥材料质量和工作性能等所作的一般调查，以目测为主。 B诊旧桥检测： 对旧桥材料质量和工作性能等所作的更加精确的检测、试验等。 C断旧桥评定： 对已建成桥梁的使用状况及承载能力等进行综合的评价。 D修旧桥维修： 对已建成桥梁上危害桥梁正常

24、运营的部分进行的小修小养工作。 E治旧桥加固： 通过加强构件和对重大病害进行彻底整治来提高桥梁承载力的措施。,桥梁检查的目的,通过对桥梁的技术状况及缺陷和损伤的性质、部位、严重程度及发展趋势，弄清出现缺陷和损伤的主要原因，以便能分析和评价既存缺陷和损伤对桥梁质量和使用承载能力的影响，并为桥梁维修和加固设计提供可靠的技术数据和依据。因此，桥梁检查是进行桥梁养护、维修与加固的先导工作，是决定维修与加固方案可行和正确与否的可靠保证。它是桥梁评定、养护、维修与加固工作中必不可少的重要组成部分。这就是国内外为什么十分重视桥梁检查工作的主要原因。,4.1 公路旧桥的三查,旧桥检查按照规范分为经常性检查、定

25、期检查和特殊检查三种（简称三查）。 经常检查主要指对桥面设施、上部结构、下部结构及附属构造的技术状况进行日常巡视检查，及时发现缺损并进行小修保养工作。 定期检查按规定周期，对桥梁主体结构及其附属构造物的技术状况进行定期跟踪的全面检查。主要检查各部件的功能是否完善有效，构造是否合理耐用，发现需要大、中修、改善或限制交通的桥梁缺损状况；同时检查小修保养状况。,特殊检查是查清桥梁病害原因、破损程度、承载能力、抗灾能力，确定桥梁技术状况的工作。 分为专门检验和应急检查 1）专门检验：对需要进一步判明损坏原因、缺损程度或使用能力的桥梁，要求针对病害进行专门的现场试验检测、检算与分析等鉴定工作，以便进行有

26、效的养护。 2）应急检查：当桥梁遭受洪水、流冰、漂流物、船舶撞击、滑坡、地震、风灾和超重车辆自行通过等自然灾害或事故后，应立即对结构作详细检查。查明破损状况，采取应急措施，尽快恢复交通。,4.1.1 经常检查,经常检查又叫日常检查或例行检查，以直接目测为主，配合简单工具量测。由县级公路管理机构专职桥梁养护工程师（或技术员）负责，旨在确保结构功能正常，使结构能得到及时的养护和保养或紧急处理，对需要检修和一些重大问题作出报告。 经常检查每月至少进行一次。（在诸如大风雨、暴雨和洪水等特殊自然现象发生之后，对暴露性建筑物还应进行更大规模的经常检查） 。 经常检查中发现桥梁重要部件存在明显缺损时，应及时

27、向上级提交专项报告。 经常检查的成果，填写附录B。 经常检查的内容，重点14项。,基础下沉：桥面线形变化,桥面铺装的局部破损,反映出的T梁铰缝破坏,基础差异承降：护栏标高变化和护栏开裂,基础下沉：桥面线形变化,基础下沉：梁端间距的变化,基础下沉,4.1.2 定期检查,定期检查周期根据技术状况确定，最长不得超过三年。新建桥梁交付使用一年后，进行第一次全面检查。临时桥梁每年检查不少于一次。 在经常检查中发现重要部（构）键的缺损明显达到三、四、五类技术状况时，应立即安排一次定期检查。 定期检查的主要工作有： 现场校核桥梁基本数据。 当场填写“桥梁定期检查记录表”，记录各部件缺损状况并做出技术状况评分

28、。 实地判断缺损原因，确定维修范围及方式。 对难以判断损坏原因和程度的部件，提出特殊检查（专门检查）的要求。 对损坏严重、危及安全运行的危桥，提出限制交通或改建的建议。 根据桥梁的技术状况，确定下次检查时间。,定期检查的成果，填写附录A和C。 定期检查后应提出的文件 桥梁定期检查数据表。每天检查的桥梁现场记录，应在次日内整理成每座桥梁定期检查数据表。 典型缺损和病害的照片及说明。缺损状况的描述应采用专业标准术语，说明应对缺损的部位、类型、性质、范围、数量和程度等。 两张总体照片。一张桥面正面照片，在低桩号侧引道中心拍摄。另一张为桥梁立面照片，在桥梁上游侧拍摄。 桥梁清单。 桥梁基本状况卡片。定

29、期检查完成后，应将本次检查的桥梁各部件技术状况评定结果登记在桥梁基本数据表内。,4.1.2 定期检查,桥梁定期检查后应提交报告，定期检查报告通常包括以下内容： 本次定期检查涉及到的所有桥梁的小修保养情况。 需要大中修或改建的桥梁计划，说明大中修或改建的项目，拟用修建或改善方案、估计费用和实施时间等。 要求特殊检查的桥梁报告，说明需要检验的项目及理由。 需限制交通或中断交通的桥梁建议报告。,4.1.3 特殊检查,特殊检查应委托有相应资质和能力的单位承担 以下四种情况下应作专门检查： 定期检查中难以判明损坏原因及程度的桥梁。 桥梁技术状况为四、五类者。 拟通过加固手段提高荷载等级的桥梁。 条件许可

30、时，特殊重要的桥梁在正常使用期间可周期性进行荷载试验。 桥梁遭受洪水、流冰、滑坡、地震、风灾、漂流物或船舶撞击，因超重车辆通过或其他异常情况影响造成损害时，应进行应急检查。,以下情况下应作应急检查,桥梁的荷载试验,桥梁的静力荷载试验 公路旧桥的静力荷载试验（静载试验）将静止荷载作用于桥梁上指定位置，以便测试出结构的静应变、静位移以及裂缝等，从而推断旧桥结构在荷载作用下的工作状态和使用能力。一般以缓速行驶到桥上特定载重级别的车辆荷载作为静载，在某些情况下也可施加荷重（堆置铁块、水泥、预制块件、水箱等）或者以液压千斤顶装置施力等方式来模拟车载，以达到试验目的。,桥梁的动力荷载试验 公路旧桥的动力荷

31、载试验（动载试验）将动力荷载（行驶的汽车荷载等）作用于旧桥结构上，以便测出旧桥结构的某些动力特性，从而推断出旧桥结构在动载作用下受冲击、振动影响的特性。,4.2 公路桥梁技术状况评定,公路桥梁评定是对桥梁的使用功能(宏观)、使用价值(微观)、承载能力(微观)进行的综合评价。通过旧桥评定，可鉴定其是否仍具有原设计的工作性能及承载能力，进而为桥梁的维修、改造、加固提供决策性的意见。 公路桥梁评定是一个综合评价的问题，涉及到评定方法与评定标准(依据相关标准、规范、试验结果及专家经验等所制定的分类等级)。桥梁状况评定，涉及到许多相关因素：一条线路包括许多桥梁；一座桥梁包括上部、下部和基础，每部分又包含

32、许多基本构件；一个基本构件，因设计、施工、使用中的多种原因可能存在一种或多种缺损；可见，公路旧桥评定是十分复杂的。,公路旧桥评定方法分类,4.2.1 规范采用方法一般规定,桥梁评定分为一般评定和适应性评定。 一般评定是依据桥梁定期检查资料，通过对桥梁各部件技术状况的综合评定，确定桥梁的技术等级，提出各类桥梁的养护措施。 一般评定由负责定期检查者进行。,4.2.2一般评定桥梁部件缺损状况评定方法,推荐的桥梁各部位权重及综合评定方法,评定方法实例,到Excel文件,结构性裂缝（受力裂缝） 众所周知，混凝土的抗拉强度很低，抗拉极限应变大约为: =0.00010.00015 换句话说，混凝土即将开裂的

33、瞬间，钢筋的应力只有 =(0.00010.00015)2.0e5=1030MPa 事实上，在正常使用阶段钢筋的应力远大于此值，所以说在正常使用阶段钢筋混凝土结构出现裂缝是避不可免的。因而，习惯上又将这种裂缝称为正常裂缝。实践证明，在正常条件下，裂缝宽度小于0.3mm时，钢筋不致生锈。为确保安全，允许裂缝宽度还应小一些。,一般评定的切入点裂缝,新颁布的JTG D62-2004（以下简称）规定：钢筋混凝土构件计算的特征裂缝宽度不应超过下列规定的限值： 类及类环境 0.2mm 类及类环境 0.15mm 下图所示为钢筋混凝土简支梁的典型结构性裂缝分布示意图。,钢筋混凝土梁结构裂缝,钢筋混凝土梁跨中区段

34、结构裂缝,钢筋混凝土梁支点区段结构裂缝,照片一 所示的跨中截面附近下缘受拉区的竖向裂缝，是最常见的结构性裂缝。在正常设计和使用情况下，裂缝宽度不大，间距较密，分布均匀。若竖直裂缝宽度过大，预示结构正截面承载力不足； 照片二 所示为支点（或腹板宽度变化处）附近截面由主拉应力引起的斜裂缝。在正常设计和使用情况下很少出现斜裂缝，即使出现裂缝宽度也很小。若斜裂缝宽度过大，预示结构的斜截面承载力不足，存在发生斜截面脆性破坏的潜在危险，应引起足够的重视。 另外，钢筋混凝土墩柱受压构件由于偏心压力过大引起的环向裂缝、预应力筋锚固区由于局部应力过大引起的劈裂裂缝等都属于结构性裂缝。,钢筋混凝土墩柱环向结构裂缝

35、,规范表3.5.2-4 裂缝限值,（一）裂缝检查与观测的内容包括： 1裂缝发生的部位、走向、宽度、分布状况以及大小和长度等； 2裂缝的变化发展情况。 （二）裂缝检查与观测的方法： A一般仪器：塞尺、手持式读数显微镜，长标距裂缝应变片、千分表引伸仪等 B现场观测裂缝变化发展情况的简单方法： 在裂缝两边设置小标杆，两杆间的距离用卡尺测量 ，或用读数放大镜直接测量裂缝的宽度。 设置两块金属板来量测，一块金属板盖过裂缝并与另一块刻有尺寸的金属板相接触，量测并记下裂缝变化的尺寸。,裂缝的检查及观测,设标杆观测裂缝法,设金属板观测裂缝法,利用水泥浆或石膏做成薄片状的标记贴在裂缝处，或用玻璃片、较牢固的纸糊

36、在裂缝上，观察其是否继续开裂。具体做法如下：在裂缝的起点和终点划上与裂缝走向垂直的红油漆线记号，并把裂缝登记编号。观测并记下裂缝的部位、走向、宽度、分布状况和长度等。如有必要知道裂缝深度时，可用注射器在裂缝中注入有色溶液，然后开凿至显色为止，其开凿深度即为裂缝的深度。 在观测裂缝时，“要记录气温的情况，因为气温降低时，结构的外层比内层冷却的更快，因而表面收缩较快，这时裂缝显得的较大，当气温增高时则恰好相反。 裂缝调查实用方法 观裂缝走向、部位、测量裂缝宽度。 摸摸裂缝两侧高差。 敲敲裂缝两侧混凝土，听声响。,一般评定的切入点钢筋锈蚀,混凝土中钢筋产生锈蚀后，由于锈皮会吸湿产生化学反应而膨胀，其

37、体积将增大24倍，从而胀裂砼保护层。 对于钢筋锈蚀，首先要分析是先锈后裂，还是先裂后锈。 1、先锈后裂 混凝土保护层碳化 钢筋外表砼保护层起保护钢筋作用的机理是因为砼保护层具有弱碱性，与钢筋表面产生一层钝化膜，从而保护钢筋不被锈蚀，俗称碱性保护。 但混凝土与空气中的二氧化碳CO2由水通过毛细孔与砼中气氢氧化钙起作用（化学反应）Ca(OH)2 CO2CaCO3 H2O转化为中性的碳酸钙和水使这部分砼由碱性变成中性，也即PH值由原来的13降低到810，这就是混凝土碳化，当保护层全被碳化，也就是失去碱性保护，在钢筋表面不能继续生成钝化膜，当外界有腐蚀物质时，通过毛孔渗入到钢筋表面而锈蚀，从而胀裂砼保

38、护层先锈后裂 。,氯离子锓蚀引起锈蚀 氯离子（Cl1）存在于盐中，如NaCl（氯化纳）CaCl（氯化钙），当砼中含有氯离子（Cl1）时，混凝土碱度虽然较高，钢筋周围的混凝土尚未碳化，此时钢筋也会出现锈蚀，这是因为氯离子半径小，活性大，具有很强穿透钝化膜的能力，氯离子首先吸附在钝化膜有缺陷处，使氢氧化铁反应成易溶的氯化铁，使钝化膜局部破坏，产生坑蚀。 氯离子来源：（1） 内渗型 50年代冬季施工常用氯盐（氯化钙）掺加，防冻，造成钢筋锈蚀。 （2）外掺型 化工厂、海边地区结构物、北方桥面化冰盐等 由氯离子引起钢筋锈蚀而胀裂砼保护层，也是先锈后裂类型。,2、先裂后锈 受力裂缝的裂缝宽度过大，外界腐蚀

39、物质有直接通道而锈蚀筋。 酸雨腐蚀先腐蚀砼保护层继而锈蚀钢筋。 骨料膨胀引起砼裂缝后再锈蚀钢筋。 3、钢筋引起混凝土崩裂的形态 钢筋锈蚀引起裂缝形态一般是顺筋向的。对先锈后裂的混凝土构件，实际上在钢筋锈蚀早期，构件内部已有层离裂缝存在，但外部还尚未裂缝，此时可用小锤轻敲听声，有空壳声表示内部已有裂缝起壳，然后凿开检查。,箱内顶板钢筋锈蚀成片顶裂混凝土保护层,4、钢筋锈蚀的危害 1、粘结力减弱，降低承载能力 2、钢筋截面减小，降低承载能力 3、钢筋锈蚀后易产生应力集中，增加脆性 4、预加应力钢筋锈蚀后，在高应力作用下会加快锈蚀，即所谓应力腐蚀现象。,5 公路桥梁维修加固对策,依据检查结果，桥梁技

40、术状况等级评定分为一至五类，各类桥梁的处置对策是 ： 一类桥：技术状况处于完好或良好状态，仅需对桥梁进行保养维护。 二类桥：技术状况处于良好或较好状态，仅需对桥梁进行小修或保养。 三类桥：技术状况处于较差状态，个别重要构件有轻微缺损或部分次要构件有较严重缺损，但桥梁尚能维持正常使用功能。 四类桥：技术状况处于差的状态，部分重要构件有较严重缺损或部分次要构件有严重缺损，桥梁正常使用功能明显降低，桥梁承载能力降低但尚未直接危及桥梁安全。 五类桥：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。,5.1 不改变承载能力的桥梁维修对策,实践表面，所有侵蚀混凝土和钢筋的作用都需要有水作介质。另一方面，几乎所有的侵蚀作用对混凝土结构的破坏都与侵蚀作用引起的混凝土膨胀，最终导致混凝土的开裂有关。而且当混凝土结构开裂后，腐蚀速度将大大加快。形成导致混凝土结构的耐久性进一步退化的恶化循环。因此，对新建结构而言，提高混凝土结构耐久性的基本途径是增强混凝土的密实度，防止和控制混凝土开裂，阻止水分的侵入；加大