桥涵维护与加固技术讲解
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(2)结构不合理
在桥梁设计总体方案的选择过程中,一般由桥梁地 质条件、施工方法、经济指标等多方面的因素来决 定选用的结构类型,例如采用预应力结构或钢筋砼 结构、简支或连续,T型梁或箱粱以及跨径比例、 箱梁断面尺寸的拟定等,都会对桥梁的健康状况有 较大影响。
国内经常因为工期或经济方面的原因在方案设计时 投入的精力不足,对很多关键问题缺乏研究,为运 营以后桥梁的病害埋下了病根。
(3)设计不完善
(4)计算问题
在桥梁设计过程中,末充分考虑预应力砼结
构中砼徐变、收缩及温度应力的影响;在进行结构
有限性分析时过度强调单元划分的精细化和所谓的
计算精度,对结构边界条件和传力路径认识不清除,
对施工方法、顺序和施工荷载对结构成桥性能的影
响认识不够。
4)使用的因素
1)桥面超载或荷载标准不明 2)变形与变形障碍 3)风雨侵袭及自然作用 4)受意外强击 5)温度的变化 6)地震、洪水等自然灾害对桥梁造成的危害
全国公路隧道达2889处、152,70万延米。其中特长隧道 43处、16.59万延米,其他长隧道381处、62.51万延米,中 隧道485处、34.18万延米,短隧道1980处、39.43万延米。
1.1混凝土桥梁的病害
在全部桥梁中,混凝土桥梁占绝大多数 1989年欧洲桥梁中混凝土桥梁占70%,美国混凝土桥
梁占72%,我国混凝土桥梁占90%以上。 近年来国内混凝土桥梁破坏事故的报道屡见不鲜,其
数量远远超过钢桥。
பைடு நூலகம்.1 混凝土桥梁的病害
美国1989年数据:积压有待修补的混凝土桥梁的 维修费用为1550亿美元。因除冰盐引起钢筋锈蚀 而限载的公路桥梁已占全部桥梁的1/4。
美国土木工程学会在2001年指出,美国基础设施 在未来的5年需要化1.3万亿美元来解决目前基础 设施中存在的缺陷。就桥梁而言,29%的桥梁被 界定为具有功能性缺陷,将需要在未来的10年中 每年耗费106亿美元来解决改变这一问题。
4 混凝土桥梁裂缝种类、成因
混凝土开裂可以说是 “常发病”和“多发 病”,经常困扰着桥梁 工程技术人员。事实上 混凝土桥梁的开裂问题 是无法避免的,但是, 如果采取一定的设计和 施工措施,很多裂缝是 可以克服和控制的。
(1)荷载引起的裂缝 (2)温度变化引起的裂缝 (3)收缩引起的裂缝 (4)地基础变形引起的裂缝 (5)钢筋锈蚀引起的裂缝 (6)冻胀引起的裂缝 (7)原材料质量引起的裂缝 (8)施工工艺质量引起的裂缝
1.1 混凝土桥梁的病害
我国公路方面没有确切的统计数字。
根据1994年秋检统计,我国铁路桥梁共有病 害桥6137座,占桥梁总数的18.8%,其中混 凝土桥2675座,占病害桥梁的43.6%。
1.2 缆索承重桥梁的严重病害
国内外,不少斜拉桥的拉索和拱桥的吊杆甚至在使用不到十年就损坏 了,其中有材质的问题,更主要的是拉索的耐久性保护措施薄弱而导 致高强钢丝的锈蚀或其他问题,如氢脆、应力腐蚀、腐蚀疲劳等。
1.3 拱桥的病害
我国在六七十年代修建了大量的拱桥,不少桥梁 因为严重的开裂和锈蚀问题,而不得不加固或拆 除重建。
自国内开始修建钢管混凝土拱桥以来,尽管这种 桥型在设计理论等诸多方面还不成熟,而其耐久 性更是无法验证;但却在不到15年的时间内,已 修建了多达200余座,目前主跨200米以上的拱桥 中,钢管混凝土拱桥的数量已超过一半。由于理 论和施工方面存在的问题,钢管混凝土拱桥的使 用前景和耐久性并不乐观。
二战后修建了大量的大跨桥梁结构——悬索桥与斜拉桥,至上世纪末, 已发现悬索桥在使用十年左右后钢索已出现锈蚀。
斜拉桥的拉索损坏更严重,美国P-K(帕斯克•肯涅威科)通车7年后 即换索,德国汉堡科尔布兰特斜拉桥通车未满10年即换索,中国广州 海印大桥1988年通车未满10年即换索、济南黄河公路大桥1982年建成 13年后检查时发现索有锈蚀即换索。四川宜宾金沙江南门桥使用10年 后因吊杆损坏发生局部桥面坍塌事故。
我国桥梁改造加固任务繁重,据交通部统计 至2003年底,全国公路网中尚有危桥10443座, 378439延米。要实现交通部规划的2005年底基本消 灭国、省干线公路危桥的目标,所需资金约为90亿 元。中国桥梁改造加固市场的巨大潜力,吸引了国 内外众多有远见卓识的工程技术人员和企业家把注 意力转移到这方面来,国外的先进加固技术大量涌 进中国加固市场,各种加固公司像雨后春笋相应而 生,成功地创建了一批桥梁改造加固的优秀范例, 推进了我国桥梁改造工作的发展。
桥涵维护与加固技术
一、 绪论
改革开放以来,随着我国经济建设的持续快速健康发展, 交通基础设施建设取得了举世瞩目的成就,并将继续保持快速 增长的趋势。2005年底,全国公路总里程达到193.05万公里
全国公路桥梁达33.66万座、1474.75万延米其中特大 桥梁876座、145.96万延米,大桥23290座、512.53万延米, 中桥7.17万座、393.74万延米,小桥24.07万座、422.53 万延米。
英国有9万2千座桥梁是1922年以前修建的,而当时设计规范 中尚未引入荷载设计标准。在英国的威尔士,约有1/4的桥 梁不能满足现行规范的要求。
在我国,仅公路方面就有5000多座危桥。其中一部分是旧中 国留下的老桥,其设计标准低、年代久远、损伤严重;另一 部分是由于设计、施工不完善及结构本身的缺陷造成的。
2 引起桥梁结构病害的因素及分析
基本内部与外部因素 桥梁病害影响因素的归纳与分类
(1)设计标准低
我国公路桥梁荷载标准是经过多次修改逐步提高的,随着交 通事业的发展,旧有桥梁的荷载标准远远不能满足当前汽车 荷载标准的要求,这种情况在世界各国都普遍存在。
美国联邦公路局调查结果显示,全国约有60万座桥梁,其中 45%的桥梁有缺陷。在有缺陷的桥梁中,有13.6万座桥梁由 于损伤而导致结构性缺陷,有12.4万座桥梁由于功能不全, 而不能满足现代交通的要求。