安全注冊(cè)工程師培訓(xùn)-安全生產(chǎn)新技術(shù)2010

1、現(xiàn)代企業(yè)安全生產(chǎn)新技術(shù)（建筑施工安全類 ）1建筑施工安全建筑安全建筑質(zhì)量安全2主講內(nèi)容第一講 建筑施工安全管理與控制第二講 土木工程安全新技術(shù)3第一講 建筑施工安全管理與控制4 由于課時(shí)有限，在這里我只能摘選一些方面的知識(shí)與大家探討、交流，算是拋磚引玉！5建筑施工安全的重要性人類的一切生活、生產(chǎn)活動(dòng)都源于生命的存在。如果人失去了生命，生存、生活也就無(wú)從談起。在謀求經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的過(guò)程中，人的生命始終是最寶貴的。因此，安全是人類最基本的需求。在整個(gè)世界范圍內(nèi)，建筑業(yè)都屬于最危險(xiǎn)行業(yè)之一，因此，建筑安全是安全科學(xué)最重要的分支之一。提高建筑業(yè)的安全技術(shù)與安全管理水平，保障從業(yè)人員生命財(cái)產(chǎn)安全，意義重

2、大。由于我國(guó)目前正從事世界上最大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，因此，在我國(guó)建筑安全顯得尤其重要。2022年9月2日6建筑工程施工的特點(diǎn) （1）建設(shè)產(chǎn)品固定性，施工周期長(zhǎng)（2）大部分在露天空曠的場(chǎng)地上完成（3）體積龐大、高空作業(yè)多，受氣候影響大（4）流動(dòng)性大，人員整體素質(zhì)較差（5）手工操作多、體力消耗大和勞動(dòng)強(qiáng)度高（6）產(chǎn)品的多樣性和施工工藝復(fù)雜多變性2022年9月2日7當(dāng)前建筑工程安全的嚴(yán)峻現(xiàn)狀 2010年3月13日下午3時(shí)許，深圳南山區(qū)在建新樓盤漢京峰景苑工地發(fā)生重大安全事故，9人死亡1人重傷。 2022年9月2日8當(dāng)前建筑工程安全的嚴(yán)峻現(xiàn)狀 2009年7月6日9時(shí)30分許，深圳羅湖區(qū)東門地鐵三號(hào)線曬

3、布站施工工地發(fā)生一起事故，兩名工人在深井下工作時(shí)死亡 。 2022年9月2日9當(dāng)前建筑工程安全的嚴(yán)峻現(xiàn)狀2008年3月13日上午9時(shí)50分左右，扶風(fēng)縣法門寺文化景區(qū)一期工程建設(shè)工地上，正在建設(shè)中的正圣門東A區(qū)的滿堂架整體倒塌，正在腳手架上工作的十幾個(gè)工人，一瞬間如自由落體般被摔向地面。最終導(dǎo)致5名工人受傷，4名工人在被送往醫(yī)院救治途中死亡。2022年9月2日10全球建筑施工安全現(xiàn)狀 （1）美國(guó)的建筑安全狀況 19922002年美國(guó)建筑業(yè)事故死亡人數(shù)和所有行業(yè)事故死亡人數(shù)對(duì)比 美國(guó)建筑業(yè)在最高峰時(shí)從業(yè)人員超過(guò)800萬(wàn)，根據(jù)美國(guó)2003年致命傷害事故普查，19952000年，每年平均有1115名工

4、人死于工地現(xiàn)場(chǎng)。 2022年9月2日11全球建筑施工安全現(xiàn)狀 （2）英國(guó)的建筑安全狀況 建筑業(yè)是英國(guó)最大的行業(yè)，同時(shí)也是最危險(xiǎn)的行業(yè)之一。 年度1992199319941995199619971998199920002001200220032004死亡人數(shù)8370755862665847617360577019922004年度建筑業(yè)事故死亡人數(shù)表2022年9月2日12全球建筑施工安全現(xiàn)狀 （3）日本的建筑安全狀況 日本的建筑安全在最近30年中取得了顯著的進(jìn)步，20世紀(jì)70年代日本建筑業(yè)的死亡人數(shù)占總死亡人數(shù)的50%以上，而到2002年，這一比例不到30%，絕對(duì)數(shù)量?jī)H為30年前的20%。 197

5、32002年日本建筑業(yè)、制造業(yè)和所有行業(yè)事故死亡人數(shù)對(duì)比圖 2022年9月2日13全球建筑施工安全現(xiàn)狀 （4）中國(guó)的建筑安全狀況 2003年，全國(guó)建筑業(yè)企業(yè)共計(jì)67336家，建筑業(yè)總產(chǎn)值21865億元，占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的18.7%，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中處于支柱性地位。建筑工人總數(shù)達(dá)3893萬(wàn)，占全國(guó)就業(yè)人員的5.2%，約占全世界建筑從業(yè)人數(shù)的25%，是世界上最大的行業(yè)勞動(dòng)群體，但是他們的勞動(dòng)環(huán)境和安全狀況卻存在很大的問(wèn)題。僅2003年全年，建筑業(yè)累計(jì)發(fā)生事故1278起，死亡1512人，建筑施工每百億元產(chǎn)值死亡率為6.92。2004年共發(fā)生建筑施工事故1086起，死亡1264人。 2022年9月2日14全

6、球建筑施工安全現(xiàn)狀 19812004年中國(guó)內(nèi)地建筑業(yè)從業(yè)人員數(shù)和死亡人數(shù)對(duì)比圖 2022年9月2日15全球建筑施工安全現(xiàn)狀 2001年2007上半年全國(guó)建筑施工事故統(tǒng)計(jì)曲線圖2022年9月2日16全球建筑施工安全現(xiàn)狀 19922003年香港建筑業(yè)意外事故統(tǒng)計(jì)（香港特區(qū)政府勞工處） 2022年9月2日17全球建筑施工安全現(xiàn)狀 2002年，香港特區(qū)的建筑業(yè)從業(yè)人員28 6675人，約占總從業(yè)人數(shù)的8.2%。2002年全年發(fā)生的意外事故數(shù)為6239起，其中致命的意外事故數(shù)為24起，以每1000工人計(jì)的意外事故率為85.21，而以每1000工人計(jì)的致命意外事故率為0.328。 19922003年香港建

7、筑業(yè)意外事故率統(tǒng)計(jì)2022年9月2日18全球建筑施工安全現(xiàn)狀 對(duì)19942002年九年來(lái)發(fā)生的10305起施工傷亡事故的類別、原因、發(fā)生的部位等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析 。 中國(guó)建筑業(yè)19942002施工傷亡事故類型及所占比例2022年9月2日19如何有效地防止重大傷亡事故的發(fā)生?培訓(xùn) 員工安全教育亟待加強(qiáng) 管理 安全管理水平亟待提高技術(shù) 安全技術(shù)水平亟待提高體系 安全生產(chǎn)保證體系亟待完善20危險(xiǎn)性較大工程歸類2022年9月2日21塔吊傾覆，街道截流最不可能的落地架傾覆模板支架整體坍塌橋梁支撐體系坍塌22建筑施工安全技術(shù)1. 土石方及基礎(chǔ)工程安全技術(shù)2. 模板工程安全技術(shù)3. 腳手架工程安全技術(shù)4. 高處

8、作業(yè)安全技術(shù)5. 起重吊裝機(jī)械安全技術(shù)2022年9月2日231. 土石方及基礎(chǔ)工程安全技術(shù)案例 1)、2003年3月2日14時(shí)40分，由江蘇省宜興三建集團(tuán)南昌分公司承建的南昌市地王廣場(chǎng)工程，施工人員在人工挖孔樁樁孔內(nèi)進(jìn)行土方作業(yè)，因未按規(guī)定在樁孔內(nèi)做護(hù)壁，挖至7m深時(shí)，導(dǎo)致樁孔上部土方坍塌，造成4人死亡。24人工挖孔樁；基坑護(hù)坡部分用沙包；人工挖孔樁的護(hù)壁模板為鋼模板，分為四塊2022年9月2日252022年9月2日262022年9月2日272022年9月2日28監(jiān)理下樁底檢查業(yè)主會(huì)同設(shè)計(jì)院驗(yàn)樁持力層樁底持力層巖樣設(shè)計(jì)院與甲方、監(jiān)理驗(yàn)樁，確定終孔2022年9月2日29鋼筋綁扎完畢，超聲波安裝完

9、畢砼澆筑樁基檢測(cè)開(kāi)展超聲波檢測(cè)澆筑完成后的樁2022年9月2日30哈爾濱一工地2工人挖灌注樁被埋 不少工人圍在出事樁口等待工友的消息.2022年9月2日312022年9月2日32 2)、2003年3月29日2時(shí)10分，由中鐵一局市政環(huán)保工程總公司承建的甘肅省平?jīng)鍪谐菂^(qū)污水處理示范工程，在管道溝槽開(kāi)挖施工中，給水管網(wǎng)破裂涌水，當(dāng)1名施工人員打開(kāi)給水管網(wǎng)閥門井蓋下井關(guān)閉給水閥門時(shí)暈倒，隨后，又有2名施工人員在未采取有效防護(hù)措施情況下先后下井施救也倒在井內(nèi)，共造成3人窒息死亡。2022年9月2日33 3)、2003年5月12日，由新疆維吾爾自治區(qū)第五建筑工程公司四分公司施工的新疆烏魯木旗新界大廈工程

10、，在基坑開(kāi)挖時(shí)，大量土方堆放在圍墻內(nèi)側(cè)擠壓圍墻，使堆土段圍墻向外倒塌，造成圍墻外19人死亡、25人受傷。4)、 2003年11月22日下午2時(shí)40分許，位于湘潭市河?xùn)|地區(qū)的湖南工程學(xué)院北院（原湖南紡織專科學(xué)校）校園內(nèi)正在擴(kuò)建的鍋爐房工地發(fā)生塌方事故。當(dāng)時(shí)在工地施工的13名民工被崩塌下來(lái)的土方壓住，其中5人自己從土方中爬出，4人死亡 2022年9月2日342022年9月2日35陜西省西安市某工廠住宅樓地下人防拆除工程土方坍塌事故事故簡(jiǎn)介2001年11月17日，西安市某工廠住宅樓在拆除地下人防工程時(shí)發(fā)生坍塌事故，造成4人死亡，3人受傷。 事故發(fā)生經(jīng)過(guò)西安某工廠住宅樓工程為六層框架結(jié)構(gòu)，建筑面積33

11、002，基礎(chǔ)為鋼筋混凝土灌注樁。由西安某建筑公司施工，并于2001年10月25日進(jìn)場(chǎng)。在做開(kāi)工前準(zhǔn)備時(shí)，發(fā)現(xiàn)地下有廢棄的長(zhǎng)17，寬3.2，深7.5的防空洞。西安某建筑公司對(duì)基坑工程施工在沒(méi)有詳細(xì)勘察和沒(méi)有制定施工方案的情況下，將拆除人防和土方工程轉(zhuǎn)包給無(wú)施工資質(zhì)的四川南江縣私人包工隊(duì)，并放棄監(jiān)督管理，完全由農(nóng)民工自行組織施工。11月17日，包工隊(duì)派人進(jìn)行清理防空洞底部磚基礎(chǔ)時(shí)，基坑邊坡發(fā)生坍塌（塌方量約60），造成4人死亡、3人受傷的重大事故。 2022年9月2日36 事故原因分析1 技術(shù)方面: 作業(yè)人員不懂施工技術(shù)，在沒(méi)有基坑支護(hù)等安全措施情況下，對(duì)深達(dá)7.5m的基坑開(kāi)挖施工，致使邊坡坍塌導(dǎo)

12、致事故發(fā)生，是本次事故的直接原因。 未編制專項(xiàng)施工方案導(dǎo)致施工違章。建筑法和建設(shè)工程安全生產(chǎn)管理?xiàng)l例都對(duì)基坑開(kāi)挖及支護(hù)要求編制專項(xiàng)施工方案，并附計(jì)算書，經(jīng)施工單位技術(shù)負(fù)責(zé)人簽字后實(shí)施。然而該工程基坑深達(dá)7.5，屬深基坑工程施工，應(yīng)預(yù)先研究土壁支護(hù)方案、降水措施以及土方開(kāi)挖程序和坑邊堆載的要求，并詳細(xì)編制施工方案和向作業(yè)人員進(jìn)行交底，在施工過(guò)程中設(shè)專人指揮，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決。而該施工單位沒(méi)有深基坑施工資質(zhì)，不懂有關(guān)基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，在無(wú)任何安全措施下違章作業(yè)導(dǎo)致事故發(fā)生。2 管理方面: 施工企業(yè)擅自將工程違法轉(zhuǎn)包。該工程施工單位為西安某建筑公司，承包工程后擅自將部分工程非法轉(zhuǎn)包給無(wú)施工資質(zhì)

13、的私人包工隊(duì)，并放棄監(jiān)督管理，由民工隨意施工，導(dǎo)致事故發(fā)生。 2022年9月2日37廣州市海珠城廣場(chǎng)工地基坑擋土墻發(fā)生坍塌事故2022年9月2日38分 析據(jù)介紹，該工程自2003年開(kāi)工以來(lái)，直至今年7月15日完工，時(shí)間長(zhǎng)達(dá)兩年九個(gè)月，不僅遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了基坑施工不長(zhǎng)于一年的技術(shù)安全時(shí)限，還由于整改不力、一直拿不到施工許可證，被來(lái)自市建設(shè)科技委、市建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站、施工方廣東省機(jī)施公司等多家單位多次警告，甲方卻一直置若罔聞。直至今年7月7日，由于甲方隱瞞工程事實(shí)、多次表示已經(jīng)整改，而且出于讓接下來(lái)的主體工程能夠盡快開(kāi)工、有利于對(duì)基坑工程實(shí)施搶險(xiǎn)的考慮，市建委才補(bǔ)頒施工許可證。2022年9月2日3

14、9五大原因?qū)е滤?一、設(shè)計(jì)方案本身就有問(wèn)題。早在上報(bào)施工設(shè)計(jì)方案時(shí)，市建設(shè)科技委就已經(jīng)提出，基坑設(shè)計(jì)深度達(dá)16.2米，存在五大安全隱患，并提出方案要求調(diào)整，但甲方全拒不整改，反而開(kāi)始無(wú)證施工；二、實(shí)際施工再深4米“雪上加霜”。在實(shí)際施工中，甲方竟又將施工深度再加深4.1米，造成原本就不牢固的基坑噴錨支護(hù)樁成為“懸空”樁，完全失去支撐能力；三、無(wú)視多次安全警告。據(jù)悉，在違章施工工程中，市建委曾發(fā)出兩次停工通知書，要求工地停工整改，市建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站也提出整改要求超過(guò)五次，連施工企業(yè)廣東機(jī)施都提出安全警告達(dá)五次以上，甲方卻一味“督戰(zhàn)”，視安全為兒戲；四、遠(yuǎn)超基坑施工安全年限。由于基坑施工的

15、金屬構(gòu)件，如錨索、支護(hù)樁都暴露在潮濕的露天環(huán)境中，容易銹蝕，根據(jù)安全要求，基坑工程應(yīng)該在一年內(nèi)完成，而實(shí)際上該工程卻用了兩年零九個(gè)月，構(gòu)件預(yù)應(yīng)力進(jìn)一步降低，甚至失效；五、整改不力。盡管后來(lái)設(shè)計(jì)有所變更，但對(duì)一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)卻已無(wú)法調(diào)整，成為塌方的直接原因。 2022年9月2日40西安發(fā)生升降機(jī)違規(guī)載人墜落事故 致6死17傷23人違規(guī)使用運(yùn)輸建筑材料的升降機(jī).2022年9月2日41鋼繩突然斷裂，升降機(jī)嚴(yán)重傾斜.2022年9月2日42升降機(jī)平板垮落，造成6人死17人傷。2022年9月2日43第二講 土木工程安全新技術(shù)441、當(dāng)前我們面臨工程安全的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)2、安全對(duì)策3、工程安全檢測(cè)技術(shù)新進(jìn)展2022年

16、9月2日45當(dāng)前我們面臨工程安全的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)該橋（美國(guó)35號(hào)州際公路密西西比河大橋）是連接明尼阿波利斯和圣保羅兩座城市的交通要道。建于1967年，橋體最高處距河面約有20多米高，采用拱橋形式整體跨越密西西比河，橋上雙向八車道。事故發(fā)生時(shí)，這座大橋正在接受修理?？逅鹿拾l(fā)生后，有300米長(zhǎng)的橋體變成三截，騰起煙霧足有30米高。造成7人死亡，至少62人受傷，20人失蹤 。 早在2001年，受交通部門委托，明尼蘇達(dá)大學(xué)民用工程系曾對(duì)這座大橋進(jìn)行全面評(píng)估體檢，結(jié)果發(fā)現(xiàn)大橋路面下方的鋼筋結(jié)構(gòu)存在早期疲勞跡象，但當(dāng)時(shí)并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有裂縫存在。有關(guān)方面隨即認(rèn)定，這座大橋可繼續(xù)服役，不需“提前退休”。 2007年8

17、月1日，美國(guó)明尼蘇達(dá)州明尼阿波利斯市I-35W大橋垮塌 2022年9月2日462007年8月13日下午，湖南鳳凰縣鳳大公路沱江大橋坍塌 屬特大事故，死亡64人 當(dāng)前我們面臨工程安全的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)2022年9月2日472007年07月11日凌晨1時(shí)25分，建設(shè)中的平定高速公路第七標(biāo)段靜寧隧道突發(fā)坍塌冒頂事故，山頂上居住的4戶人家約 1500平方米的院落塌陷形成一個(gè)深5米的大坑。造成4戶房屋倒塌，3死5傷。 倒塌的房子塌陷的隧道 當(dāng)前我們面臨工程安全的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)2022年9月2日482008年3月2日雅安蒼坪山隧道塌方當(dāng)前我們面臨工程安全的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)2022年9月2日49湖南某山地隧道襯砌開(kāi)裂當(dāng)前我們面臨

18、工程安全的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)2022年9月2日50湖南某山地隧道襯砌開(kāi)裂當(dāng)前我們面臨工程安全的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)2022年9月2日51安徽某水工箱涵當(dāng)前我們面臨工程安全的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)2022年9月2日52 由于設(shè)計(jì)不合理、施工不當(dāng)、用材不達(dá)標(biāo)、所處環(huán)境惡劣或環(huán)境污染嚴(yán)重等的影響因素，造成混凝土劣化、伴有缺陷、結(jié)構(gòu)破損、鋼筋銹蝕等，已成為目前土建工程普遍存在的問(wèn)題。這些缺陷與損傷的存在，輕則影響結(jié)構(gòu)的使用性和耐久性，重則降低結(jié)構(gòu)承載力，甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效，如韓國(guó)的Hang-ju大橋倒塌（1992），美國(guó)北卡羅來(lái)納州高速公路橋（2000）和康涅狄格州Mianus河公路大橋坍塌（1983）。 全球每年都有大量工程由于存在質(zhì)量

19、與安全問(wèn)題，不得不停止運(yùn)營(yíng)、進(jìn)行維修、加固或拆除，甚至發(fā)生災(zāi)難性倒塌，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。當(dāng)前我們面臨工程安全的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)2022年9月2日53當(dāng)前我們面臨工程安全的嚴(yán)峻挑戰(zhàn) 美國(guó)政府1993年的一份報(bào)告表明，美國(guó)境內(nèi)500000多座橋梁中的44%已出現(xiàn)問(wèn)題，要么是結(jié)構(gòu)存在缺陷，要么是承載力不足需限載通行。目前，美國(guó)有大約45%橋梁因混凝土結(jié)構(gòu)退化和（或）車輛超載作用出現(xiàn)承載力不足，需要900億美元來(lái)進(jìn)行修復(fù)加固處理。另外，公路管理部門還需要有1400億美元來(lái)維護(hù)這些基礎(chǔ)設(shè)施工程，以保持目前健康水平。美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)局1998年調(diào)查表明，美國(guó)全年混凝土橋梁修復(fù)費(fèi)用為1550億美元。美國(guó)公路研究

20、戰(zhàn)略計(jì)劃披露，到20世紀(jì)末，為更換或修復(fù)冬天撒除冰鹽引起的破損公路混凝土橋面板，估計(jì)要耗資4000億美元。2022年9月2日54當(dāng)前我們面臨工程安全的嚴(yán)峻挑戰(zhàn) 在英國(guó)，為解決海洋環(huán)境下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)銹蝕與防護(hù)問(wèn)題，每年花費(fèi)近20億英鎊，僅英格蘭中環(huán)線的11座高架橋，使用12年就嚴(yán)重破壞，維修費(fèi)用已高達(dá)1.2億英鎊，為當(dāng)年造價(jià)的6倍。2022年9月2日55當(dāng)前我們面臨工程安全的嚴(yán)峻挑戰(zhàn) 在日本整個(gè)國(guó)家很多混凝土鐵路橋梁與隧道僅在25-30年后已銹蝕，大約有21.4%的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)失效是因鋼筋銹蝕引起的。新干線使用不到10年，就出現(xiàn)大面積混凝土開(kāi)裂、剝落現(xiàn)象日本是隧道較多的國(guó)家之一，近年來(lái)，日本

21、鐵路運(yùn)營(yíng)隧道相繼出現(xiàn)了數(shù)起危及行車安全的事故，引起了有關(guān)部門的高度重視。1999年6月27日福岡縣境內(nèi)一座隧道邊墻上重達(dá)200 kg的混凝土砸在高速行駛的列車上。為此，日本西鐵路公司對(duì)山陽(yáng)新干線上發(fā)現(xiàn)的377處不安全的混凝土襯砌進(jìn)行了加固。日本運(yùn)輸省也要求對(duì)全國(guó)鐵路線上的4 826座總長(zhǎng)為3 360 km的隧道進(jìn)行檢查,日本建設(shè)省則對(duì)全國(guó)3 529座公路隧道檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)60%以上的隧道都存在著不同程度的病害。為此，日本政府已向兩個(gè)研究所提供520萬(wàn)美元的經(jīng)費(fèi)用于研究隧道病害的檢測(cè)評(píng)估方法及整治措施。2022年9月2日56當(dāng)前我們面臨工程安全的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)北歐、瑞士、加拿大、澳大利亞都存在氯鹽為主

22、的鹽害。在加拿大，為修復(fù)劣化損壞的全部基礎(chǔ)設(shè)施工程估計(jì)要耗費(fèi)5000億美元。在瑞士，因撒除冰鹽造成的混凝土橋面板損傷，每20年就有3000座橋梁需要維修。韓國(guó)曾發(fā)生的一系列建筑物破壞、倒塌事故，大多數(shù)與混凝土結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量與病害損傷有關(guān)，如1995年6月29日漢城（首爾）三豐百貨大樓的倒塌。在俄羅斯和阿拉伯海灣地區(qū)的各個(gè)國(guó)家，混凝土工程的病害損傷和耐久性問(wèn)題也十分嚴(yán)重。2022年9月2日57當(dāng)前我們面臨工程安全的嚴(yán)峻挑戰(zhàn) 在我國(guó)，混凝土工程的病害損傷與工程安全問(wèn)題也非常嚴(yán)重。建設(shè)部于80年代的一項(xiàng)調(diào)查表明，國(guó)內(nèi)大多數(shù)工業(yè)建筑物在使用2530年后即需大修，處于嚴(yán)酷環(huán)境下的建筑物使用壽命僅1520

23、年。民用建筑和公共建筑的使用環(huán)境相對(duì)較好，一般可維持50年以上，但室外的陽(yáng)臺(tái)、雨罩等露天構(gòu)件的使用壽命通常僅有3040年。橋梁、港工等基礎(chǔ)設(shè)施工程的耐久性問(wèn)題更為嚴(yán)重，由于鋼筋的混凝土保護(hù)層過(guò)薄且密實(shí)性差，許多工程建成后幾年就出現(xiàn)鋼筋銹蝕、混凝土開(kāi)裂。海港碼頭一般使用十年左右就因混凝土順筋開(kāi)裂和剝落，需要大修。2022年9月2日58當(dāng)前我們面臨工程安全的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)1980年交通部四航局等單位對(duì)華南地區(qū)18座碼頭調(diào)查的結(jié)果，有80%以上均發(fā)生嚴(yán)重或較嚴(yán)重的鋼筋銹蝕破壞，出現(xiàn)破壞的時(shí)間有的距建成僅510年。京津地區(qū)的城市立交橋由于冬天灑除冰鹽及冰凍作用，使用十幾年后就出現(xiàn)問(wèn)題，有的不得不限載、大修或

24、拆除；東北地區(qū)高等級(jí)公路通常經(jīng)過(guò)一個(gè)冬天就大面積剝蝕。據(jù)2000年全國(guó)公路普查，到2000年底我國(guó)已有各式公路橋梁278 809座，公路危橋9 597座，每年實(shí)際需要維修費(fèi)用38億元，而實(shí)際到位僅8億元。我國(guó)鐵路隧道用低強(qiáng)度的C15混凝土作襯砌材料，密實(shí)度和抗?jié)B性差，不耐地下水與機(jī)車廢氣侵蝕，開(kāi)裂與滲漏嚴(yán)重；對(duì)幾個(gè)路局所轄的隧道進(jìn)行抽樣調(diào)查表明，漏水的占50.4%，其中1/3滲漏嚴(yán)重。2022年9月2日59 目前我國(guó)鐵路運(yùn)營(yíng)隧道已達(dá)5 200多座，總長(zhǎng)達(dá)2 500 km以上。其中60%以上存在著不同程度的病害，如下表所示。鐵路運(yùn)營(yíng)隧道病害狀況及分布表 單位：座年度隧道嚴(yán)重漏水隧道襯砌裂損隧道仰

25、拱損壞整體道床損壞隧道通風(fēng)不良隧道照明不良隧道塌方落石隧道限界不足19991 709778359481227874382 65720001 625794363451166784532 612 據(jù)鐵道部秋檢資料統(tǒng)計(jì)，1999年鐵路運(yùn)營(yíng)隧道失格率為65.2%，2000年隧道失格率為65.7%。有些隧道的病害還相當(dāng)嚴(yán)重，甚至已危及到行車安全。如2000年9月興安嶺隧道出現(xiàn)的襯砌掉塊和2001年10月達(dá)成鐵路出現(xiàn)的大范圍掉塊以及2001年12月寶中線清涼山隧道襯砌掉塊都險(xiǎn)些造成嚴(yán)重的行車事故。當(dāng)前我們面臨工程安全的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)2022年9月2日60 國(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家的基本建設(shè)大體分三個(gè)階段：第一階段為大規(guī)模

26、新建，第二階段為新建與維修改造并重，第三階段重點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)向舊建筑物的維修改造。 建筑物使用過(guò)程中的安全性和耐久性，必須通過(guò)檢測(cè)和評(píng)估加以保證。 我國(guó)“一五”期間新建建筑投資占基建總投資的95.8%，而“六五”期間只占45%，說(shuō)明我國(guó)已進(jìn)入第二階段。我國(guó)改革開(kāi)放以來(lái)大量的已建工程又進(jìn)入了維修期或老化期，形成了新的安全隱患。截止20世紀(jì)末，我國(guó)至少有23.4億平方米建筑物因安全度過(guò)低而退役。有專家預(yù)測(cè)，我國(guó)“大干”基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)的高潮還可延續(xù)20年，由于忽視混凝土耐久性問(wèn)題，緊隨其后的是“大修”20年的高潮，這個(gè)高潮可能不用多久就將到來(lái)，其耗費(fèi)將倍增于當(dāng)初這些工程施工建設(shè)時(shí)的投資。當(dāng)前我們面臨工程

27、安全的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)2022年9月2日61安全對(duì)策設(shè)計(jì)評(píng)估對(duì)策建設(shè)運(yùn)營(yíng)檢測(cè)工程安全2022年9月2日62 我們國(guó)家對(duì)土建結(jié)構(gòu)工程的安全性研究也非常重視。 由中國(guó)工程院土木水利建筑學(xué)部發(fā)起，并會(huì)同國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局、國(guó)家工業(yè)建筑診斷與改造工程技術(shù)中心、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)工程與材料學(xué)部共同主辦，清華大學(xué)結(jié)構(gòu)工程與振動(dòng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室承辦的“土建結(jié)構(gòu)工程的安全性與耐久性”科技論壇，于2001年11月1718日在清華大學(xué)舉行。論壇的宗旨是：分析我國(guó)土建結(jié)構(gòu)工程的安全性與耐久性現(xiàn)狀，交流近年來(lái)這一領(lǐng)域的研究成果，探討亟待解決的重大問(wèn)題與應(yīng)對(duì)途徑，并積極提出建議為政府有關(guān)部門制定或修訂相關(guān)的技術(shù)政策或技

28、術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提供參考依據(jù)，以期土建工程結(jié)構(gòu)的安全性與耐久性能夠更好地適應(yīng)我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的需求，適應(yīng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型后面向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的需求。 會(huì)議收到論文報(bào)告58篇并印發(fā)了文集，有140人參加會(huì)議，在第一天的大會(huì)和第二天的分組會(huì)上分別有17位和26位專家作了報(bào)告，另外還安排了半天時(shí)間進(jìn)行自由發(fā)言和討論。 安全對(duì)策2022年9月2日63查找問(wèn)題結(jié)構(gòu)安全性 結(jié)構(gòu)安全性是結(jié)構(gòu)防止破壞倒塌的能力，是結(jié)構(gòu)工程最重要的質(zhì)量指標(biāo)。結(jié)構(gòu)工程的安全性主要決定于結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工水準(zhǔn)，也與結(jié)構(gòu)的正確使用（維護(hù)、檢測(cè)）有關(guān)，而這些又與土建工程法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（規(guī)范、規(guī)程、條例等）的合理設(shè)置及運(yùn)用相關(guān)聯(lián)。 安全對(duì)策2022年9月2日6

29、4 對(duì)結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)的安全性主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的安全性、結(jié)構(gòu)的整體牢固性與結(jié)構(gòu)的耐久性等幾個(gè)方面。我國(guó)建筑物和橋梁等土建結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)規(guī)范在這些方面的安全設(shè)置水準(zhǔn)，總體上要比國(guó)外同類規(guī)范低得多。 1我國(guó)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的安全設(shè)置水準(zhǔn) （1）構(gòu)件承載能力的安全設(shè)置水準(zhǔn) 與結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全水準(zhǔn)關(guān)系最大的二個(gè)因素是： 規(guī)范規(guī)定結(jié)構(gòu)需要承受多大的荷載（荷載標(biāo)準(zhǔn)值），比如同樣是辦公樓，我國(guó)規(guī)范自1959年以來(lái)均規(guī)定樓板承受的活荷載是每平方米150公斤(現(xiàn)已確定在新的規(guī)范里將改回到200公斤)，而美、英則為240和250公斤； 查找問(wèn)題結(jié)構(gòu)安全性 安全對(duì)策2022年9月2日65 規(guī)范規(guī)定的荷載分項(xiàng)系

30、數(shù)與材料強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)的大小，前者是計(jì)算確定荷載對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的作用時(shí)，將荷載標(biāo)準(zhǔn)值加以放大的一個(gè)系數(shù)，后者是計(jì)算確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件固有的承載能力時(shí)，將構(gòu)件材料的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值加以縮小的一個(gè)系數(shù)。這些用量值表示的系數(shù)體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)構(gòu)件在給定標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下的安全度，在安全系數(shù)設(shè)計(jì)方法(如我國(guó)的公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范)中稱為安全系數(shù)，體現(xiàn)了安全儲(chǔ)備的需要；而在可靠度設(shè)計(jì)方法(如我國(guó)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范)中稱為分項(xiàng)系數(shù)，體現(xiàn)了一定的名義失效概率或可靠指標(biāo)。安全系數(shù)或分項(xiàng)系數(shù)越大，表明安全度越高。查找問(wèn)題結(jié)構(gòu)安全性 安全對(duì)策2022年9月2日66 我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定活荷載與恒載（如結(jié)構(gòu)自重）的分項(xiàng)系數(shù)分別為1.4和1.

31、2，而美國(guó)則分別為1.7和1.4，英國(guó)1.6和 1.4 ；這樣根據(jù)我國(guó)規(guī)范設(shè)計(jì)辦公樓時(shí)，所依據(jù)的樓層設(shè)計(jì)荷載（荷載標(biāo)準(zhǔn)值與荷載分項(xiàng)系數(shù)的乘積）值大約只有英美的52%（考慮人員和設(shè)施等活載）和85%（對(duì)結(jié)構(gòu)自重等恒載），而設(shè)計(jì)時(shí)據(jù)以確定構(gòu)件能夠承受荷載的能力（與材料強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)有關(guān)）卻要比英美規(guī)范高出的1015%，二者都使構(gòu)件承載力的安全水準(zhǔn)下降。日本與德國(guó)的設(shè)計(jì)規(guī)范在某些方面比英美還要保守些。一些發(fā)展中國(guó)家的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多根據(jù)發(fā)達(dá)國(guó)家的規(guī)范，就如我國(guó)解放前和建國(guó)初期的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法參照美國(guó)規(guī)范一樣。至于中國(guó)的香港和臺(tái)灣，至今仍分別以英國(guó)和參考美國(guó)規(guī)范為依據(jù)。這里需要說(shuō)明的是，在其他建筑物的活荷載標(biāo)準(zhǔn)

32、值上，與國(guó)外的差別并沒(méi)有象辦公樓、公寓、宿舍中這樣大。不同材料、不同類型的結(jié)構(gòu)在安全設(shè)置水準(zhǔn)上與國(guó)際間的差距并不相同，比如鋼結(jié)構(gòu)的差距可能相對(duì)小些。查找問(wèn)題結(jié)構(gòu)安全性 安全對(duì)策2022年9月2日67 公路橋梁結(jié)構(gòu)的情況也與房屋建筑結(jié)構(gòu)類似，除車載標(biāo)準(zhǔn)外，荷載分項(xiàng)安全系數(shù)（我國(guó)規(guī)范對(duì)車載取1.4，比國(guó)際著名的美國(guó)AASHTO規(guī)范的1.75約低25%）與材料強(qiáng)度分項(xiàng)安全系數(shù)均規(guī)定較低。 盡管我國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)范所設(shè)定的安全貯備較低，但是某些工程的材料用量反而有高于國(guó)外同類工程的，這里的問(wèn)題主要在于設(shè)計(jì)墨守陳規(guī)，在結(jié)構(gòu)方案、材料選用、分析計(jì)算、結(jié)構(gòu)構(gòu)造上缺乏創(chuàng)新。 查找問(wèn)題結(jié)構(gòu)安全性 安全對(duì)策2022年9月

33、2日68（2）結(jié)構(gòu)的整體牢固性 除了結(jié)構(gòu)構(gòu)件要有足夠承載能力外，結(jié)構(gòu)物還要有整體牢固性。結(jié)構(gòu)的整體牢固性是結(jié)構(gòu)出現(xiàn)某處的局部破壞不至于導(dǎo)致大范圍連續(xù)破壞倒塌的能力，或者說(shuō)是結(jié)構(gòu)不應(yīng)出現(xiàn)與其原因不相稱的破壞后果。結(jié)構(gòu)的整體牢固性主要依靠結(jié)構(gòu)能有良好的延性和必要的冗余度，用來(lái)對(duì)付地震、爆炸等災(zāi)害荷載或因人為差錯(cuò)導(dǎo)致的災(zāi)難后果，可以減輕災(zāi)害損失。唐山、汶川地震造成的巨大傷亡與當(dāng)?shù)胤课萁Y(jié)構(gòu)缺乏整體牢固性有很大關(guān)系。2001年石家莊發(fā)生故意破壞的惡性爆炸事件，一棟住宅樓因土炸藥爆炸造成的墻體局部破壞，竟導(dǎo)致整棟樓的連續(xù)倒塌，也是房屋設(shè)計(jì)牢固性不足的表現(xiàn)。 查找問(wèn)題結(jié)構(gòu)安全性 安全對(duì)策2022年9月2日6

34、9（3）結(jié)構(gòu)的耐久安全性 我國(guó)土建結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工規(guī)范，重點(diǎn)放在各種荷載作用下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求，而對(duì)環(huán)境因素作用（如干濕、凍融等大氣侵蝕以及工程周圍水、土中有害化學(xué)介質(zhì)侵蝕）下的耐久性要求則相對(duì)考慮較少?；炷两Y(jié)構(gòu)因鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)安全事故，其嚴(yán)重程度已遠(yuǎn)過(guò)于因結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力安全水準(zhǔn)設(shè)置偏低所帶來(lái)的危害，所以這個(gè)問(wèn)題必須引起格外重視。我國(guó)規(guī)范規(guī)定的與耐久性有關(guān)的一些要求，如保護(hù)鋼筋免遭銹蝕的混凝土保護(hù)層最小厚度和混凝土的最低強(qiáng)度等級(jí)，都顯著低于國(guó)外規(guī)范。損害結(jié)構(gòu)承載力的安全性只是耐久性不足的后果之一；提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的安全設(shè)置水準(zhǔn)，在一些情況下也有利于結(jié)構(gòu)的耐久性與結(jié)構(gòu)使用壽命

35、。 查找問(wèn)題結(jié)構(gòu)安全性 安全對(duì)策2022年9月2日70 自1984年國(guó)家建委和國(guó)家建設(shè)部頒布了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)以來(lái)，我國(guó)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范已從80年代末期起拋棄了傳統(tǒng)的多安全系數(shù)設(shè)計(jì)方法，從而統(tǒng)一采用以概率理論為基礎(chǔ)的可靠度設(shè)計(jì)方法；其它的工程部門如公路、鐵路、港口、水利的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范也正在或計(jì)劃作這樣的轉(zhuǎn)變。我國(guó)規(guī)范的可靠度設(shè)計(jì)方法是參考國(guó)際上的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)ISO2394并經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)科技人員努力后得以實(shí)施的。將可靠度設(shè)計(jì)方法用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，在國(guó)際學(xué)術(shù)界內(nèi)通常被看成是一種發(fā)展趨勢(shì)，但在工程內(nèi)界則存在不同看法。盡管有了ISO2394，國(guó)外卻鮮有重要或著名的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范已直接采用了可靠度設(shè)計(jì)方法，

36、至今仍采用多安全系數(shù)設(shè)計(jì)方法或稱荷載抗力系數(shù)法。在我國(guó)，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中的可靠度設(shè)計(jì)方法以及企圖將我國(guó)各個(gè)行業(yè)的各種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范都用可靠度方法統(tǒng)一起來(lái)的做法，雖然工程設(shè)計(jì)界頗有微詞，但學(xué)術(shù)界持贊成和肯定者是主流，不過(guò)仍不時(shí)有人對(duì)可靠度方法用于設(shè)計(jì)規(guī)范的適用性提出質(zhì)疑。2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的概率可靠度設(shè)計(jì)方法 查找問(wèn)題結(jié)構(gòu)安全性 安全對(duì)策2022年9月2日71 土建結(jié)構(gòu)工程的耐久性與工程的使用壽命相聯(lián)系，是使用期內(nèi)結(jié)構(gòu)保持正常功能的能力，這一正常功能包括結(jié)構(gòu)的安全性和結(jié)構(gòu)的適用性，而且更多地體現(xiàn)在適用性上。 大多數(shù)土建結(jié)構(gòu)由混凝土建造?；炷两Y(jié)構(gòu)的耐久性是當(dāng)前困擾土建基礎(chǔ)設(shè)施工程的世界性問(wèn)題，并

37、非我國(guó)所特有，但是至今尚未引起我國(guó)政府主管部門和廣大設(shè)計(jì)與施工部門的足夠重視。 查找問(wèn)題結(jié)構(gòu)耐久性 安全對(duì)策2022年9月2日72 長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直以為混凝土應(yīng)是非常耐久的材料。直到70年代末期，發(fā)達(dá)國(guó)家才逐漸發(fā)現(xiàn)原先建成的基礎(chǔ)設(shè)施工程在一些環(huán)境下出現(xiàn)過(guò)早損壞。美國(guó)許多城市的混凝土基礎(chǔ)設(shè)施工程和港口工程建成后不到二、三十年甚至在更短的時(shí)期內(nèi)就出現(xiàn)劣化；據(jù)1998年美國(guó)土木工程學(xué)會(huì)的一份材料估計(jì)，他們需要有1.3萬(wàn)億美元來(lái)處理美國(guó)國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施工程存在的問(wèn)題，僅修理與更換公路橋梁的混凝土橋面板一項(xiàng)就需800億美無(wú)，而現(xiàn)在聯(lián)邦政府每年為此的撥款只有5060億美元。另有資料指出，美國(guó)因除冰鹽引起鋼筋

38、銹蝕需限載通行的公路橋梁已占這一環(huán)境下橋梁的1/4。發(fā)達(dá)國(guó)家為混凝土結(jié)構(gòu)耐久性進(jìn)行了大量科研并積極采取應(yīng)對(duì)措施，如加拿大安大略省的公路橋梁為對(duì)付除冰鹽侵蝕及凍融損害，混凝土保護(hù)層最小厚度從50年代的2.5cm逐漸增加到4cm、6cm直到80年代后的7cm，而混凝土強(qiáng)度的最低等級(jí)也從50年代的C25增到C40，橋面板混凝土從不要求外加引氣劑、不設(shè)防水層到必須引氣以及需要設(shè)置高級(jí)防水膠膜并引入環(huán)氧涂膜鋼筋。而我國(guó)對(duì)混凝土保護(hù)層和強(qiáng)度的要求僅為2.5cm與C25，與上面提到的加拿大50年代水準(zhǔn)一致。國(guó)內(nèi)按這種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的一座大橋，建成后僅8年，由于鹽凍侵蝕，現(xiàn)已不得不部分拆除重建。 1土建結(jié)構(gòu)工程的耐

39、久性現(xiàn)狀 查找問(wèn)題結(jié)構(gòu)耐久性 安全對(duì)策2022年9月2日73 耐久性問(wèn)題的嚴(yán)重性和迫切性在于我們?cè)S多正在建設(shè)的工程仍未吸取國(guó)際和國(guó)內(nèi)的大量慘痛教訓(xùn)，還沿著老路重蹈覆轍。 一些北方城市新建成的立交橋和高速公路橋，仍沒(méi)有在材料性能和結(jié)構(gòu)構(gòu)造等方面采取必要的防治凍融和鹽害的綜合措施。甚至大型工程如2000年投入運(yùn)行的珠海蓮花跨海大橋，其主體結(jié)構(gòu)在浪濺區(qū)仍采用不耐海水干濕交替侵蝕的C30混凝土與34cm厚的保護(hù)層厚度。 有專家估計(jì)，我國(guó)“大干”基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)的高潮還可延續(xù)20年，由于忽視耐久性，迎接我們的還會(huì)有“大修”20年的高潮，這個(gè)高潮可能不用很久就將到來(lái)，其耗費(fèi)將倍增于當(dāng)初這些工程施工建設(shè)時(shí)的

40、投資。 查找問(wèn)題結(jié)構(gòu)耐久性 安全對(duì)策2022年9月2日74使混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問(wèn)題進(jìn)一步加劇的原因有： 由于混凝土的質(zhì)量檢驗(yàn)習(xí)慣上以單一的強(qiáng)度指標(biāo)作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致水泥工業(yè)對(duì)水泥強(qiáng)度的不適當(dāng)追求，使水泥細(xì)度增加，早強(qiáng)的礦物成份比例提高，這些都不利于混凝土的耐久性。我國(guó)對(duì)水泥質(zhì)量的檢驗(yàn)在強(qiáng)度上只要求不低于規(guī)定的最低許可值，而國(guó)外則同時(shí)還要求不高于規(guī)定的最高值，如果強(qiáng)度超過(guò)了也被認(rèn)為不合格，這種要求還有利于水泥產(chǎn)品質(zhì)量的均勻性。 工程施工單位不適當(dāng)?shù)丶涌焓┕みM(jìn)度，尤其是政府行政領(lǐng)導(dǎo)對(duì)工程進(jìn)度的不適當(dāng)干預(yù)?；炷恋哪途眯再|(zhì)量尤其需要有足夠的施工養(yǎng)護(hù)期加以保證，早產(chǎn)有損生命健康的概念同樣適用于混凝土。

41、國(guó)內(nèi)媒體上大加宣傳的所謂幾個(gè)月就修成一條大路、建成一座大橋、或蓋成一幢高樓的工程以及搶工獻(xiàn)禮工程，很可能就是今后注定要花掉更多資金進(jìn)行大修的短命工程。提前完成合同規(guī)定施工期的在國(guó)外要被罰款，因?yàn)橐馕吨こ藤|(zhì)量有遭到損害的可能。 環(huán)境的不斷惡化，如廢氣、酸雨，我國(guó)的酸雨面積已超過(guò)國(guó)土的30% 。 查找問(wèn)題結(jié)構(gòu)耐久性 安全對(duì)策2022年9月2日75 結(jié)構(gòu)耐久性和使用壽命的概念，與使用階段的檢測(cè)、維護(hù)和修理不能分割，對(duì)處于露天和惡劣環(huán)境下的基礎(chǔ)設(shè)施工程來(lái)說(shuō)尤其如此。為了保證結(jié)構(gòu)安全性和耐久性，一些工程在使用過(guò)程中，應(yīng)該進(jìn)行定期檢測(cè)和維護(hù)。我國(guó)有結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)規(guī)范與施工規(guī)范，但沒(méi)有如何使用的規(guī)范。有些

42、工程倒塌事故，例如最近四川宜賓的南門大橋發(fā)生橋面坍落事故，就是因?yàn)闃蛎娼Y(jié)構(gòu)與主拱之間的吊桿在連接處發(fā)生銹蝕，如果有定期的檢測(cè)要求，這樣的事故很有可能避免。有些國(guó)家對(duì)于結(jié)構(gòu)的損壞可能導(dǎo)致公眾安全的建筑物與橋、隧等公共工程，強(qiáng)制規(guī)定必須定期檢測(cè)；即使是建筑物的玻璃幕墻和外墻面磚等建筑部件，因其墜落后容易傷及公眾，也有強(qiáng)制定期檢測(cè)的要求。我國(guó)已建的工程中往往存在較多隱患，所以更有必要從法制上確定土建工程的正常使用和定期檢測(cè)的要求。對(duì)于土建結(jié)構(gòu)工程的安全質(zhì)量，雖然政府已作出了設(shè)計(jì)與施工的責(zé)任單位和個(gè)人需對(duì)其“終身負(fù)責(zé)”的規(guī)定，但是這種要求執(zhí)行起來(lái)缺乏可操作性。要將結(jié)構(gòu)安全質(zhì)量事故減少到最低程度，還應(yīng)以

43、預(yù)防為主，通過(guò)例行檢測(cè)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。 2土建結(jié)構(gòu)工程使用階段的正常檢測(cè)與維護(hù) 查找問(wèn)題結(jié)構(gòu)耐久性 安全對(duì)策2022年9月2日76 現(xiàn)在國(guó)內(nèi)有大量土建工程因步入老化期需要診治，也有大量已建的違章工程需要評(píng)估，更有許多工程發(fā)生病害需要診斷和加固。 從國(guó)家對(duì)公共工程建設(shè)的投資和對(duì)工程設(shè)計(jì)的要求來(lái)看，需要有工程整個(gè)使用期限即全壽命費(fèi)用支出的論證。只注意工程項(xiàng)目建設(shè)的一次投資支出，很少考慮工程建成后需要正常維護(hù)與修理的長(zhǎng)期費(fèi)用，不但可能損害工程使用壽命和正常使用功能，而且經(jīng)濟(jì)上算總賬會(huì)很不合算。在發(fā)達(dá)國(guó)家，由于新建工程少，用于維修的費(fèi)用往往更為主要，英國(guó)1978年的土建維修費(fèi)上升到1965年的3.7倍，

44、1980年的維修費(fèi)占當(dāng)年土建費(fèi)用總支出的2/3。我國(guó)雖是發(fā)展中國(guó)家，現(xiàn)在正大興土木，可是過(guò)去建成的大量工程已經(jīng)或過(guò)早老化。國(guó)內(nèi)40公路橋梁的橋齡已大于25年，加上進(jìn)入90年代以后交通量猛增，超載嚴(yán)重，以往的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)又低，路、橋的維修問(wèn)題十分突出。由于養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用得不到保證，造成工程安全隱患并在以后需要支出更多的大修費(fèi)用。在土建工程的投資上，應(yīng)加大已建工程維修的費(fèi)用。 查找問(wèn)題結(jié)構(gòu)耐久性 安全對(duì)策2022年9月2日77 *為加速路橋等公共工程建設(shè)，國(guó)家現(xiàn)在鼓勵(lì)投資公司出資并給以一定期限如30年的經(jīng)營(yíng)收入作為補(bǔ)償。如果對(duì)重要土建工程有必須進(jìn)行定期檢測(cè)與評(píng)估的法規(guī)，就能保證這些工程在一定期限后歸還國(guó)

45、家管理和經(jīng)營(yíng)時(shí)的良好功能，對(duì)于設(shè)計(jì)工作壽命為100年的橋梁，至少還可正常使用70年，而不至于30年到期后國(guó)家接收的已是一個(gè)破舊的工程。 查找問(wèn)題結(jié)構(gòu)耐久性 安全對(duì)策2022年9月2日78 探地雷達(dá)技術(shù)是一種用于確定地下介質(zhì)分布的廣譜（1MHz1GHz）電磁技術(shù)。其探測(cè)原理如圖2-1所示。探地雷達(dá)利用一個(gè)天線（即發(fā)射天線T）發(fā)射高頻寬帶電磁波，另一個(gè)天線（即接收天線R）接收來(lái)自地下介質(zhì)界面的反射波。電磁波在介質(zhì)中傳播時(shí)其路徑、電磁場(chǎng)強(qiáng)度與波形將隨所通過(guò)介質(zhì)的電性質(zhì)及幾何形態(tài)而變化。因此,根據(jù)接收波的旅行時(shí)間(亦稱雙程走時(shí))、幅度與波形資料,可推斷介質(zhì)的結(jié)構(gòu)。 工程安全隱患雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)2022年9

46、月2日79(a)圖為測(cè)量位置(b)圖為雷達(dá)波傳播時(shí)間曲線探地雷達(dá)探測(cè)安全隱患的工作原理圖 探地雷達(dá)的地質(zhì)解釋是在數(shù)據(jù)處理后所得的探地雷達(dá)圖像剖面中， 根據(jù)反射波組的波形與強(qiáng)度特征，通過(guò)同相軸的追蹤，確定反射波組的地質(zhì)含義。當(dāng)巖層中有安全隱患（如空區(qū)）時(shí)，巖層與安全隱患（如空區(qū)）的界面兩側(cè)電性差異較大，容易形成強(qiáng)烈的反射波（反射信號(hào)），同時(shí)，這一界面也是巖性的特變點(diǎn)，常常產(chǎn)生繞射波，而繞射波在時(shí)間剖面上為雙曲線反映（即左圖中所示的傳播時(shí)間曲線）。因此，通過(guò)時(shí)間剖面上的特征圖像，就能確定安全隱患（如空區(qū)）的位置及深度。工程安全隱患雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)2022年9月2日80 用電磁波穿透地下介質(zhì) 穿透深度取

47、決于介質(zhì)的介電常數(shù)和電導(dǎo)率 記錄反射時(shí)間 速度一般在 50 - 150 m/s 基本原理工程安全隱患雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)2022年9月2日81GPR 方法 反射 雷達(dá)探測(cè)的95% 是用偶極反射模式 從原理上將，GPR 類似于聲納設(shè)備 發(fā)射機(jī)發(fā)射一 “列”電磁脈沖， 該脈沖在介質(zhì)中傳播 在地下介質(zhì)的電特性有變化的地方 發(fā)生反射(即散射) 接收機(jī)拾取“背散射”信號(hào)，記錄它 并將其顯示在計(jì)算機(jī)屏幕中 工程安全隱患雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)2022年9月2日82Time nsDepth m?Length mGPR 方法- 反射工程安全隱患雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)2022年9月2日83探地雷達(dá)(GPR) 系統(tǒng)示意圖控制單元接收發(fā)射數(shù)據(jù)觸

48、發(fā)觸發(fā)信號(hào)測(cè)量輪工程安全隱患雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)2022年9月2日84RAMAC/GPR 屏蔽配置1GHz 獨(dú)立系統(tǒng)100-800Mhz 屏蔽天線工程安全隱患雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)2022年9月2日8525, 50, 100 和 200 MHz 不屏蔽天線RAMAC/GPR 不屏蔽配置工程安全隱患雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)2022年9月2日86民用/結(jié)構(gòu)工程公用事業(yè)領(lǐng)域 (管線，電纜)，鋼筋和空洞； 水平定向鉆 前期勘探 (HDD)交通：公路和鐵路檢測(cè)，冰層厚度，橋面檢測(cè)和橋基礎(chǔ)研究。環(huán)境危險(xiǎn)廢棄物成圖， 地下埋藏罐 (UST)，沉積巖研究，深度測(cè)量。地球物理技術(shù)地層成圖，空洞和下沉孔，地下水，礦井探測(cè)，裂隙探測(cè)，大壩研究，

49、基礎(chǔ)研究，隧道調(diào)查。軍事道路完整性探測(cè)，戰(zhàn)壕路線探測(cè)，地雷、炮彈等埋藏物。考古 場(chǎng)地成圖，古墓探測(cè)，人工制品探測(cè)。GPR 應(yīng)用2022年9月2日87基巖探測(cè) (200 MHz 天線) antenna)工程安全隱患雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)2022年9月2日88巖溶和裂隙隱患探測(cè)50兆非屏蔽天線工程安全隱患雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)2022年9月2日89溶洞或采礦區(qū)隱患探測(cè)工程安全隱患雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)2022年9月2日90煤層中的巷道 (100 MHz 天線)工程安全隱患雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)2022年9月2日91房屋安全檢測(cè) 鋼筋位置測(cè)定砼強(qiáng)度取芯測(cè)試學(xué)校禮堂房屋安全檢測(cè) 房屋頂板裂縫檢測(cè) 工程安全檢測(cè)技術(shù)新進(jìn)展2022年9月2日92

50、 下面介紹應(yīng)用探地雷達(dá)檢測(cè)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的基本原理及實(shí)例。裂縫檢測(cè) 1. 探地雷達(dá)測(cè)試原理 電磁波在介質(zhì)中傳播時(shí)，其路徑、電磁場(chǎng)強(qiáng)度與波形將隨所通過(guò)介質(zhì)的電性質(zhì)及幾何形態(tài)而變化。探地雷達(dá)正是根據(jù)電磁波在介質(zhì)中傳播的這個(gè)特征來(lái)工作的。探地雷達(dá)可根據(jù)電磁波的變化差異，反映出被測(cè)介質(zhì)體的賦存形態(tài)、尺寸大小以及各介質(zhì)體間的界面。另外，電磁波在不同介質(zhì)中傳播的速度也有差異，不同介質(zhì)對(duì)電磁波的吸收和反射能力也存在差異。針對(duì)不同介質(zhì)在探地雷達(dá)中呈現(xiàn)不同圖像這一特征，可以揭示混凝土構(gòu)件中裂縫對(duì)其雷達(dá)圖像影響規(guī)律。 探地雷達(dá)的資料解釋是在數(shù)據(jù)處理后所得的探地雷達(dá)圖像剖面中，根據(jù)反射波組的波形與強(qiáng)度特征，通過(guò)同相

51、軸的追蹤，確定反射波組的含義。當(dāng)介質(zhì)中有空隙時(shí)，介質(zhì)與空隙的界面兩側(cè)電性差異較大，容易形成強(qiáng)烈的反射波，同時(shí)，在這一界面處常常產(chǎn)生繞射波，而繞射波在時(shí)間剖面上為雙曲線反映。因此通過(guò)時(shí)間剖面上的特征圖像就能確定空隙的位置及深度。探地雷達(dá)工作原理如下頁(yè)圖中所示。 工程安全檢測(cè)技術(shù)新進(jìn)展2022年9月2日93裂縫檢測(cè) 探地雷達(dá)測(cè)試原理示意圖 工程安全檢測(cè)技術(shù)新進(jìn)展2022年9月2日94裂縫檢測(cè)(實(shí)例一) 1. 地點(diǎn) 長(zhǎng)沙市八一路傍某一高層建筑地下停車場(chǎng)側(cè)墻開(kāi),主要針對(duì)業(yè)主提出的壁可法（BICS法）修補(bǔ)混凝土裂縫的充填效果進(jìn)行檢測(cè)。 由于混凝土構(gòu)件（如橋梁、房屋等）產(chǎn)生的裂縫，破壞了混凝土原有的連續(xù)性

52、與完整性。這些裂縫，不論充填與否，其與混凝土相比，在電磁性能及電磁波傳播速度等物性方面，均存在易于識(shí)別的明顯異常。這是我們進(jìn)行工程調(diào)查的物性基礎(chǔ)。 工程安全檢測(cè)技術(shù)新進(jìn)展2022年9月2日95裂縫檢測(cè)(實(shí)例一) 2. 測(cè)線布置及測(cè)試參數(shù)選擇 測(cè)試過(guò)程中，對(duì)每一裂縫，分別沿測(cè)線（右圖中標(biāo)出）測(cè)試3次，取效果最好的1次，作為探測(cè)結(jié)果。探地雷達(dá)參數(shù)設(shè)置見(jiàn)下表。天線頻率(GHz)樣點(diǎn)采樣頻率(MHz )疊加次數(shù)疊加時(shí)間(s)起點(diǎn)(us)時(shí)窗(us)觸發(fā)源間距(m)148039239.692562.46-0.150.01距離輪0.001探地雷達(dá)測(cè)試參數(shù)表 雷達(dá)檢測(cè)測(cè)線布置圖 工程安全檢測(cè)技術(shù)新進(jìn)展202

53、2年9月2日96裂縫檢測(cè)(實(shí)例一) 3. 檢測(cè)的結(jié)果與分析 針對(duì)3處裂縫注膠前后進(jìn)行檢測(cè)，共獲得了18條探測(cè)剖面，分析所有的檢測(cè)圖象得知，本次檢測(cè)的三條裂縫均已注滿。以下是部分典型的雷達(dá)檢測(cè)效果圖。 一條貫穿裂縫注膠前的探地雷達(dá)探測(cè)圖像 右圖為一條貫穿裂縫注膠前的探地雷達(dá)探測(cè)圖像，圖中已標(biāo)出了裂縫的寬度為4 mm及深度為247 mm，由于裂縫貫穿，表面有水，背面裂縫處在雷達(dá)圖象中出現(xiàn)強(qiáng)烈的反射信號(hào)。 工程安全檢測(cè)技術(shù)新進(jìn)展2022年9月2日97裂縫檢測(cè)(實(shí)例一) 一條貫穿裂縫注膠前的探地雷達(dá)探測(cè)圖像 右圖為一條未貫穿裂縫注膠前的探地雷達(dá)探測(cè)圖像，圖中已標(biāo)出了裂縫的寬度為2 mm及深度延伸為66

54、 mm，由于裂縫未貫穿，混凝土構(gòu)件背面無(wú)裂縫，裂縫的特征圖象只在出現(xiàn)在雷達(dá)圖象的上部。 工程安全檢測(cè)技術(shù)新進(jìn)展2022年9月2日98裂縫檢測(cè)(實(shí)例一) 上圖為兩條未貫穿裂縫在注膠前后的探地雷達(dá)探測(cè)圖像，圖中標(biāo)出了兩條裂縫間的距離為173176mm，兩裂縫的寬度為35mm及深度在為8695mm之間，由于裂縫未貫穿，混凝土構(gòu)件背面無(wú)裂縫，裂縫的特征圖象只出現(xiàn)在雷達(dá)圖象的上部。通過(guò)對(duì)比左、右圖的圖象特征，發(fā)現(xiàn)兩圖圖象特征極為相似，而右圖（即注膠后）比左圖（即注膠前）的圖象整體性更好，裂縫處的反射信號(hào)減弱，說(shuō)明裂縫中充填介質(zhì)的介電常數(shù)與混凝土的介電常數(shù)接近些，其不是水或空氣，即表明修補(bǔ)膠已經(jīng)注滿。 兩

55、條并列的未貫穿裂縫注膠前的探地雷達(dá)探測(cè)圖像 兩條并列的未貫穿裂縫注膠后的探地雷達(dá)探測(cè)圖像 工程安全檢測(cè)技術(shù)新進(jìn)展2022年9月2日99裂縫檢測(cè)(實(shí)例二) 1. 地點(diǎn) 永州市某化工廠房,主要針對(duì)房屋底、頂板混凝土裂縫進(jìn)行檢測(cè)。 現(xiàn)場(chǎng)雷達(dá)檢測(cè)天線天花板 工程安全檢測(cè)技術(shù)新進(jìn)展2022年9月2日100裂縫檢測(cè)(實(shí)例二) 2. 檢測(cè)的結(jié)果與分析 以下是部分的雷達(dá)檢測(cè)效果圖。 房屋底板缺陷探地雷達(dá)檢測(cè)圖像 工程安全檢測(cè)技術(shù)新進(jìn)展2022年9月2日101裂縫檢測(cè)(實(shí)例二) 天花板缺陷探地雷達(dá)檢測(cè)圖像 工程安全檢測(cè)技術(shù)新進(jìn)展2022年9月2日102 鋼筋探測(cè) (800MHz 屏蔽天線) 工程安全檢測(cè)技術(shù)新進(jìn)

56、展2022年9月2日103路面探測(cè) (1000 MHz ) 工程安全檢測(cè)技術(shù)新進(jìn)展2022年9月2日104 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及交通運(yùn)輸?shù)男枨螅S多大跨度橋梁應(yīng)運(yùn)而生，尤其是懸索橋以其跨度大，造型優(yōu)美，節(jié)省材料而備受人們的青睞，成為大跨度橋梁的首選。但隨著跨度的增大，從幾百m到3000m；加勁梁的高跨比越來(lái)越小，（l/40l/300）；安全系數(shù)也隨之下降，由以前的45下降為23。另外，由于其柔性大，頻率低，對(duì)風(fēng)的作用很敏感。由于缺乏必要的監(jiān)測(cè)和相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)，世界各地出現(xiàn)了大量橋梁損壞事故，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)和生命財(cái)產(chǎn)造成了巨大損失。 橋粱安全監(jiān)測(cè)的意義 工程安全檢測(cè)技術(shù)新進(jìn)展2022年9月2日105

57、1994年10月韓國(guó)漢城發(fā)生了橫跨漢江的圣水大橋中央斷長(zhǎng)50m，其中15m掉入江中，造成死亡32人、重傷17人的重大事故。據(jù)稱造成橋梁在行車高峰期突然斷裂的原因是長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)營(yíng)，鋼梁螺栓及桿件疲勞破壞所致。 1940年完工的主跨853m的塔可馬大橋（Tacoma Narrows），只使用了三個(gè)月，便在19ms的風(fēng)速下造成了塌橋事故 ：1951年主跨 1280m的金門大橋于風(fēng)速 151520ms時(shí)因振動(dòng)而造成橋體部分損壞，等等。 美國(guó)現(xiàn)有的約50萬(wàn)座公路橋中，20萬(wàn)座以上存在不同程度的損傷。1967年2月橫跨美國(guó)俄亥俄河上的銀橋突然倒塌，造成46人死于非命。橋粱安全監(jiān)測(cè)的意義 工程安全檢測(cè)技術(shù)新

58、進(jìn)展2022年9月2日106 我國(guó)早期建造的斜拉橋，由于拉索的防護(hù)不合理而引起的斜拉索的嚴(yán)重銹蝕，如濟(jì)南黃河橋、廣州海印橋的斜拉索在遠(yuǎn)未達(dá)到他們的設(shè)計(jì)壽命下，被迫全部更換，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會(huì)影響。 過(guò)去十幾年里，我國(guó)已建成一批大跨度橋梁，僅上海就有南浦、楊浦和徐浦大橋等具有世界先進(jìn)水平的橋梁，另外，香港的青馬大橋和虎門的虎門大橋又是我國(guó)首次建立的懸索橋，近年來(lái)我國(guó)特別是沿海地區(qū)交通發(fā)展迅速，迫切需要建立一大批大跨度橋梁。為了確保這些耗資巨大，與國(guó)計(jì)民生密切相關(guān)的大橋的安全耐久，必須對(duì)這些大橋進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)測(cè)。 目前，橋梁的監(jiān)測(cè)越來(lái)越受到重視，許多研究人員都在致力于橋梁的監(jiān)測(cè)研究，橋梁

59、的安全監(jiān)測(cè)正日益成為土木工程學(xué)科中的一個(gè)非?；钴S的研究方向。橋粱安全監(jiān)測(cè)的意義 工程安全檢測(cè)技術(shù)新進(jìn)展2022年9月2日107 大跨度橋梁受風(fēng)荷載，車載，溫度和地震影響較大，而在沿海地區(qū)一般無(wú)地震，主要受臺(tái)風(fēng)，車載和溫度的影響，為保證其在上述條件下的安全運(yùn)營(yíng)，必須研究橋梁在上述條件下的實(shí)際位移曲線，而目前對(duì)風(fēng)的研究?jī)H局限于理論和模型實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)橋在風(fēng)作用下的研究還不充分，對(duì)車載的研究也只是在特定時(shí)間和空間下進(jìn)行。主要原因是測(cè)試儀器的不合理，對(duì)大橋不能連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。目前用于結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)的儀器主要有：經(jīng)緯儀、位移傳感器、加速度傳感器和激光測(cè)試方法。 橋梁位移監(jiān)測(cè)儀器的現(xiàn)狀 工程安全檢測(cè)技術(shù)新進(jìn)展2022

60、年9月2日108 上海楊浦大橋就采用的是全站儀自動(dòng)掃描法，對(duì)各個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行7s一周的連續(xù)掃描，其缺點(diǎn)是各測(cè)點(diǎn)不同步以及大變形時(shí)不可測(cè)。 位移傳感器是一種接觸型傳感器，必須與測(cè)點(diǎn)相接觸，其缺點(diǎn)是對(duì)于難以接近點(diǎn)無(wú)法測(cè)量以及對(duì)橫向位移測(cè)量有困難。 加速度傳感器，對(duì)于低頻靜態(tài)位移鑒別效果差，為獲得位移必須對(duì)它進(jìn)行兩次積分，精度不高，也無(wú)法實(shí)時(shí)。而大型懸索橋的頻率一般都較低。 激光法測(cè)試精度較高，但在橋梁晃動(dòng)大時(shí)由于無(wú)法捕捉光點(diǎn)也無(wú)法測(cè)量。 除上述不足外，對(duì)橋梁的扭角測(cè)試也力不從心，為對(duì)橋梁進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)，必須尋找更好的測(cè)試方法。橋梁位移監(jiān)測(cè)儀器的現(xiàn)狀 工程安全檢測(cè)技術(shù)新進(jìn)展2022年9月2日109 目前出