鋼橋疲勞史總1橋梁維修管理技術(shù)

1、橋梁維修管理技橋梁維修管理技史永白（鐵道科學(xué)研究院橋梁經(jīng)營管理系統(tǒng)（BMS：BridgeManagementSystem）的現(xiàn)狀及將最小維修量長壽命橋梁概念及壽命周期投資分析（LCC：LifeCycle橋梁損混凝土鋼橋損橋梁維修管理技史永白（鐵道科學(xué)研究院1.橋梁維修管理1.1 橋梁維修管理的必要橋梁維修管理技史永白（鐵道科學(xué)研究院1.橋梁維修管理1.1 橋梁維修管理的必要橋梁結(jié)構(gòu)的安全。一旦橋梁破壞，難以在短期內(nèi)恢復(fù)（尤其是大跨度橋梁1.2 橋梁失修的歷史教1.2.1美國現(xiàn) 3200km/1.1表600800 橋梁總數(shù)（座有缺陷橋梁（座老化橋梁（座1.2.2日本現(xiàn)1.1 1.2 是鋼橋、RC

2、 PC 1.2 1.2.2日本現(xiàn)1.1 1.2 是鋼橋、RC PC 1.2 其他原因地震上部結(jié)構(gòu)損傷下部結(jié)構(gòu)損傷承載力不足機(jī)能不足橋梁改造其他其他橋面板破鋼材腐橋面板破橋面板破鹽害鹽害a) 鋼b)RCc)PC1.2 1.3 橋梁維修管理的基本概1.3.1維修管理的目1.3 1.3 橋梁健全度（機(jī)能水準(zhǔn)）1.3.21.3 橋梁維修管理的基本概1.3.1維修管理的目1.3 1.3 橋梁健全度（機(jī)能水準(zhǔn)）1.3.2維修管理的類1.3.3維修管理體圖橋梁維修管理框 掌握橋梁的基本情況（檢查1.3.3維修管理體圖橋梁維修管理框 掌握橋梁的基本情況（檢查研究對(duì)策：限制使用、修補(bǔ)、加固或更對(duì)損傷、劣化引起結(jié)

3、構(gòu)機(jī)能的降低作出判斷（劣化或健全度評(píng)定通過檢查、測量掌握結(jié)構(gòu)損傷和劣化的程依據(jù)橋梁的原始資料（設(shè)計(jì)、施工）和檢測資料（傷、走行性等）以及橋梁管理標(biāo)準(zhǔn)（如橋梁劣化標(biāo)準(zhǔn)、健全度評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)等方案，建設(shè)新橋1.4 橋梁經(jīng)營管理系統(tǒng)（BMS：Bridge Management System）的現(xiàn)狀及將1.4.1 何為橋梁經(jīng)營管理系統(tǒng) 1.4.2BMS框輸入資依據(jù)橋梁的原始資料（設(shè)計(jì)、施工）和檢測資料（傷、走行性等）以及橋梁管理標(biāo)準(zhǔn)（如橋梁劣化標(biāo)準(zhǔn)、健全度評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)等方案，建設(shè)新橋1.4 橋梁經(jīng)營管理系統(tǒng)（BMS：Bridge Management System）的現(xiàn)狀及將1.4.1 何為橋梁經(jīng)營管理系統(tǒng) 1

4、.4.2BMS框輸入資橋梁臺(tái)賬資檢查資維修管理資交通量資橋梁狀事故報(bào)費(fèi)用計(jì)算資圖BMS框1.4.3BMS流BMS1.6技術(shù)情報(bào)輸可能的對(duì)劣化預(yù)輸分析過管理情報(bào)輸新建橋既有橋橋梁部現(xiàn)有劣化狀劣化預(yù)劣化原圖BMS工作流1.4.4BMS今后的課BMS BMS BMS基于各種選擇的壽命造價(jià)分析（Life time Costing）修補(bǔ)、加固計(jì)劃新建橋既有橋橋梁部現(xiàn)有劣化狀劣化預(yù)劣化原圖BMS工作流1.4.4BMS今后的課BMS BMS BMS基于各種選擇的壽命造價(jià)分析（Life time Costing）修補(bǔ)、加固計(jì)劃及其施工方修補(bǔ)、加固后的劣化預(yù)必要的造劣化測診斷結(jié)修補(bǔ)、加固費(fèi)的預(yù)不需修補(bǔ)加BMS橋

5、梁專家診斷系建設(shè)1.5 最小維修量長壽命橋梁概念及壽命周期投資分析（LCC：Life Cycle 投更資現(xiàn)有橋3(總投資維修周維1.5 最小維修量長壽命橋梁概念及壽命周期投資分析（LCC：Life Cycle 投更資現(xiàn)有橋3(總投資維修周維修1(總投資建設(shè)最小維修量長壽命橋t100200年-3001.7 100 1.7 LCC=式中：I初期建設(shè)投資；M維修管理費(fèi)；R更換新橋費(fèi)100 132.橋梁2.1混凝土2.1.1RCPC橋梁的材料劣19（RC橋20 （2.橋梁2.1混凝土2.1.1RCPC橋梁的材料劣19（RC橋20 （PC橋RC PC RC PC 2.1 圖 混凝土劣化曲潛伏發(fā)展劣化加速

6、結(jié)構(gòu)性能降低曲服役時(shí)CO22.1CO2CO22.1CO2NaClKCl 混凝土中性化與鋼筋腐蝕壽命概念（容許承載力的鋼筋臨界腐蝕D結(jié)構(gòu)承載能力降鋼筋腐C混凝土產(chǎn)生裂B時(shí)間混凝土中性化曲A中性化壽命混凝土裂紋壽容許承載力的鋼筋臨界腐蝕D結(jié)構(gòu)承載能力降鋼筋腐C混凝土產(chǎn)生裂B時(shí)間混凝土中性化曲A中性化壽命混凝土裂紋壽命結(jié)構(gòu)承載力降低的壽命)Tt1混凝土中性化進(jìn)展至內(nèi)部鋼筋表面時(shí)的中性化壽命t2鋼筋銹蝕、體積膨脹等導(dǎo)致保護(hù)層混凝土產(chǎn)生裂紋時(shí)的壽命t3鋼筋進(jìn)一步腐蝕，達(dá)到結(jié)構(gòu)承載力的臨界狀態(tài)時(shí)的壽2.2 2.3 水反應(yīng)性骨堿骨料反2.3 80 80 年代90 3cm，5cm 7cm2.1.2 混凝土橋梁

7、的主要病害（外荷載引起的RCRCPC2.4 RC2.4 2.2 TTPC0 /2.4 2.2 TTPC0 / 1.0m20.5 m 0.5m4 RC PC PC PCPCPC RC PC PC PCPCPC RC2.2鋼橋損2.2.1 我國既有鋼橋現(xiàn)20 19 2.2.2疲勞損次應(yīng)力產(chǎn)生的條件和施工引起的次彎矩；7 次應(yīng)力引起疲勞裂紋的特點(diǎn)13展至主構(gòu)件（削弱主構(gòu)件斷面和施工引起的次彎矩；7 次應(yīng)力引起疲勞裂紋的特點(diǎn)13展至主構(gòu)件（削弱主構(gòu)件斷面2.2.3 高強(qiáng)度螺栓的延遲斷 在不產(chǎn)生塑性變形情況下發(fā)生的突然脆性破壞現(xiàn)象。又稱為靜疲勞破壞（Static Failure高強(qiáng)度螺栓延遲斷裂中，b1

8、300Mpa 2.2.4鋼材的銹3.橋梁檢測、診斷及對(duì)3.1 檢測及診AA1（嚴(yán)重B（較重C（中等D（輕微3.橋梁檢測、診斷及對(duì)3.1 檢測及診AA1（嚴(yán)重B（較重C（中等D（輕微453.2 混凝土橋檢查項(xiàng)目及方3.2.1檢測項(xiàng)；彈性模量；幾；變位、變形；剛度；裂紋；缺陷、空隙；混凝土PC 3.2 混凝土橋檢查項(xiàng)目及方3.2.1檢測項(xiàng)；彈性模量；幾；變位、變形；剛度；裂紋；缺陷、空隙；混凝土PC 3.2.2檢測方3.4限于混凝土表頻率越高越精論，形成腐蝕電池，分為陽極反應(yīng)部位（腐蝕處）和陰極反應(yīng)部位（非腐蝕處3.1 3.5ASTMV3.1自然電位測定原理3.5 美國ASTM論，形成腐蝕電池，分

9、為陽極反應(yīng)部位（腐蝕處）和陰極反應(yīng)部位（非腐蝕處3.1 3.5ASTMV3.1自然電位測定原理3.5 美國ASTM-350mVE-200mV E-350 mV wf2式中：K剛g重力加速Wl 階3.3 鋼橋的 wf2式中：K剛g重力加速Wl 階3.3 鋼橋的檢查、性能測定及其評(píng)3.3.1鋼橋的檢紋等)依據(jù)全面檢查的結(jié)果，按對(duì)結(jié)構(gòu)機(jī)能和安全性的危害程度劃分成健全度等級(jí) A、BC、D，見表 3.33.3.2 鋼橋性能的測試及評(píng)軸重：在鋼軌(枕木之間)4 評(píng)定：根據(jù)實(shí)測的最重列車活載(軸重及軸距)，計(jì)算最大應(yīng)力(用實(shí)測斷面計(jì)算式中，m(2)關(guān)于評(píng)定：根據(jù)實(shí)測的最重列車活載(軸重及軸距)，計(jì)算最大應(yīng)力

10、(用實(shí)測斷面計(jì)算式中，m(2)關(guān)于主梁的承載力和耐久主梁(或主桁架)Dk=1-Dp式中，Dp一至今的疲勞累積損傷度，Dk表表表換算撓度 feq=fm*表表表換算撓度 feq=fm*fd，換算系數(shù)式中：fm實(shí)測撓度fdMs設(shè)計(jì)荷載引起的彎矩，MI特定列車下實(shí)際軸重引起的彎矩5 2 3 2 孔以上簡支梁或單孔簡支梁（cm，V（m，nh（cm，V（m，nh（斜）的實(shí)測值（轉(zhuǎn)角n42w4L2n （Hz，d f n式中：d恒載引起的撓度，f式中：d恒載引起的撓度，fnn階固有振動(dòng)頻率，n4.橋梁的修補(bǔ)和4.1 修補(bǔ)和加固設(shè)計(jì)4.橋梁的修補(bǔ)和4.1 修補(bǔ)和加固設(shè)計(jì)4.2 混凝土橋的修補(bǔ)及加4.2.1修4.2.2加4.3 鋼橋修補(bǔ)及加4.3.l 涂裝維更換涂裝的壽命周期(Life Life 4.3 鋼橋修補(bǔ)及加4.3.l 涂裝維更換涂裝的壽命周期(Life Life Cycle 是指至失去機(jī)能的時(shí)間(壽命)，引入這一概念是要建立合理的經(jīng)濟(jì)的涂腐蝕環(huán)境（ISO 5 級(jí)；橋梁結(jié)構(gòu)及構(gòu)件（斷面形式)325mm) 中涂裝(200mm)34級(jí)。輕涂裝(120mm)l2耐腐，耐化學(xué)腐蝕，耐高溫，耐侯。涂裝體系一般為多層。防銹底漆(12 道)+(13道)+面漆(12道4.3.2鋼梁補(bǔ)強(qiáng)及加4.3.3 鉚釘和高