橋梁施工(中國橋梁發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢ppt課件

橋梁發(fā)展現(xiàn)狀 趨勢與問題 橋梁 橋梁是用于跨越障礙物 如河流 海峽 山谷 道路等 而使道路保持連續(xù)的人工構造物 俗稱道路咽喉 橋梁既是一種交通功能性的結構物 也是一座立體的造型藝術工程 橋梁往往是一個城市或一個國家 地區(qū) 的象征 橋梁與普通結構物不同 涉及面廣 跨徑 規(guī)模 大 空間性極強 設計與施工密切相關 施工難度與風險極大 橋梁建設與技術進步前提 橋梁設計理論發(fā)展橋用材料性能提高橋梁施工技術進步 中國橋梁發(fā)展簡況 拱橋 從不足40米的石拱橋 到世界最大跨徑石拱橋 146米山西丹河橋世界最大鋼筋混凝土拱橋 420米重慶萬縣長江大橋橋世界最大鋼管混凝土拱橋 460米重慶巫山長江大橋橋世界跨徑拱橋 鋼拱橋 552米重慶朝天門長江大橋 中國橋梁發(fā)展簡況 拱橋 中國橋梁發(fā)展簡況 拱橋 中國橋梁發(fā)展簡況 梁橋 從不足10米的鋼筋混凝土板橋 到世界最大跨徑鋼混組合連續(xù)剛構 連續(xù)梁組合體系梁橋 330米重慶長江大橋復線橋 中國橋梁發(fā)展簡況 梁橋 中國橋梁發(fā)展簡況 斜拉橋 從75米的混凝土斜拉橋 到世界第二的混凝土斜拉橋 500米荊沙大橋世界最大跨徑斜拉橋橋 1088米蘇通大橋 中國橋梁發(fā)展簡況 懸索橋 從簡易懸索橋 到世界第二的斜拉橋 鋼箱梁為第一 1650米西猴門大橋 中國已成為世界橋梁大國 YES 1988年 全國共有橋梁124000座 2010年 全國共有橋梁600000座 最近20年來 中國建造的橋梁數(shù)量比世界上任何一個國家都要多兩三倍 四大類橋梁中有三類最大跨徑在中國 中國已成為橋梁大國 中國已成為世界橋梁強國 NO 中國還稱不上世界橋梁強國的原因是 質量不能完全令人信服橋梁質量評價體現(xiàn)在 安全 功能 美觀 環(huán)保 等 其中 安全性 保證橋梁服役期沒有風險 功能性 保證橋梁正常服役 中小跨徑橋梁施工常見問題 施工組織設計不到位 施工設計不足 施工計劃性 預見性差 施工精細化差 施工過程混亂 質量 安全問題多 中小跨徑橋梁施工常見問題 施工支架 拱架超限變形 垮塌問題原因 支架基礎穩(wěn)定性 支架結構合理性 整體剛度 預壓可靠性 拱上加載與拆架順序 中小跨徑橋梁施工常見問題 施工模板剛度不足 結構尺寸 外觀控制差問題原因 結構合理性 局部剛度 拼接密貼與外觀 中小跨徑橋梁施工常見問題 混凝土強度不滿足要求 掉號 蜂窩麻面及狗洞問題原因 混凝土原材料質量 混凝土拌制 運輸 振搗試 件制作與養(yǎng)護等 中小跨徑橋梁施工常見問題 漏筋 漏預埋件 露筋 成品損壞 開裂問題原因 鋼筋制安與檢查 鋼筋保護層 墊塊 拆模時間與方法 養(yǎng)護 堆放方式 中小跨徑橋梁施工常見問題 預應力管道變位 漏漿 預應力鋼束紐絞 錨頭空間位置偏差 張拉控制差 錨頭破裂 崩落問題原因 管道材料與制安 管道與錨頭定位 錨下混凝土澆筑梳編穿束 張拉等 中小跨徑橋梁施工常見問題 預應力管道變位 漏漿 預應力鋼束紐絞 錨頭空間位置偏差 張拉控制差 錨頭 板 破裂 崩落 中小跨徑橋梁施工常見問題 制作安裝空間位置精度差問題原因 預制梁上預埋支座墊板空間位置的預控 上下墊板的水平度 中小跨徑橋梁施工常見問題 橋墩偏位 橋臺因基礎不均勻沉降而開裂問題原因 施工放樣 施工方式 主要指先橋墩后填筑 基礎處理 中小跨徑橋梁施工常見問題 拱橋施工過程中的垮塌問題原因 拱架上施工過程 落架過程 砌筑澆筑質量 中小跨徑橋梁施工常見問題 梁橋施工過程中的垮塌 傾倒 變位問題原因 支架及其混凝土澆筑過程 拆架時機 主梁上施工過程 支座安裝 中國已成世界橋梁強國 NO 中國還稱不上世界橋梁強國的原因是 質量不能完全令人信服橋梁質量評價體現(xiàn)在 安全 功能 美觀 環(huán)保 等 其中 安全性 保證橋梁服役期沒有風險 功能性 保證橋梁正常服役 服役橋梁存在的主要問題 缺少標志 標牌 管理失控 超載 火災 橋面防排水失效 影響正常安全行車 導致結構安全隱患 鋪裝 欄桿破損 殘缺 影響行車 行人安全 車輛沖擊增加結構受力負擔 服役橋梁存在的主要問題 支座安全精度差 伸縮裝置 支座破損 失效 改變橋梁結構受力模式 危及結構穩(wěn)定及受力安全 橋梁結構開裂 破損 結構強度降低 危及結構承載能力安全 橋梁強度 穩(wěn)定和剛度不滿足使用要求 危及結構使用安全 服役橋梁存在的主要問題 混凝土橋梁加速下?lián)?橋梁破壞的前兆 必須及時評估判斷 1977年建造的世界最大跨徑混凝土梁橋 241米 1993年測得的跨中下?lián)? 4米 1996年3月采用8根體外預應力加固 6個月后垮塌 橋梁基礎沖刷 危及橋梁安全 服役橋梁存在的主要問題 橋梁火災 重慶某橋被嚴重燒傷 服役橋梁存在的主要問題 船只撞擊垮塌 廣東某橋 江蘇某橋 服役橋梁存在的主要問題 超載導致垮塌 山西某橋在182噸重負下終于未能挺住 服役橋梁存在的主要問題 橋梁洪災 遼寧某橋被洪水沖垮 服役橋梁存在的主要問題 地震災害 服役橋梁存在的主要問題 設計缺陷 施工質量差導致橋梁垮塌 服役橋梁存在的主要問題 設計缺陷 施工質量差導致橋梁垮塌 昆明新機場在建立交橋垮塌 7人死亡 事故直接原因 支架架體構造有缺陷 支架安裝違反規(guī)范 支架的鋼管扣件有質量問題 澆筑方式違反規(guī)范規(guī)定 寧波招寶山大橋施工中主梁斷裂重慶某橋墩柱施工中的倒塌 服役橋梁存在的主要問題 橋梁鋼結構結構缺陷 銹蝕 疲勞等導致垮塌 服役橋梁存在的主要問題 橋梁混凝土涂裝保護不夠 主要針對腐蝕環(huán)境中的鋼筋混凝土結構 以日本為例 混凝土涂裝的發(fā)展經歷了較長過程 60年代混凝土結構大量使用 曾認為不需維護70年代混凝土裂紋 鋼筋銹蝕80年代腐蝕嚴重 國土交通部制定混凝土修復標準90年代高速道路管理集團制定 混凝土涂裝及FRP補修基準 2000年路橋集團制定了 混凝土塊剝落防止對策手冊 導致橋梁質量 安全問題的主要原因 發(fā)展速度與基礎研究 技術儲備間存在矛盾 規(guī)范不夠完善 設計 施工對工程的責任意識不夠 上海外白渡橋等則不同 監(jiān)理作用發(fā)揮不夠 施工質量欠佳 管理養(yǎng)護不到位 39 對策 充分認識橋梁設計在橋梁建設中的主導地位大多數(shù)均與設計缺陷 設計不當有關 如何避免橋梁設計缺陷 提高其設計的合理性 可靠性是擺在設計者面前的一個課題 設計者必須充分認識橋梁設計在橋梁建設中的主導地位 將自己的工作視為保證橋梁工程質量以及長期使用安全 耐久工作鏈條的一個關鍵節(jié)點上 不斷提高質量意識與設計質量 充分認識橋梁 最不利 狀態(tài) 計入一切可能出現(xiàn)的不利因素 提高設計的可靠性 對策 繼承優(yōu)良傳統(tǒng) 合理選擇橋型 創(chuàng)新建造技術橋梁設計中如果將創(chuàng)新技術理解為擯棄傳統(tǒng)的東西是不正確的 中國橋梁具有優(yōu)良的技術 工藝傳統(tǒng) 具有1400余年歷史的趙州橋充分顯示了中國橋梁在世界上的崇高地位 然而 最具民族特色 最適合于中小跨徑橋梁 承載潛力最大 管養(yǎng)投入最少的拱式橋梁 特別是石拱橋 在一般跨徑橋梁建設中所占的比例越來越小 更多的是采用混凝土橋梁 最主要的理由是拱橋施工工序復雜 質量控制困難 事實上 混凝土橋梁建設質量受到 人為因素 影響更多 其長期耐久性能并不比石拱橋強 而因為施工不變或質量控制困難而摒棄經過長期實踐檢驗 長期使用安全 耐久性能更好的拱式橋梁有些難以理解 對策 繼承優(yōu)良傳統(tǒng) 合理選擇橋型 創(chuàng)新建造技術合理的橋梁結構體系和構造對保證橋梁工程質量以及長期使用安全 耐久具有重要意義 安全耐久的橋梁結構體系和構造應在工程實踐中逐漸定型 在實踐中已發(fā)現(xiàn)問題較多的橋梁結構體系和構造應予以限制 易斷裂 易損壞者則應盡量避免 以中小跨徑橋梁為例 我國從簡支梁到先簡支后橋面連續(xù) 從先簡支后橋面連續(xù)到目前廣泛采用的先簡支后結構連續(xù)梁橋和先簡支后墩梁固結梁橋 充分體現(xiàn)了橋梁結構形式的優(yōu)化 而美國的中小跨徑橋梁主要采用墩梁一體化設計 既可增加行車舒適性 也增強了橋梁的抗震性能 同時減少支座養(yǎng)護費用 對策 繼承優(yōu)良傳統(tǒng) 合理選擇橋型 創(chuàng)新建造技術橋型選擇不存在最合理 只有最適合 設計中需要根據(jù)實際情況選擇橋型 避免毫無依據(jù)的橋梁型式 新 奇 怪 避免盲目追求大跨徑 注意在成熟橋型基礎上 創(chuàng)新建造技術 提高工程質量及長期使用安全 耐久性能 對策 不斷更新設計理念 提高橋梁設計可靠性隨著交通發(fā)展對橋梁的要求不斷變化 橋梁設計理念也需不斷更新 過去的 適用 經濟 安全 美觀 設計原則已不能適應現(xiàn)代橋梁建設實際 人們更注重的的是 安全 耐久 經濟 美觀 環(huán)保 不考慮全壽命成本而單純強調工程建設費用最低的理念必須更新 必須堅持全壽命成本最低的橋梁設計原則 對策 不斷更新設計理念 提高橋梁設計可靠性橋梁設計本身就是一項創(chuàng)造性的工作 橋梁設計是否滿足要求的判別標準中 滿足規(guī)范規(guī)定僅是最低要求 更高的要求應是橋梁結構體系 構造設計的合理性以及橋梁長期使用安全 耐久性 設計中 需要重新認識橋梁 最不利 狀態(tài) 計入一切可能出現(xiàn)的不利因素 提高設計的可靠性 例如 對于通航河流上的橋梁 通常僅強調通航孔橋墩橋墩防撞設計 但事實上 非通航孔并不就等于船只一定不會前往 廣東九江橋事故就是一例 且僅靠管理是難以避免的 設計時必須留有足夠余地 以便應對難以預料的風險 45 對策 必須重視每一個構造細節(jié)的處理 重視每一個根桿件 部位的受力狀態(tài)及耐久性 重視橋梁的整體穩(wěn)定性 實現(xiàn)橋梁精細化設計 從設計上保證橋梁施工質量的可控性 堅持精細化設計 提高橋梁設計質量 46 對策 加強 設計規(guī)范 建設 嚴格規(guī)范橋梁設計行為嚴肅性和權威性要求決定了 規(guī)范 總是滯后于生產實際 如果規(guī)范更新周期太長 則滯后問題將更加嚴重 容易導致工程實踐經驗無法及時反映到新的設計中去 同樣的問題重復出現(xiàn) 橋梁設計理論一般源于簡單構件的理論與實驗分析 用于復雜結構復雜的橋梁時 應在實踐中不斷深化認識和改進 對策 堅持精細化設計 提高橋梁設計質量橋梁設計是一項十分細致的技術工作 一般橋梁設計中僅注重橋梁構件強度 橋梁整體剛度等是遠遠不夠的 必須重視每一個構造細節(jié)的處理 重視每一個根桿件 部位的受力狀態(tài)及耐久性 重視橋梁的整體穩(wěn)定性 實現(xiàn)橋梁精細化設計 從設計上保證橋梁施工質量的可控性 美國明尼阿波利斯大橋垮塌原因被認為是橋梁結構自身屬于易斷裂的結構 Fracture critical 或無富余傳力途徑結構 Non load path redundant 因節(jié)點板斷裂而發(fā)生垮塌 這說明橋梁設計時不僅注意滿足規(guī)范要求 還應充分考慮橋梁整體及每一構件在設計服役期內的可靠性和耐久性 近年來常見的高架橋 匝道橋整體垮塌也是橋梁精細化設計不足的表現(xiàn) 高架橋 匝道橋整體垮塌的原因之一就是橋梁設計時僅注重強度 剛度 忽略了橋梁整體穩(wěn)定性的驗算 導致支承設計不當或錯誤 對策 加強 設計規(guī)范 建設 嚴格規(guī)范橋梁設計行為 嚴肅性和權威性要求決定了 規(guī)范 總是滯后于生產實際 如果規(guī)范更新周期太長 則滯后問題將更加嚴重 容易導致工程實踐經驗無法及時反映到新的設計中去 同樣的問題重復出現(xiàn) 所以 加強設計規(guī)范建設 管理 及時更新規(guī)范 用成功的橋梁結構形式 可靠的設計理論 合理的結構構造來規(guī)范橋梁設計 對保證設計可靠性非常重要 橋梁設計理論一般源于簡單構件的理論與實驗分析 用于復雜結構復雜的橋梁時 應在實踐中不斷深化認識和改進 無論橋梁結構體系 結構構造 施工方法等怎樣不同 在全國范圍內的設計均遵循一本 規(guī)范 的局面應逐漸改變 應積極推動不同地區(qū)在國家規(guī)范總體要求的前提下 根據(jù)具體情況制定地方性設計規(guī)范 對策 強調橋梁設計 施工質量的可控性和可靠性設計的可靠性對從策略上保證橋梁在設計服役期內安全運營至關重要 設計的可靠性除與 規(guī)范 的正確性有關外 更重要的是要求相關責任人隨時注意新技術的發(fā)展 確保在橋梁設計 施工 養(yǎng)護過程中的相關人員的責任要求 加拿大地拿康可德橋和美國明尼阿波利斯大橋兩例事故中 都因最初的設計失誤和后期施工與養(yǎng)護中未能發(fā)現(xiàn)問題所致 所以 提高工程技術人員的知識水平和責任感是避免橋梁垮塌的重要一環(huán) 對策 強調橋梁設計 施工質量的可控性和可靠性施工的可靠性強調嚴格按照設計要求組織施工 按設計與規(guī)范要求控制質量 否則 難以實現(xiàn)設計意圖 使橋梁成橋狀態(tài)偏離設計要求 否則 將為橋梁在服役中垮塌埋下禍根 以超靜定橋梁結構為例 如果合龍條件 順序 溫度 與設計嚴重不符 必要在 成橋 中產生設計未計入的內力 致使橋梁承載能力相對不足 使橋梁垮塌成為可能 對策 強調橋梁設計 施工質量的可控性和可靠性橋梁質量的可控性表現(xiàn)在設計中對施工質量的考慮 施工方法與工藝選擇中對質量地考慮以及管養(yǎng)策略中對保證橋梁健康狀態(tài)維持可能性的考慮 以鋼筋混凝土橋墩設計為例 個別設計因片面考慮鋼筋的作用 致使鋼筋過分密集 導致混凝土難以澆筑密實 給結構安全留下隱患 嚴重者可能引起橋梁垮塌 所以 必須強調設計對施工質量可控性的考慮 52 對策 做好施工設計 對施工過程實施可靠管理 堅持人財物的合理投入 正確采用 四新 保證合理的施工周期 加大監(jiān)管力度 堅持精細化施工 保證橋梁施工質量 精細化施工是工程質量的根本保障 細節(jié)決定成敗 提高施工質量必須堅持質量標準 嚴格過程控制 即做到施工管理過程化 過程程序化 程序精細化 施工精細化管理作為一種先進的管理理念 是社會分工精細化及現(xiàn)代化施工管理的必然要求 對策 對策 精細化管理 按照系統(tǒng)論的觀點 對涉及工程的各種因素實施全過程 無縫隙管理 形成一環(huán)扣一環(huán)的管理鏈 嚴格遵守技術規(guī)范和操作規(guī)程 優(yōu)化各工序施工工藝 避免各細節(jié)質量缺陷 實現(xiàn)整體工程的高質量 對策 管理精細化 施工精細化 產品精細化精細化管理 實現(xiàn)工程質量 安全 工期等管理目標的必由之路 對策 人員精細化管理 全員崗前培訓 施工期間定期質量 安全學習 教育與培訓 精細化檔案 工程質量最終取決于現(xiàn)場施工人員 要以人的素質保證工程的品質 要讓每位施工者認識到自己所干的工作好壞對工程全局質量的至關重要性 要實現(xiàn)每位施工者自覺地嚴格按照操作規(guī)程去做好每一件細小之事 施工要素精細化管理 對策 施工機械設備精細化管理建立機械設備管理臺帳 制定和落實機械設備使用 維修制度以及規(guī)范操作手冊 充分發(fā)揮機械設備的性能 對策 施工原材料精細化管理嚴格執(zhí)行設計和技術標準 技術規(guī)范等有關材料的規(guī)定 強化原材料的采購 運輸 儲存 使用各個環(huán)節(jié)的管理 確保進場和使用的原材料質量符合要求 對策 施工技術 工藝精細化管理制定切實可行的實施性技術方案及詳細的施工工藝要求 嚴格執(zhí)行技術交底制度 要讓每位施工者明白具體質量標準 工作標準 安全標準 施工操作要求 對策 預應力是大跨徑混凝土橋梁存在的前提 預應力索線是大跨徑混凝土橋梁的生命線 預應力索股相互平行 受力順暢 準確 均勻對保證結構受力符合設計要求及安全 耐久至關重要 預應力張拉控制不力造成的橋梁質量隱患越來越多 預應力精細化施工是根本 預應力精細化施工 對策 預應力孔道的精細化制備 預應力原材料選定與鋼束精細化制備 預應力鋼束精細化梳編與安裝 穿束 預應力束精細化張拉與錨固 預應力孔道壓漿 預應力張拉施工質量檢測驗收規(guī)程是預應力精細化施工的根本保證 張拉精細化是預應力精細化施工的重點 對策 制定完善的實施性施工組織設計 建立健全質量 安全自檢體系 保證體系 落實質量責任制 推行全面質量管理 將質量目標分解 落實到人 并進行質量責任登記 將質量目標分解到工序 制定工序質量控制指標 以規(guī)范的施工操作保證工序質量控制指標 以工序質量保證分項工程質量 進而保證工程整體質量 施工組織精細化管理 對策 橋梁設計中必須考慮檢修需要加拿大地拿康可德橋由于掛梁的支座與懸臂連接部位無法檢查 結構早期破壞未及時發(fā)現(xiàn) 導致橋梁在服役中突然垮塌 我國既有的大量斜拉橋斜拉索 中 下承式拱橋的系桿 吊索缺少檢修條件設計 存在突然斷裂的風險 所以 橋梁結構體系與構造設計時應充分考慮橋梁檢修需要 即使是一般跨徑橋梁 橋梁支座等檢修條件是不可缺少的 對策 及時改變橋梁重建輕養(yǎng)狀況橋梁工程的發(fā)展與其他事物發(fā)展一樣 也必然經歷從無到有 從低標準到高標準 從僅要求能通行到要求安全舒適通行 長期耐久通行的過程 過去 由于交通建設欠賬太多 橋梁工程建設任務十分繁重 全社會自然將主要精力放在了建設上 加之對橋梁維護的重要性認識不足 客觀上形成了重視建設