橋梁檢測與維修加固的意義與工作內(nèi)容

1、橋梁檢測與維修加固的意義與工作內(nèi)容 第一節(jié) 橋梁事故與啟示第二節(jié) 橋梁檢測與維修加固的意義 第三節(jié) 橋梁檢測的工作內(nèi)容第四節(jié) 橋梁養(yǎng)護維修加固第一節(jié) 橋梁事故與啟示我國現(xiàn)處于大規(guī)模建設(shè)的高潮期，但由于橋梁工程的耐久性設(shè)計標準過低，施工質(zhì)量較差，所建工程大量存在缺陷和安全隱患。并且交通量與日俱增，車輛載重不斷提升，加上缺乏例行維修，多數(shù)橋梁處于帶病超負荷的工作狀態(tài)，因而進一步加快其損壞速度。截至2000年底，我國公路危橋已有9597座，達323451延米，部分橋梁無力養(yǎng)護維修頻頻發(fā)生橋梁事故。深圳鬧市區(qū)橋梁坍塌夾住公交車 深圳深惠路龍崗平湖路口段一橋在車水龍馬的時候，突然發(fā)生坍塌，橋面下陷3米左

2、右。一輛大巴和一輛小車身陷其中，所幸沒有造成人員傷亡。 廣東九江大橋二百米橋面被撞垮塌 2007年6月15日上午5時許，廣東，325國道九江大橋被一艘運輸船撞擊橋墩，造成200多米橋面坍塌 。巴西南部發(fā)生大橋垮塌事件 2010年1月5日巴西南部南里奧格蘭德州雅庫伊河上橋梁垮塌，10名行人在近河岸處落水，其中2人獲救，另外8人被河水沖走國道319線重慶彭水段紅泥橋垮塌 2010年5月26日，全長約90米的紅泥石拱橋發(fā)生主跨垮塌，該橋位于國道319線重慶彭水縣境內(nèi)。一輛從高谷方向駛往縣城的紅巖牌大貨車掉入橋下。黑龍江鐵力橋體垮塌事故 2009年6月29日2時40分許，黑龍江省伊春市鐵力市西大橋發(fā)生

3、橋體垮塌事故，共有8臺車輛和車上21人落水，造成4人死亡、4人受傷。 包頭市一鐵路高架橋發(fā)生傾斜 2007年10月23日23時許，內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市民族東路高架橋橋面發(fā)生傾斜，行駛在橋上的兩輛重型貨車和一輛轎車隨路面?zhèn)然綐虻?，造成橋下包環(huán)（繞城環(huán)線）鐵路專用線中斷。 美國密西西比河橋坍塌 美國明尼蘇達州明尼阿波利斯市位于密西西比河上的高速橋于當?shù)貢r間2007年8月1日下午6:05突然坍塌。橋面坍塌已造成至少7人死亡，另據(jù)當?shù)蒯t(yī)院方面的數(shù)據(jù)目前已有至少37人受傷。 山西九龍灣大橋發(fā)生垮塌 2010年7月2日山西呂梁市興縣忻黑公路九龍灣大橋（1號橋）發(fā)生垮塌，致使陜、晉、蒙運煤大道忻黑縣段全線封

4、閉禁止通行，逼使過往車輛繞道通行。 河南湯營大橋垮塌 2010年7月24日下午5時20分潭頭鎮(zhèn)湯營村伊河湯營大橋整體垮塌，橋上眾多滯留人員不幸落入水中。 江蘇常州公路大橋突然倒塌運村大橋為系桿拱橋，分東西兩幅。該橋日車流量5萬量 ，并且拱肋也隨之倒塌湖南省鳳凰縣在建沱江大橋坍塌事故208國道太原市小店區(qū)東柳林橋超重車輛壓塌 東柳林橋由兩個獨立橋面組成，東半幅為橋墩承重結(jié)構(gòu)，西半幅為單拱無橋墩結(jié)構(gòu) 。一輛總重達183.2噸的貨車經(jīng)過該橋，重壓之下，東柳林橋西半幅橋面整體垮塌。這輛六軸貨車，超限運輸比率為233.1%，實際載貨量接近三個火車皮。北京順義減河1號懸索橋做承重試驗坍塌該橋為一人行景觀橋

5、，長120米，寬5米，橋面坡度2.56%，半坡長70.4米，中間拱高1.488米。橋面由雙體箱形鋼結(jié)構(gòu)鋼懸索承重。主索兩端匯合一點固定，主纜正中與橋面兩邊平行懸索橋原貌10輛測重卡車隨橋墜入減河橋體與路基間裂縫達一尺寬一根吊索被連根拔起岷縣洮河橋第二節(jié) 橋梁檢測與維修加固的意義 在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展過程中，科學(xué)試驗起著非常重要的作用。每一種理論體系的建立和發(fā)展，一般都和大量的科學(xué)試驗、生產(chǎn)實踐密切聯(lián)系。 試驗研究在推動和發(fā)展結(jié)構(gòu)設(shè)計計算理論、解決生產(chǎn)實踐中出現(xiàn)的疑難問題等方面往往起到了重要的作用。 橋梁試驗 在橋梁工程的發(fā)展中，橋梁試驗也起到了同樣重要的作用。大量的試驗研究成為促進橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計計算

6、理論、設(shè)計方法不斷發(fā)展的推動力之一。 橋梁試驗是對橋梁原型結(jié)構(gòu)或橋梁模型結(jié)構(gòu)直接進行的科學(xué)試驗工作，包括試驗準備、理論計算、現(xiàn)場試驗、分析整理等一系列工作。橋梁檢測 橋梁原型試驗也稱之為橋梁檢測。目的 通過試驗，掌握橋梁結(jié)構(gòu)在試驗荷載作用下的實際工作狀態(tài)，判定橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力和使用性能，檢驗設(shè)計與施工質(zhì)量；橋梁模型試驗 橋梁模型試驗的目的 研究結(jié)構(gòu)的受力行為，探索結(jié)構(gòu)的內(nèi)在規(guī)律，為設(shè)計施工服務(wù)。 新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝的不斷涌現(xiàn)，橋梁檢測試驗技術(shù)日益受到人們的重視，并不斷得到發(fā)展和提高。 橋梁試驗的任務(wù) 1.確定新建橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力和使用條件。對于重要的橋梁結(jié)構(gòu)在建成竣工后，需要通過橋梁檢

7、測考察該橋的施工質(zhì)量與結(jié)構(gòu)性能，判定橋梁結(jié)構(gòu)的實際承載能力，為竣工驗收、投入運營提供科學(xué)的依據(jù)。對于新型或復(fù)雜的橋梁結(jié)構(gòu)，通過系統(tǒng)的橋梁靜動載試驗或長期監(jiān)測，可以掌握結(jié)構(gòu)在荷載作用下的實際受力狀態(tài)，探索結(jié)構(gòu)受力行為的一般規(guī)律，為充實和發(fā)展橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算理論積累資料。橋梁試驗的任務(wù) 2.評估既有橋梁的使用性能與承載能力。對于既有橋梁結(jié)構(gòu)在運營期間，因受水害、地震等自然災(zāi)害而損傷，或因設(shè)計施工不當而產(chǎn)生嚴重缺陷，或因使用荷載大幅度增長、嚴重超過設(shè)計荷載等級，通常通過橋梁試驗來評估既有橋梁的使用性能與承載能力，為既有橋梁采取養(yǎng)護、加固、改建或限載對策提供科學(xué)的依據(jù)。這對于缺乏完整技術(shù)資料的既有橋

8、梁更為必要。橋梁試驗的任務(wù) 3.研究結(jié)構(gòu)(構(gòu)件)的受力行為，總結(jié)結(jié)構(gòu)受力行為的一般規(guī)律。隨著橋梁工程的不斷發(fā)展，新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝的推廣應(yīng)用，原有的規(guī)范、規(guī)程往往不能適應(yīng)工程實踐的要求。為了修改、以完善既有的規(guī)范、規(guī)程，指導(dǎo)設(shè)計與施工，就需要進行大量的研究性試驗。橋梁試驗的種類靜荷載試驗動荷載試驗長期試驗短期試驗破壞性試驗生產(chǎn)鑒定性試驗 科學(xué)研究性試驗非破壞性試驗2、試驗荷載作用的性質(zhì)3、試驗持續(xù)時間的長短4、試驗對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的后果1、試驗的目的與要求分類研究性試驗?zāi)康?為了建立或驗證結(jié)構(gòu)設(shè)計計算理論和經(jīng)驗公式，或驗證某一結(jié)構(gòu)理論體系中的科學(xué)假設(shè)判斷的可靠性。 研究性試驗一般多采用模型結(jié)構(gòu)一

9、般把對結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的主要影響因素作為試驗參數(shù)，試驗結(jié)構(gòu)的設(shè)計與數(shù)量均應(yīng)根據(jù)具體研究目的的需要確定。 研究性試驗 根據(jù)實際情況，試驗可在原型結(jié)構(gòu)上進行，也可在模型結(jié)構(gòu)上進行。研究性試驗一般多采用模型結(jié)構(gòu)，在專門的試驗室內(nèi)進行，利用特定的加載裝置，以消除或減少外界因素的干擾影響，同時突出所要研究的主要因素。通過系統(tǒng)的模型試驗，對測試資料數(shù)據(jù)加以分析論證，從而揭示出具有普遍意義的規(guī)律。生產(chǎn)鑒定性試驗?zāi)康模褐苯臃?wù)于生產(chǎn)實踐的意義一般以原型結(jié)構(gòu)作為試驗對象通過試驗來確定結(jié)構(gòu)的實際承載能力、使用性能和使用條件，檢驗設(shè)計施工質(zhì)量提出橋梁養(yǎng)護、加固、改建、限載對策，有效地保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全使用。生產(chǎn)鑒定性試驗

10、 生產(chǎn)鑒定性試驗也稱之為橋梁檢測，包含四個方面。如右圖所示。 缺點：原型試驗存在費用高、期限長、測試環(huán)境多變等不利的影響因素。橋梁靜載試驗 根據(jù)試驗荷載作用的性質(zhì)，橋梁試驗可分為靜荷載試驗和動荷載試驗。 橋梁靜載試驗流程： 靜止的荷載于指定位置加載；測量靜力位移、靜力應(yīng)變、裂縫等參量；推斷橋梁的工作性能及使用能力。橋梁動載試驗 動載試驗流程：某種激振方法激起橋梁結(jié)構(gòu)的振動；測定固有頻率、阻尼比、振型、動力沖擊系數(shù)、行車響應(yīng)等參量；推斷結(jié)構(gòu)的整體剛度、行車性能。動載試驗 靜載試驗與動載試驗雖然在試驗?zāi)康?、測試內(nèi)容等方面不同，是兩種性質(zhì)的試驗，但對于全面分析掌握橋梁結(jié)構(gòu)的工作性能是同等重要的。鑒定

11、性試驗 就試驗對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的后果來說，橋梁試驗可分為破壞性試驗和非破壞性試驗。 一般情況下，鑒定性試驗多為非破壞性試驗，但在某些情況下為了達到預(yù)定的試驗?zāi)康?，往往需要進行破壞性試驗，以掌握試驗結(jié)構(gòu)由彈性階段進入塑性階段甚至破壞階段時的結(jié)構(gòu)行為、破壞形態(tài)等試驗資料。破壞試驗存在問題：費用、方法難點：結(jié)構(gòu)進入破壞階段后試驗。破壞試驗對象：一般以模型結(jié)構(gòu)為主；流程：加載、控制、量測、分析；總結(jié)：具有普遍意義的規(guī)律；推廣：應(yīng)用于原型結(jié)構(gòu)。 按試驗持續(xù)時間的長短，可分為長期試驗和短期試驗。 鑒定性試驗與一般性的研究試驗多采用短期試驗方法，只有那些必須進行長期觀測的影響因素，如混凝土結(jié)構(gòu)的收縮和徐變性能、橋

12、梁基礎(chǔ)的沉降等，才采用長期試驗方法。此外，對于大型橋梁結(jié)構(gòu)或新型橋梁結(jié)構(gòu)常常采用長期觀測或組織定期檢測，以積累這些結(jié)構(gòu)長期使用性能的資料。鑒定性試驗 結(jié)合具體的試驗?zāi)康募耙螅蛇x用一種或幾種試驗方法。 在選擇時應(yīng)力求節(jié)約成本，一般能用模型代替的，就不搞大規(guī)模的原型試驗，通過非破壞性試驗可以達到試驗?zāi)康牡?，就不做破壞性試驗?橋梁檢測第三節(jié) 橋梁檢測的工作內(nèi)容方法時間進行時期靜載試驗動載試驗成橋試驗無損檢測短期試驗長期試驗施工階段監(jiān)測控制橋梁現(xiàn)場檢測準備規(guī)劃階段 準備規(guī)劃階段是橋梁檢測順利進行的必要條件。該階段工作包括橋梁技術(shù)資料的收集；橋梁現(xiàn)狀如橋面系、承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件、支座、基礎(chǔ)等部位的表觀檢

13、查；設(shè)計內(nèi)力計算、加載方案制定、量測方案制定、儀器儀表選用等方面；現(xiàn)場準備工作。加載與觀測階段各項準備工作按照預(yù)定的試驗方案與試驗程序，利用適宜的加載設(shè)備進行加載運用各種測試儀器，觀測試驗結(jié)構(gòu)受力后的各項性能指標如撓度、應(yīng)變、裂縫寬度、加速度等，采用人工記錄或儀器自動記錄手段記錄各種觀測數(shù)據(jù)和資料。加載與觀測階段是整個檢測工作的中心環(huán)節(jié)。加載與觀測階段可先進行試探性試驗。注意：根據(jù)當前所測得的各種技術(shù)數(shù)據(jù)與理論計算結(jié)果進行現(xiàn)場分析比較目的：判斷受力后結(jié)構(gòu)行為是否正常，是否可以進行下一級加載，以確保試驗結(jié)構(gòu)、儀器設(shè)備及試驗人員的安全，這對于存在病害的既有橋梁結(jié)構(gòu)進行試驗時尤為重要。 分析總結(jié)階段

14、 分析總結(jié)階段是對原始測試資料進行綜合分析的過程。原始測試資料包括大量的觀測數(shù)據(jù)、文字記載和圖片等材料，受各種因素的影響，一般顯得缺乏條理性與規(guī)律性，未必能深刻揭示試驗結(jié)構(gòu)的內(nèi)在行為規(guī)律。因此，應(yīng)對它們進行科學(xué)的分析處理，去偽存真、去粗存精，綜合分析比較，從中提取有價值的資料。分析總結(jié)階段對于一些數(shù)據(jù)或信號，有時還需按照數(shù)理統(tǒng)計的方法進行分析，或依靠專門的分析儀器和分析軟件進行分析處理，或按照有關(guān)規(guī)程的方法進行計算。這一階段的工作，直接反映整個檢測工作的質(zhì)量。測試數(shù)據(jù)經(jīng)分析處理后，按照相關(guān)規(guī)范、規(guī)程以及檢測的目的要求，對檢測對象做出科學(xué)的判斷與評價。全部檢測工作體現(xiàn)在最后提交的試驗研究報告中。

15、混凝土無損檢測技術(shù)前提：不破壞混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)和使用性能；方法：利用聲、光、熱、電、磁和射線；測定：混凝土性能的物理量；推定：混凝土的強度、缺陷等。優(yōu)點：不破壞結(jié)構(gòu)的構(gòu)件； 不影響其使用性能； 可以探測結(jié)構(gòu)內(nèi)部的缺陷； 可以連續(xù)測試和重復(fù)測試?；炷翢o損檢測技術(shù) 混凝土參數(shù)： 強度、彈性模量、裂縫的深度和寬度，碳化程度、構(gòu)件的尺寸；鋼筋參數(shù)： 直徑、位置和保護層厚度，銹蝕程度和混凝土； 對于大跨度橋梁，由于施工周期長，外界因素變化較大，為了確保施工能夠較準確地實現(xiàn)設(shè)計意圖，避免一些隨機因素如溫度、濕度、材料參數(shù)、施工誤差對橋梁施工過程和成橋后狀態(tài)造成過大的影響，就需要在施工過程中對每一施工階段橋

16、梁的線型、應(yīng)力、內(nèi)力等參數(shù)進行實時在線監(jiān)測控制，逐階段與設(shè)計目標值進行比較，并預(yù)測下一施工階段這些參量的變化態(tài)勢，以便必要時修正設(shè)計計算參數(shù)，采取控制調(diào)整措施，以逼近設(shè)計目標值，這就是施工控制。施工控制對于大跨度橋梁的建造具有非常重要的意義。 施工控制對于混凝土橋梁的一些時效因素如收縮、徐變、基礎(chǔ)沉降、溫度變化，往往使橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加內(nèi)力，可能造成橋面線型不平順，嚴重時會危及橋梁結(jié)構(gòu)的安全運營。為了能夠及時準確地掌握這些時效因素對結(jié)構(gòu)的影響程度，了解這些時效因素對結(jié)構(gòu)影響的變化趨勢，就需要在一個相對較長的時期內(nèi)定期測量橋梁結(jié)構(gòu)的線型、應(yīng)變、內(nèi)力、裂縫等參量，并對這些參量進行綜合分析，以判斷橋梁

17、結(jié)構(gòu)的實際狀態(tài)，這類測試我們稱之為長期監(jiān)控測試。長期監(jiān)控測試除此之外，對于一些重要橋梁或新型橋梁結(jié)構(gòu)也常常采用定期檢測的方法來積累這些結(jié)構(gòu)長期使用性能的資料，以使規(guī)范更臻完善。橋梁檢測是一門直接服務(wù)于工程實踐的技術(shù)學(xué)科，涉及到橋梁的設(shè)計計算理論、試驗測試技術(shù)、儀器儀表性能、數(shù)理統(tǒng)計分析、現(xiàn)場試驗組織等方面，具有較強的綜合性、應(yīng)用性和復(fù)雜性。近二十年來，隨著橋梁工程的飛速發(fā)展，新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝的不斷涌現(xiàn)，橋梁荷載的不斷趨于增大，以及大批既有橋梁結(jié)構(gòu)進入老化期，因此橋梁檢測工作就愈顯重要，并對其提出了更高、更全面的要求；同時，隨著自動化技術(shù)的不斷發(fā)展及計算機的普及應(yīng)用，使得測試技術(shù)、分析手段

18、也取得了長足的進步。完全可以相信，橋梁檢測將進一步地推動橋梁建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，為確保橋梁安全運營、進行科學(xué)養(yǎng)護起到更加重要的作用。第四節(jié) 橋梁養(yǎng)護維修加固橋梁病害影響因素:交通量增加；荷載等級的提高；超載車輛的影響外界環(huán)境的影響；橋梁病害主要表現(xiàn):承載力不足；橋梁整體或局部變形；材料強度降低和局部損傷；基礎(chǔ)變位或不均勻沉降。維修養(yǎng)護為了滿足橋梁的正常運營要求，盡量保持和延長橋梁的使用壽命，對橋梁結(jié)構(gòu)進行經(jīng)常性的養(yǎng)護維修是非常必要的。橋梁的維修養(yǎng)護，主要是：日常檢修和修繕工作經(jīng)常性的維修整治橋梁維修加固自然界各種因素的侵蝕荷載的反復(fù)作用特別是超載車輛的作用，橋梁結(jié)構(gòu)就會產(chǎn)生各種損傷或局部破壞。隨著橋梁服役時間的增長，損傷程度也會越來越嚴重，橋梁維修加固分為：一般性維修 結(jié)構(gòu)性加固一般性維修橋梁養(yǎng)護的日常內(nèi)容:橋面鋪裝層的維修油漆涂裝更新裂縫封閉與灌漿處理支座更換等主要目的:保證橋梁結(jié)構(gòu)的使用性能或耐久性不受大的影響。結(jié)構(gòu)性加固