我國公路橋梁檢測評價加固技術的現(xiàn)狀與發(fā)展

1、我國公路橋梁檢測評價加固技術的現(xiàn)狀與發(fā)展,張勁泉,交通部公路科學研究院RESEARCH INSTITUTE OF HIGHWAY COMMUNICATIONS,橋梁養(yǎng)護管理技術的重要性 我國公路橋梁的技術現(xiàn)狀 近年來的主要進展 下階段重點突破的方向與技術,內容提要,1 橋梁養(yǎng)護管理技術的重要性,公路交通生命線工程 橋梁咽喉工程 、百年大計工程 橋梁養(yǎng)護面臨的三大問題：,耐久性 安全性 適用性,病害集中暴露期：建成投入使用的2030年后 特點：經(jīng)濟越發(fā)達，面臨的問題越突出,1 橋梁養(yǎng)護管理技術的重要性,588,930座橋梁 病害橋梁158,859座，約占橋梁總數(shù)的27 設計壽命基準期為75年，而

2、實際使用的橋梁平均壽命為44年，州際橋梁的的平均使用壽命僅為39年,1 橋梁養(yǎng)護管理技術的重要性,美國：,平均每年約有150200座橋梁部分或完全倒塌，平均壽命不足20年 修復費用每年就高達900億美元 2005年開始，每年2000萬美元，選定約100座橋梁跟蹤觀測，建立檢測評價基礎數(shù)據(jù)庫,1 橋梁養(yǎng)護管理技術的重要性,美國：,1994年韓國漢城圣水大橋斷塌，死亡32人。,1996年，帕勞共和國的Koror-Babeldaob橋倒塌，6人傷亡。,2001年，葡萄牙杜羅河公路橋坍塌，70余人落水失蹤。,2007年，美國明尼蘇達州大橋坍塌，100多人傷亡。,2001年，我國四川宜賓南門大橋吊桿斷裂

3、，部分橋面垮塌,2004年，我國遼寧省盤錦遼河大橋發(fā)生懸臂梁端斷裂，橋板脫落。,橋梁安全已成為國際橋梁界的關注熱點,1 橋梁養(yǎng)護管理技術的重要性,橋梁養(yǎng)護管理工作中的關鍵技術 國際橋梁界研究熱點,橋梁養(yǎng)護檢查日常檢查、定期檢查 技術狀況評價 養(yǎng)護管理與健康監(jiān)測 特殊檢查 承載力評定 養(yǎng)護維修 加固改造 材質狀況檢測與耐久性評價 檢測儀器設備、加固維修材料研發(fā),1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006,注： 2006年統(tǒng)計數(shù)據(jù)含農(nóng)村公路橋梁,橋梁座數(shù),60萬 50萬 40萬 30萬 20萬 10萬,2 我國公路橋梁的技術現(xiàn)狀,2 我國公路

4、橋梁的技術現(xiàn)狀,2007年：570016座/23191812延米 第二橋梁大國,問題1：,承載能力低 不適應交通運輸需求 抗災能力差 安全隱患突出,為數(shù)眾多的非永久性橋梁需要改造 半永久性橋梁：2.0% 臨時性橋梁：1.1%,2 我國公路橋梁的技術現(xiàn)狀,問題2：,技術標準低（荷載） 不同版本的技術標準 經(jīng)歷了重建輕養(yǎng)時期 技術改造資金不足,1980年代前依據(jù)舊標準建設的在用橋梁，技術狀況普遍偏差,2 我國公路橋梁的技術現(xiàn)狀,問題3：,殼體橋 少筋微彎板組合梁橋 二鉸板拱 雙曲拱 桁架拱 剛架拱橋 帶掛孔的鋼筋混凝土雙懸臂結構和預應力混凝土T型剛構橋,早期修建的橋梁（少筋結構等），存在結構上的先

5、天不足,2 我國公路橋梁的技術現(xiàn)狀,問題4：,鋼索 錨頭 錨固區(qū) 抗風雨振措施等 養(yǎng)護檢查 維修更換 抗腐蝕、耐老化、可檢修、易更換,纜索體系橋梁拉吊索銹蝕老化耐久性問題突出,2 我國公路橋梁的技術現(xiàn)狀,問題5：,空心板、T梁、I梁、小箱梁等 橫向聯(lián)結薄弱 單板（梁）受力 梁（板）開裂 支座滑移、脫空,預制拼裝的中小跨徑配筋混凝土橋梁,2 我國公路橋梁的技術現(xiàn)狀,問題6：,預應力混凝土連續(xù)箱梁橋 預應力混凝土連續(xù)剛構 斜拉橋 主梁開裂下?lián)?預應力管道壓漿、施工接縫不良，預應力損失,大跨徑預應力混凝土箱梁橋,2 我國公路橋梁的技術現(xiàn)狀,問題7：,地區(qū)差異,沿海地區(qū)：鋼筋銹蝕、保護層層離或剝落等耐

6、久性問題,2 我國公路橋梁的技術現(xiàn)狀,問題7：,地區(qū)差異,西北、華北地區(qū)：由于季節(jié)性河流較多、溫差較大，下部結構的磨蝕與侵蝕問題較突出,2 我國公路橋梁的技術現(xiàn)狀,問題7：,地區(qū)差異,東北等寒冷地區(qū)：混凝土橋梁結構的凍融損傷等,2 我國公路橋梁的技術現(xiàn)狀,問題7：,地區(qū)差異,南方地區(qū)：基礎沖刷和水毀問題,2 我國公路橋梁的技術現(xiàn)狀,問題8：,超載運輸問題,普遍存在 屢禁不止 增加橋梁結構負擔疲勞與耐久性問題 造成結構損傷、早期破壞 橋面鋪裝損傷破壞 壓垮橋梁,208國道太原市小店區(qū)段東柳林橋,世界橋梁強國的標志,橋梁的設計理念與技術品牌創(chuàng)新 施工技術水平、裝備、工藝、工法等建設工藝與技術創(chuàng)新

7、橋梁檢測、評價、維修加固技術養(yǎng)護管理技術創(chuàng)新,總的看來，我國公路橋梁的總體技術狀況不容樂觀。我國雖已成為世界橋梁大國，但在橋梁的養(yǎng)護管理方面還有很多不足和亟待解決的技術和管理問題。隨著國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，這些問題會不斷的暴露和顯現(xiàn)出來，并成為制約公路交通事業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的關鍵因素，也將成為我國走向世界橋梁強國過程中必須突破的一個關鍵環(huán)節(jié)。,2 我國公路橋梁的技術現(xiàn)狀,橋梁日常養(yǎng)護與管理,3 近年來的主要進展,橋梁檢測與承載力評定,橋梁維修加固,橋梁耐久性檢測評價,“七五”“、八五”和“九五”期間，通過“公路橋梁使用功能評價方法”、“公路橋梁管理信息系統(tǒng)”和“公路橋梁周期費用分析與狀況預測模型研

8、究”等一系列部重點項目和國家推廣項目“公路橋梁管理系統(tǒng)推廣”的實施，構建了我國公路橋梁技術狀況和使用功能評價方法與標準體系。,3.1 橋梁養(yǎng)護檢查、技術狀況評價與養(yǎng)護管理技術,3 近年來的主要進展,評定模型：,3.1 橋梁養(yǎng)護檢查、技術狀況評價與養(yǎng)護管理技術,3 近年來的主要進展,橋梁技術狀況評定,評定模型：,橋梁使用功能評定模型：,3.1 橋梁養(yǎng)護檢查、技術狀況評價與養(yǎng)護管理技術,3 近年來的主要進展,缺損狀況評定 使用功能評價 養(yǎng)護周期費用預測 維修加固對策 圖形圖象多媒體管理 維修排序與決策優(yōu)化 GIS地理信息與系統(tǒng)查詢,橋梁養(yǎng)護管理綜合系統(tǒng)框架,養(yǎng)護周期預測技術,橋梁狀況評價與決策技術

9、,GIS與多媒體技術,3.1 橋梁養(yǎng)護檢查、技術狀況評價與養(yǎng)護管理技術,3 近年來的主要進展,特大橋養(yǎng)護管理系統(tǒng) 特大橋的結構健康監(jiān)測系統(tǒng) 橋梁群健康監(jiān)測系統(tǒng) 部級橋梁養(yǎng)護管理系統(tǒng),3.1 橋梁養(yǎng)護檢查、技術狀況評價與養(yǎng)護管理技術,3 近年來的主要進展,近些年的進展與方向：,橋梁日常養(yǎng)護與管理,3 近年來的主要進展,橋梁檢測與承載力評定,橋梁維修加固,橋梁耐久性檢測評價,3.2 橋梁檢測與承載力評定方法,3 近年來的主要進展,檢測與承載力評定脫節(jié) 主要依賴荷載試驗,傳統(tǒng)的橋梁檢測與承載力評定主要不足：,基于檢測結果的橋梁承載力多參數(shù)修正檢算分析方法 考慮了實際通行荷載、材料退化和結構損等因素,

10、近些年的主要成果：,基于檢測結果的橋梁承載力評定方法體系,材質狀況與耐久性檢測評價體系與方法,3.2 橋梁檢測與承載力評定方法,3 近年來的主要進展,將檢測檢查結果定量化應用于承載力評定,3.2 橋梁檢測與承載力評定方法,3 近年來的主要進展,改進后的橋梁承載能力鑒定流程,3.2 橋梁檢測與承載力評定方法,3 近年來的主要進展,傳統(tǒng)的檢測評估體系,改進后的檢測評估體系,3.2 橋梁檢測與承載力評定方法,3 近年來的主要進展,無損檢測設備 靜動力荷載試驗儀器設備 常用傳感器,橋梁常用檢測儀器設備傳感器基本國產(chǎn)化：,損傷識別 隱蔽工程檢測設備,發(fā)展趨勢：,橋梁日常養(yǎng)護與管理,3 近年來的主要進展,

11、橋梁檢測與承載力評定,橋梁維修加固,橋梁耐久性檢測評價,3.3 橋梁維修加固技術,3 近年來的主要進展,“九五”之前：“提高舊橋承載能力的加固技術措施的研究” 、“雙曲拱橋拱座位移病害整治的研究” 、“公路水毀成因及防治措施研究” “十五”期間：“公路舊橋檢測評定與加固技術研究及推廣應用”,形成了較成熟的舊橋維修加固計算理論方法和技術措施手段,公路橋梁加固施工技術規(guī)范（JTG/T J23-2008）頒布實施,3.3 橋梁維修加固技術,3 近年來的主要進展,3.3 橋梁維修加固技術,3 近年來的主要進展,特定橋型的維修加固成套技術：石拱橋、桁式組合拱橋、雙曲拱橋、鋼筋砼肋拱橋、預應力混凝土斜拉橋

12、、連續(xù)剛構、連續(xù)梁橋 防災減災方面：抗震加固和震后加固技術 質量控制：維修加固質量檢驗評定方法 加固材料：高粘結抗擾動混凝土等,目前國內研究熱點：,橋梁日常養(yǎng)護與管理,3 近年來的主要進展,橋梁檢測與承載力評定,橋梁維修加固,橋梁耐久性檢測評價,3.4 橋梁耐久性檢測評價技術,3 近年來的主要進展,鋼筋銹蝕 混凝土碳化 氯離子侵蝕 堿骨料反應等,材料層次：,結構計算理論與方法 構件設計 聯(lián)結構造 選材、耐久性質量控制、監(jiān)測等,結構（構件）層次：,研究較深入：港工、工民建,少有研究,項目的組織,“橋梁耐久性關鍵技術研究”（交通部重大專項）,課題1：公路橋梁耐久性狀況調查 課題2：混凝土橋梁耐久性

13、設計方法和設計參數(shù)研究 課題3：混凝土橋梁合理耐用結構構造的研究 課題4：橋梁結構耐久性表面防護材料的研究 課題5：跨江海大型橋梁結構混凝土劣化性能與耐久性對策措施的研究 課題6：拉吊索結構耐久構造與可檢修易更換技術的研究 課題7：混凝土橋梁耐久性指標體系、檢測方法與評價標準的研究 課題8：提升橋梁耐久性的施工改進技術與質量控制方法的研究 課題9：橋梁混凝土性能指標長期演變規(guī)律與跟蹤觀測技術的研究 課題10：公路常用橋梁預防性養(yǎng)護技術的研究,3.4 橋梁耐久性檢測評價技術,3 近年來的主要進展,部頒制度： 公路工程竣工驗收辦法 （2006年） 公路橋梁養(yǎng)護管理工作制度（2007年） 公路橋梁檢

14、測工作制度（正在制訂）,部頒標準： 公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范（GTJ H11-2004） 公路工程質量檢驗評定標準（GTJ F89/1-2004） 公路舊橋承載能力鑒定方法（1988年試行） 大跨徑混凝土橋梁荷載試驗方法（1978年） 公路橋梁技術狀況評定標準（報批稿） 公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程 （報批稿） 公路橋梁加固施工技術規(guī)范（JTG/T J23-2008）,標準規(guī)范體系與規(guī)章制度,3 近年來的主要進展,4 下階段重點突破的方向與技術,規(guī)章制度與政策,“全壽命設計” “全壽命成本” “社會成本優(yōu)化” 相關技術管理政策的修訂與制定,養(yǎng)護管理工作的變革,4 下階段重點突破的方向與技術,結構損傷評定、耐久性評價、承載力鑒定等基礎理論,基于橋梁結構安全和使用壽命，開展橋梁承載能力計算分析與試驗方法、損傷結構評定方法與標準研究，以及開展結構耐久性評定與安全壽命預測技術研究，實現(xiàn)橋梁結構技術性狀評定的科學化、規(guī)范化和專業(yè)化，提高橋梁結構安全可靠性與長期壽命。 著力解決橋梁結構缺損與耐久性檢測與診斷技術，從材料性能、結構缺損等方面研究檢測/監(jiān)測技術、診斷技術、技術標準、以及技術裝備，實現(xiàn)檢測/監(jiān)測手段自動化、網(wǎng)絡化、標準化，提高橋梁檢測/監(jiān)測效率、準確性。,4 下階段重點突破的方向與技術,維修加固和養(yǎng)護管理等應用技術,特殊橋梁典型病害的維修處置技術 新型加固材料