《桥梁加固的工程实践》由会员分享，可在线阅读，更多相关《桥梁加固的工程实践（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、桥梁加固的工程实践第一章 桥梁加固的任务和形势1.1 加强桥梁加固研究的必要性随着时间的推移，新建的桥梁在其生命周期内都将成为旧桥。桥梁和其他建筑一样，其“生命周期”将经历以下三个阶段：建造、使用和老化，且公路桥梁长期受自然环境（腐蚀、温度、温度变化）和使用环境（荷载增大和频率增加、材料和结构疲劳）等影响。过去年代修建于各地城镇和各级公路上的桥梁,担负着十分沉重的交通荷载及繁重的交通任务。由于历史的种种原因,如建桥当时的资金紧缺,设计荷载及泄洪标准偏低,技术力量的缺乏,设计、施工管理的粗放，施工技术水平较低和设备、手段、材料的落后，以致在设计上或多或少存在考虑不周的缺点，施工上也留下大小不同的
2、缺陷。当时社会发展较缓慢，缺乏前瞻和预见性，桥梁投入运营使用之后，运营管理的长期滞后，管养制度建设和队伍建设长期被忽视，管养费用被挤占、挪用，运营车辆长期普遍超载和严重超载未得遏制，桥梁的技术状态未得到及时、细致的观测掌握。在寒冬酷暑、暴雨烈日、洪水冲刷、车船撞击的多年影响下，使得为数众多的农用、公路及城市桥梁，发生了各种大大小小的病害，如桥面破损、栏杆断裂、伸缩缝损坏、桥头跳车、梁板或拱体裂缝、砼剥落、钢筋钢索锈蚀、钢结构裂纹锈烂、墩台断裂位移、挡墙倾斜错位、锥坡下挫坍塌、墩台基底冲空、桥头路基冲塌、河床护底冲翻以及河道被冲刷严重变迁而危及桥头路基等，已经破坏了桥梁的正常良好状态。这种不良状
3、态，除将大大缩短桥梁的使用寿命之外，有的已经威胁着过往人车的安全而成为危桥，成了政府、管理部门和人民群众关注、耽心的大事。我国桥梁其管理制度建立较迟，管养队伍的建设和责任的确立严重滞后（由北京市市政工程管理处主编、由建设部发布的城市道路养护技术规范自 1990 年 12 月 1 日起才施行；国内有好多高速公路似乎尚无自己稳定的维修队伍） ，且至今执行力度较弱。尤其是缺乏管理历史基础的中、小城市，重新建、轻管养的短视认识没有解决，以致城市维护资金被挤占，桥梁管养无人负责、无钱进行，其技术力量更是极其薄弱，有些才几年或十几年前建造的大桥，设计、竣工资料就已缺失，其历史和现状无记载、无检查，不懂得检
4、查甚么？怎么检查和记载？养护什么？怎么养护？哪里重要？哪里次要？哪些病害需要及时整修加固？如何加固？以至小病、中病无人管，到大病成了危桥时才突感惊慌！运营管理本来较难，与分散运输户打交道，不像国营铁路集中统一， 容易令行禁止，又长期失控，车辆超限、超速、尤其是严重超载，给桥梁造成极大的损害。桥梁一方面是遭到强力损害，另一方面却未得到应有的关注、检查、养护和救治，其寿命能长吗？使得有的桥梁才建好十几二十年，就因病害严重、承载力已大大降低而成为危桥。再加以缺少经验丰富、理论基础扎实的技术人员参与分析决策，加固乏术，不能保证安全，以致耗费巨资，将桥梁拆除重建；亦有由于对浅基础认识不足，防护不力，致使
5、千年古桥在暴雨洪水中被冲毁，损失巨大，殊深痛惜！世界上其他国家也都面临同样问题，这是全球性问题。桥梁的陈旧、老化、强度降低问题引起世界各国的极大关注，并提到刻不容缓的议事日程上来。1981 年 4 月联合国经济合作与发展组织召开了关于“道路桥梁维修与管理”的会议，会议上提出如下六个方面的问题要求加以研究。 （1）如何正确评价现有桥梁的实际承载能力与安全度的问题；(2)如何及早的检查发现桥梁产生的损伤及异常现象，以确定检定结构物的损坏程度，从而采用合理的维修加固方法问题；(3) 桥梁损伤与维修加固的实际应用问题；（4）桥梁维修加固技术，即采用维修加固新技术方法的问题；（5）桥梁设计与维修管理的关
6、系，即如何把维修加固中发现的问题放到今后桥梁设计上进行考虑的问题；（6）桥梁维修加固的未来展望，即维修加固方法将来会如何发展，如何提出更合理的维修管理方法和策略问题。1980 年在巴黎和布鲁塞尔，1982 年在华盛顿先后召开了关于旧桥问题的专题会议。根据1982 年不完全统计，我国在 20 世纪 80 年代以前修建的公路桥梁有 6000 座，大部分是按1972 年以前部颁标准修建的，其中危桥 4823 座，共 12788 米，单是大、中桥，汽-10 级以下标准的就占 8.8%，近 11.7 万延米，而且这些桥梁大部分仍在服役。统计资料表明，对于结构建筑物承载能力和使用性能进行检测、评价，在结构
7、投入使用后一般有两个高峰期，一是投入使用后约 20 年，称为小周期，二是约 60 年左右，称为大周期。有病害、甚至病害严重的危桥，如果有正确的检查分析与诊断，以新技术、新材料给予加强、加固（配合必要的桥梁试验验证）一般是能够继续安全运营的，并且能使其原有载重等级得到提高。此项检查、分析、加固的费用，一般只是新建费用的 10%20%，而且在加固过程中，除少量重车短期绕行之外，毋须全部中断交通。总之，桥梁加固后，一方面可以延长桥梁的使用寿命，另一方面，用少量的资金投入，就可以使桥梁能满足交通量的需求，缓和桥梁建设投资需求。1.2 桥梁加固中需要面对的几个现实问题1.2.1 已通车的桥梁，有现实的交
8、通需要，因为要在不中断交通的情况下进行加固，所以加固时有交通干扰。1.2.2 结构形式的限制：加固的原则一般必须利用原有结构进行，只能在原有结构上做文章，所以受到局限。1.2.3 新老结构的结合是一个难题：这里包含新老结构体系的变化和过渡，还包括新老桥体的结合面。1.2.4 风险大：因为凡是要加固的桥梁，多半是危桥，结构已处在不利状态，有的还岌岌可危。对旧桥有的缺乏原有的设计资料和施工记录，结构内部情况不详；现有的受力情况不一样，很难确定其结构极限，这给旧桥的加固带来了风险。1.3 桥梁加固的技术要求1.3.1 加固方案需要专业研究设计单位的精心编制。没有科学合理的加固方案，桥梁加固就无从谈起
9、。由于旧桥加固方案编制工作量大，合理的收费及时间要求是吸引有技术实力的设计单位参与并提供切实可行加固方案的前提。1.3.2 加固设计需要良好的桥梁理论水平和力学基础知识，在确定加固方案时要能正确分析和判断旧桥的安危程度，并需要一定的力学试验验证加固方案的可靠性。1.3.3 相对于新建桥梁，桥梁加固方案的实施难度更大，情况更复杂，这就对施工队伍提出了更高的要求，既要准确全面地理解加固方案，又能够积极应对各种不可预见的因素。第二章 桥梁检查方法道路和桥梁是交通运输系统中不可分割的一个整体，而公路桥梁质量的好坏往往影响着整条公路的运营安全和质量，因此桥梁养护管理工作是极其重要的。危桥引发事故时常给我
10、们敲响警钟，也预示了桥梁科学化管理的紧迫性和重要性。目前，对桥梁的养护管理主要是清扫桥面、修补坑槽；对桥梁检查，主要是通过人工目测检查、手工记录打分，来判定桥梁结构状况。若要更准确判断桥梁实际工作状况，为桥梁加固或大修提供依据，在桥梁外观病害检查的基础上，则有必要进行深一步的桥梁结构材料的检测和荷载试验。桥梁的科学化管理十分重要，一旦发生桥梁事故，不单是经济损失大，因此为提高桥梁管理水平，必须重视桥梁检测，必须了解桥梁检测的工作程序、检测项目及检测方法，掌握试验数据处理和分析方法。桥梁试验检测为养护管理提供了直接的数据和依据，其工作涉及面广，技术复杂，难度较高，采用先进的检测设备则可大大提高检
11、测的精度和工作效率。2.1 桥梁检查 桥梁检测技术主要包括两个内容，即桥梁检查和荷载试验评定技术。桥梁检查是进行养护、维修和加固的前期工作，是决定维修与加固方案可行和正确与否的可靠基础。其目的在于:通过对桥梁技术状况、缺陷和损伤进行全面、细致、深入的现场检查，查明缺陷或潜在缺陷和损伤的性质、所在部位、严重程度及发展趋势，弄清产生、发生的原因，以便能分析、评价缺陷和损伤对桥梁质量及承载能力产生的影响，并为桥梁加固和改造设计提供具体技术资料。荷载试验评定是对桥梁结构物进行直接加载测试的一项科学试验工作，可直接了解桥梁在试验荷载作用下的实际工作状态及一些理论上难以计算部位的受力的状态，判断桥梁结构的
12、安全承载能力和使用条件，也可以确定一些理论上无法考虑的因素，如所使用材料的相对匀质性、不同龄期的不同力学特性和修建质量等，对结构受力的影响。此外，荷载试验还常常有助于发现在一般性桥梁检查中难以发现的隐蔽病害。所以，目前我国仍然普遍采用荷载试验评定方法来检定旧桥的质量与可靠程度，并确定其实际承载能力及其运用条件。按照检查的范围、深度、方式和检查目的的不同，桥梁检查主要分为桥梁经常检查和桥梁结构检测两类。 2.1.1 桥梁经常检查桥梁经常检查包括桥梁日常巡查和桥梁定期检查。桥梁日常巡查，一般一月一次，由路段养护人员或桥梁养护人员负责。其目的是随时掌握桥梁技术状态，确保桥梁结构功能正常，发现问题及时
13、采取应对措施，对需要做进一步检查和维修的桥梁写出报告。暴风雨和洪水过后，对桥梁要加大检查频率。桥梁定期检查，周期大约是每 35 年一次。其目的是定期采集桥梁结构技术状态的动态数据，列入桥梁养护管理系统，为评定桥梁使用功能、制定具体桥梁维修计划提供基本数据。定期检查通常由具有一定检查经验并受过专门桥梁检查培训、熟悉桥梁设计、施工等方面知识的养护工程师负责组织实施。 尽管桥梁经常检查也使用简单工具或仪器进行检测，但主要是以目测桥梁外观的检查为主，主要检查构造物的表面是否清洁，排水调设备是否良好，各部分结构有无损伤发生，圬工上是否出现裂缝、小洞、剥落、缺角、露筋等局部或表面捐款，桥面是否平整，伸缩是
14、否正常等，检查结果的评定也大多是基于表面现象和经验。 这两类检查主要由桥梁管理部门进行。 2.1.2 桥梁特殊检查（桥梁结构检测） 桥梁特殊检查，是在桥梁经常检查的基础上，进一步准确确定桥梁技术状况，由专业技术人员使用专门检测仪器设备，应用无破损检测手段对桥梁进行全面检测、测强和探伤，从而找出损坏的原因、程度和范围，分析损坏所造成的后果以及潜在缺陷可能给桥梁结构带来的危险，为评定桥梁的耐久性和承载能力、确定维修工程的实施方案提供依据。通常有下列四种情况时，需对桥梁进行特殊检查： (1)在桥梁经常检查无法确定桥梁病害原因和承载能力时； (2)在进行桥梁重大维修加固工程之前； (3)在发生重大自然
15、灾害、意外事故和超重车过桥等特别事件之后； (4)需要评定桥梁结构实际工作状况时。 桥梁特殊检查（桥梁结构检测）一般由桥梁外观破损检查、桥梁结构和材料检测以及桥梁荷载试验三部分组成。 2.2 桥梁检测工作程序及项目2.2.1 桥梁检测工作程序的三个阶段： 第一阶段：准备阶段。其包括接受委托、收集资料、现场勘察以及编制桥梁检测方案四项内容 。 第二阶段：外业检测阶段。主要是设备安装和数据采集。 第三阶段：分析报告阶段。即根据外业采集的数据，进行统计分析和计算，并编写桥检报告。 对桥梁的检测要由表及里、由浅入深地进行， 才能全面了解和判断桥梁的实际工作状况，为桥梁的日常养护和加固维修提供科学的依据
16、。 桥梁试验检测流程图2.2.2 桥梁外业检测项目桥梁外业检测包括桥梁外观病害检查、桥梁结构材料检测和桥梁荷载试验。 （1）桥梁外观病害检查依据交通部公路养护技术规范 （JTJ 073-96）及公路桥梁定期检查技术 （交通部公路所） ，对桥梁进行外观病害检查打分，其目的是对桥梁结构的外观损坏状况，有一个初步和基本的了解，并根据桥梁损坏状况打分、评定类别，为下一步桥梁结构材料检测提供依据。 桥梁外观检查方法主要是现场人工检测，根据损坏状况打分。检查重点是桥梁主要承重构件的裂缝和破损情况。桥梁外观病害检查项目项目 类别 检测内容桥梁外观 防护工程 翼墙耳墙、锥坡护坡下部构造 桥台及基础、桥墩及基础、地基冲刷上部构造 支座、上部主要承重构件、上部一般承重构件桥面构造 桥面铺装、桥头跳车、伸缩缝、人行道、栏杆护栏附属工程 照明标志、排水设施其他 （2）桥梁结构材料检测 在桥梁外观病害检查的基础上，对外观损坏较严重的桥梁做进一步的桥梁结构材料检测，其目的是深入了解桥梁结构材料的工作状态及潜在的不利影响，并预测发展趋势，为判断桥梁耐久性和可靠
