城市桥梁检测与状态评估课件

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1、桥梁检测与评估,张启伟 同济大学土木工程学院桥梁工程系 2011. 11,内 容 桥梁管理系统 城市桥梁检测规程 美国大桥坍塌背后 桥梁病害检测技术及发展,同济大学桥梁工程系,一 桥梁管理系统,缺损桥梁比例 法国 39% 德国 37% 挪威 26%,维护费用占建设费用比例 欧洲（BRIME项目统计）：0.5%-1% 美国纽约交通局所辖桥梁：8.5%,中国 据交通部的统计，桥梁危桥数及退化率呈增长趋势。,美国：总量= 60万座 /2009年,2009年6月29日凌晨，黑龙江省铁力市一公路桥倒塌。,事故原因分析为桥龄较长，受连日降雨和(超载)重车作用导致坍塌。(事故调查认定头车不超载,冲刷导致基础

2、承载力下降不足是直接原因),2007年11月19日，总重超过250吨的货车压垮G311线平顶山市鲁山县境内的澎河桥,2009年4月13日，总重260吨货车压塌漯河澧河大桥。该车的主车载重96吨，挂车长13.6米，宽2.9米，高2.2米，载重量约为150吨，总的载重近260吨,2009年8月8日，广东阳山县境内的青莲公路桥路面被超载运煤车压塌。,2011年7月15日凌晨，杭州钱江三桥南引桥发生部分桥面坍塌，造成一辆重型半挂车坠落，一人受伤。,垮塌前主要的钢筋锈蚀,建立一个系统化、智能化的桥梁管理系统，则可以辅助桥梁管理部门对现有桥梁进行有效的管理，包括有计划的监测和检查，桥梁技术状况的评估，结构

3、退化的合理预测以及制订合理的、优化的养护维修计划等。这样就可以减少不必要的、偶然性的损失和桥梁生命期内的投资费用。 同时，桥梁管理系统的建立、实施与维护可以有效地促进桥梁管理活动的制度化、规范化和科学化，摆脱桥梁维护“坏了再修”的做法，并可以为桥梁设计和施工提供有益的信息，促进桥梁建设的进一步发展。,桥梁管理系统的概念,桥梁管理系统（Bridge Management System，BMS）是以系统论思想为指导，综合运用运筹学、系统分析、经济学、工程技术以及计算机技术，协调各项桥梁管理活动，为桥梁管理部门提供科学决策依据的计算机系统。 联合国经济合作与发展组织（OECD）在关于桥梁管理的报告中

4、把桥梁管理系统定义为：“协助公路桥梁管理部门制订适合于本部门政策、长期规划和可用资金的最优维护策略的工具”。,桥梁管理系统的概念,具体来讲，桥梁管理系统是关于桥梁基本数据、桥梁检测、状态评估、结构退化预测、维护对策和计划以及经济分析的计算机信息系统，其要素见图-2。,桥梁数据库中存储主要来自桥梁检测的桥梁信息，管理系统然后对其进行详细的分析，得出桥梁的当前状况，并对结构的将来状况、维修对策及相关费用进行预测分析，从而制订出当前及将来一定时期内桥梁维护计划。,桥梁管理系统（BMS）,桥梁管理系统的概念,桥梁管理系统一般包括以下功能模块：,a、桥梁档案库 桥梁档案库是管理系统的最基本组成，也是BM

5、S的核心模块。 主要储存管理系统内各桥梁的基本信息：桥梁属性、结构信息、检测信息、维修历史、交通信息、评估标准、维修对策及费率等。,桥梁管理系统的概念,b、桥梁状态评估 桥梁状态评估根据桥梁检测数据选择一定的评估指标来综合评定桥梁的状态等级，其结果是维护决策、费用分析和优化模型的依据，其主要目的是发现桥梁早期的退化过程，并调查退化起因，以便在合适时机采取合适的维修对策。,桥梁管理系统的概念,c、承载力评估 桥梁管理系统中，一般是对总体缺损状况较差的桥梁或要改变运营等级的桥梁进行实际承载力的评估。评估结果是安排维护行为、决定超重车辆通行与否的重要依据。,桥梁管理系统的概念,d、桥梁维护对策分析

6、桥梁维护对策分析是指根据桥梁检测和状态评估分析的结果选择一定的维护对策，包括养护、维修、加固、重建等。,桥梁管理系统的概念,e、退化预测 预测处于某种状态下的桥梁将来的退化情况，其描述可以是确定性的或是概率性的。通过掌握桥梁工作状态的变化趋势，提醒桥梁管理者及时制订养护维修计划，降低维护成本和出现重大事故的概率。,桥梁管理系统的概念,f、桥梁维护的优化 由于桥梁的退化，桥梁数目的增加和可用维护资金的不足，确保桥梁一直处于可接受的服务水平相当困难。为此，桥梁管理系统采取各种优化方法，尽量在可用资金发挥最大的效益的同时使桥梁得到最有效的维护，从而保证桥梁的运营质量。,二 城市桥梁检测规程,建设部城

7、市桥梁养护技术规范（CJJ 992003） 中华人民共和国行业标准 根据在道路系统中的地位，城市桥梁养护类别宜分为以下五类：类养护的城市桥梁特大桥梁及特殊结构的桥梁。类养护的城市桥梁城市快速路网上的桥梁。类养护的城市桥梁城市主干路上的桥梁。类养护的城市桥梁城市次干路上的桥梁。类养护的城市桥梁城市支路和街坊路上的桥梁。,根据桥梁在城市中的重要性，本着“保证重点，养好一般”的原则，城市桥梁养护等级宜分为等、等、等。 1等养护的城市桥梁应为类养护的城市桥梁及、类养护的城市桥梁中得集会中心、繁华地区、重要生产科研区及游览地区附近的桥梁。应重点养护，巡检周期不应超过1d。2等养护的城市桥梁应为、类养护的

8、城市桥梁中区域集会点、商业区及旅游路线或市区之间的联络线、主要地区或重点企业所在地附近的桥梁，应有计划地进行养护，巡检周期不宜超过3d。3等养护的城市桥梁应为类养护的城市桥梁及居民区、工业区的主要道路上的桥梁。可一般养护，巡检周期可在7d之间。,城市桥梁的检测评估,经常性检查 定期检测 特殊检测,城市桥梁的检测评估经常性检查,应对结构变异、桥及桥区施工作业情况的检查和桥面系、限载标志、交通标志及其他附属设施等状况进行日常巡检。 应由经过培训的专职桥梁管理人员或有一定经验的工程技术人员负责。 宜以目测为主，并填写城市桥梁日常巡检日报表，登记桥梁的缺损类型、维修工程量，提出相应的养护措施。 应按桥

9、梁的类别、级别、技术等级分别制定巡检周期。对重要桥梁，或遇恶劣天气、汛期、雨季、冰冻等特修工程量，提出相应的养护措施。 经常性检查记录应定期整理归档，并提出评价意见。巡检过程中发现设施明显损坏，影响车辆和行人安全，应及时采取相应维护措施，并应立即向主管部门报告。,经常性检查应包括下列内容：1桥面系及附属结构物的外观情况：1）平整性、裂缝、局部坑槽、拥包、车辙、桥头跳车；2）桥面泄水孔的堵塞、缺损；3）人行道铺装、栏杆扶手、端柱等部位的污秽、破损、缺失、露筋、锈蚀等；4）墩台、锥坡、翼墙的局部开裂、破损、塌陷等。2上下部结构异常变化、缺陷、变形、沉降、位移，伸缩装置的阻塞、破损、联结松动等情况。

10、3城市道路管理条例中规定的各类违章现象。4检查在桥区内的施工作业情况。5桥梁限载标注及交通标志设施等各类标志完好情况。6其他较明显的损坏及不正常现象。,城市桥梁的检测评估经常性检查,定期检测分为常规定期检测和结构定期检测。 常规定期检测应每年一次，可根据城市桥梁实际运行状况和结构类型、周边环境等适当增加检测次数。 结构定期检测的时间间隔:类养护的城市桥梁宜为1-2年，关键部位可设仪器监控测试；类养护的城市桥梁间隔宜为6-10年。 常规定期检测宜为目测为主，并应配备如照相机、裂缝观测仪、探查工具及现场的辅助器材与设备等必要的量测仪器。,城市桥梁的检测评估定期检测,常规定期检测应包括下列内容：1对

11、照城市桥梁资料卡和设备量年报表现场校核城市桥梁的基本数据。2实地判断损坏原因，估计维修范围和方案。3对难以判断其损坏程度和原因的构件，提出作特殊检测的建议。4对损坏严重、危及安全的城市桥梁，提出限载以至暂时限制交通的建议。5根据城市桥梁技术状况，确定下次检测的时间。 常规定期检测的范围：桥面系，上部结构，下部结构 根据常规定期检测的结果，可进行桥梁状况的评估。类养护的城市桥梁应按影响安全状况进行评估；类养护的城市桥梁应对桥面系、上部结构、下部结构评分扣分表进行评估。 应根据常规定期检测结构对城市桥梁进行技术状况评估分级。,城市桥梁的检测评估定期检测,结构定期检测应由相应资质的专业单位承担，并应

12、由具有城市桥梁养护、管理、设计、施工经验的人员参加。检测负责人应具有5年以上城市桥梁专业工作经验。 类养护的城市桥梁，结构定期检测应根据桥梁检测技术方案和细节分组，并加以标识，确定相应的检测频率；类养护的城市桥梁结构定期检测包括桥梁结构中所有构件。 结构定期检测应根据桥龄、交通量、车辆载重、桥梁使用历史、已有技术评定、自然环境以及桥梁临时封闭的社会影响制定详细计划，计划应包括采用的测试技术与组织方案并提交主管部门批准。,城市桥梁的检测评估定期检测,结构定期检测应包括下列内容：1查阅历次检测报告和常规定期检测中提出的建议；2根据常规定期检测中桥梁状况评定结果，进行结构构件的检测；3通过材料取样试

13、验确认材料特性、退化的程度和退化的性质；4分析退化的原因，以及对结构性能和耐久性的影响；5对可能影响结构正常工作的构件，评价其在下一次检查之前的退化情况；6检测桥梁的淤积、冲刷等现象，水位记录；7必要时进行荷载试验和分析评估；8通过综合检测评定，确定具有潜在退化可能的桥梁构件，提出相应的养护措施。,城市桥梁的检测评估定期检测,应填写状态评定表、结构缺陷记录表、特殊构件信息表和照片记录表，并应符合相关规定。 检测人员应根据桥梁养护维修的有关规定，对类养护的城市桥梁因结构损坏被评定为不合格的，应立即限制交通，组织修复。对类养护的城市桥梁评估为D级桥梁，应提出处理措施，需紧急抢修的桥梁应提出时间要求

14、。对E类桥梁应立即限制交通，等待处理。,城市桥梁的检测评估定期检测,应由专业人员采用专门技术手段，并辅以现场和实验室测试等特殊手段进行详细检测和综合分析。 在下列情况下应进行特殊检测：1城市桥梁遭受洪水冲刷、流水、漂流物、船舶或车辆撞击、滑坡、地震、风灾、化学剂腐蚀、车辆荷载超过桥梁限载得车辆通过等特殊灾害造成结构损伤。2城市桥梁常规定期检测中难以判明是否安全的桥梁。3为提高或达到设计承载等级而需要进行修复加固、改建、扩建的城市桥梁。4超过设计年限，需延长适用的城市桥梁。5常规定期检测中桥梁技术状况类养护的城市桥梁被评定为不合格级的桥梁，类养护的城市桥梁被评定为D级或E级的桥梁。6常规定期检测

15、发现加速退化的桥梁构件需要补充检测的城市桥梁。,城市桥梁的检测评估特殊检测,城市桥梁特殊检测应包括下列内容：1结构材料缺损状况诊断。 应根据材料缺损的类型、位置和检测的要求，选择表面测量、无损检测技术和局部取试样等方法。试样宜在有代表性构件的次要部位获取。检测与评估应依照相应的试验标准进行。 2结构整体性能、功能状况评估。 应根据诊断的构件材料质量及其在结构中的实际功能，用计算分析评估结构承载能力。当计算分析评估不满足或难以确定时，用静力荷载方法鉴定结构承载能力，用动力荷载方法测定结构力学性能参数和震动参数。结构计算、荷载试验和评估应符合国家现行有关标准的规定。,城市桥梁的检测评估特殊检测,城

16、市桥梁技术状况评估,类养护的城市桥梁技术状况的评估包括：桥面系、上部结构、下部结构和全桥评估。应采用先分部位再综合的方法评估。,类养护的城市桥梁的完好程度，应以桥梁状况指数BCI确定桥梁技术状况的评估指标.,按分层加权法根据定期检测的桥梁技术状况记录，对桥面系、上部结构和下部结构分别进行评估，再综合得出整个桥梁技术状况的评估。,城市桥梁技术状况评估,各级桥梁的养护措施,1类养护的城市桥梁完好状态宜分为两个等级：合格级桥梁结构完好或结构构件有损伤，但不影响桥梁安全。应进行保养、小修。不合格级桥梁结构构件损伤，影响结构安全。应立即修复。 2类城市桥梁完好状态宜分为五个等级：A级完好状态，BCI达到90100，应进行日常保养。B级良好状态，BCI达到8089，应进行日常保养和小修。C级合格状态，BCI达到66-79，应进行专项检测后保养、小修。D级不合格状态，BCI达到50-65，应检测后进行中修或大修工程。E级危险状态，BCI小于50，应检测评估后进行大修、加固或改扩建工程。,同济大学桥梁工程系,三、 美国大桥坍塌背后,同济大学桥梁工程系,2007