维修或改善需求越大;?1、?2、?3为结构缺损状况,载重标准不足和桥面收缩功能相应的权重;R1、R2、R3为上述三项功能的缺损值,采用0~5整数权度评分,值越大缺损越小;?、?、?分别为与公路类别、交通量、绕行距离因素相关的重要性系数。
上述成果形成了我国《公路养护技术规范》(JTJ 073-96)、《公路桥涵养护规范》(JTG H11-2004)和《公路桥梁技术状况评定标准》(报批稿)的核心技术依据,依据成果开发了桥梁养护管理综合系统(CBMS),并通过国家推广项
图3-1 桥梁养护管理综合系统
目进行了推广应用,在31个省
市建立了桥梁养护管理系统,入库桥梁达23万余座。这些技术成果的形成和推广应用,大大提升了我国公路桥梁日常养护工作的科学性、有效性和经济性,形成了桥梁养护的基础理论体系和应用技术平台。
近10多年以来,我国特大桥建设事业的蓬勃发展,大型桥梁所具有的复杂性和特殊性对养护管理工作提出了更高的要求,特大桥养护管理技术应运而生,交通部也专门立体开展了梁桥安全预警技术和监测系统等方面的研究。虎门大桥、杭州湾大桥、苏通大桥等均结合自身特点,量身定制了各自的养护管理系统、健康检测系统和养护管理手册等技术文件。另外,在一些经济发达地区,区域公路基础设施的安全问题变得日益突出,桥梁因其在道路运输系统中的重要性,往往被寄予高度关注。北京市就在2008年专门设立了“桥梁结构安全监测与养护管理技术研究”项目,以期系统研究解决桥梁的使用安全与保障等问题。
(2) 桥梁检测与承载力评定方法
桥梁检测与承载力评定技术是判定桥梁安全性的重要手段和依据,是桥梁评定的最核心内容,其涉及检测、荷载试验、评定方法和检测仪器设备等多方面内容。
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我国自“六五”期间开始加大力度开展相关理论和应用技术研究。“九五”之前,通过“大跨径混凝土桥梁的试验方法” 、“桥梁检测与试验设备” 、“用动力法快速检测钢筋混凝土筒支梁桥使用承载力的试验研究” 和“旧桥承载能力评定方法”等项目的实施,初步构建了以荷载试验为主要手段的桥梁承载力评定技术与方法体系,研发了部分桥梁检测仪器设备,使我国的公路桥梁承载力评定工作实现了有章可循。“九五”以后,我国对桥梁检测和承载力评定技术的研究逐步走向深入,表3-2列举了“十五”和“十一五”期间交通部西部课题的有关项目,这期间的主要成果主要体现在以下几个方面:
2001~2008年西部项目桥梁检测评价方面课题一览表 表3-2
序号 1 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 2 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) 项目类别及名称 检测技术与仪器设备 桥梁无线检测技术的研制与开发 桥梁振动测试技术及其在检测中的应用 稀土换能器及系统集成的桥梁无损检测技术开发研究 既有桥梁结构测试数据采集优化、识别及安全评价技术研究 大型钢管混凝土拱桥光纤传感无损监测系统的开发 大、中跨径混凝土桥梁预应力检测技术研究 西部地区水下基础检测诊断技术及相关设备的研制 检测评定方法 公路旧桥检测评定与加固技术研究及推广应用 拱桥吊杆健康诊断技术研究 大跨径桥梁承载力测评、加固、维护与管理成套技术研究 服役石拱桥可靠性评估与加固改造技术研究 震后桥梁性能评价及加固技术研究 混凝土梁式桥梁损伤评估与安全可靠性评价技术研究 岩溶地区桥梁桩基承载能力评价及施工综合技术研究 钢筋混凝土桥梁剩余寿命评估方法研究 西部地区在役混凝土梁桥结构体系时变可靠度分析与评价方法的研究 2001-2005 2003.06-2005.06 2004-2007 2004-2007 2004.10-2007.10 2005.7-2008.6 2005-2008 2006-2009 2007.7-2010.12 2007.7-2010.7 2007.6-2009.6 2008 2004-2007 2004.7-2007.6 2004-2006 2003.7-2005.12 2001-2004 2005.7.-2008.6 2007.7-2010.6 实施年限 (10) 西部地区在役中小跨径桥梁承载力快速检评技术研究 (11) 公路旧桥检测评定与加固技术研究推广应用 (12) 桥梁事故调查及过程反演计算机辅助技术研究(一期)
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桥梁承载力评定方面。结合我国桥梁自身及其使用特点,在“十五”期间研究提出了基于检测结果的桥梁承载力多参数修正检算分析方法。该方法的主要特点是:在深入研究旧桥承载力影响因素和系统分析国内外已有评定方法的基础上,通过对桥梁技术状况进行检查评估,依据桥梁质量状况及耐久性参数检测、结构固有模态参数测试和使用荷载检查结果,采用旧桥检算、承载力恶化、截面折减及活载影响修正等多系数影响分析的方法,基于近似概率理论,建立了承载力评定方法与参数体系;通过对大量实桥检测、荷载试验鉴定资料的分析和实体工程试验验证研究,基于模糊数学评估理论与专家评估方法,采用影响因素敏感分析、德尔菲专家调查、层次分析和数理统计分析的方法,创建了桥梁承载力评定参数的理论模型和计算方法;分桥型研究确定了用荷载试验鉴定桥梁承载力的评定指标、应力和挠度校验系数的限制范围、裂缝扩展评定方法与标准等。
图3-2 桥梁承载力检测评定方法与体系框图
a) 砖、石及混凝土桥梁 b) 混凝土及预应力混凝土桥梁
图3-3 桥梁承载力检测评定检算表达式
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这些成果攻克了桥梁技术状况检查评估结果、质量状况及耐久性参数检测评估数据、桥梁工作性能测试结果和使用荷载调查结果在桥梁承载力评定中如何合理有效应用的技术难题,解决了桥梁承载能力评定过分依赖荷载试验的问题,节约了桥梁承载力鉴定费用,克服了用荷载试验鉴定桥梁承载力无法反映鉴定期内材料进一步恶化以及实际使用荷载与桥梁设计荷载存在偏差等的不利影响。
检测技术与设备研发方面。为满足检测市场需求,研究开发了超声波检测装置、混凝土保护层测试装置、钢筋锈蚀测试装置等一批桥梁材质状况检测仪器设备及其测试分析方法和评价指标标准;静动态应力应变试验装置,检测数据无线传输设备、光纤传感器、弦式传感器等先进的检测仪器设备均已实现国产化。这些仪器设备不仅具有自主知识产权,而且性价比均明显优于国外同类产品。
上述成果解决了我国公路桥梁承载力检测评定的关键技术难题,形成了《公路桥梁承载能力检测评定规程》(报批稿)等行业技术指南与标准,使我国公路桥梁的承载力检测评定工作有法可依。目前这方面的研究正在走向深入和细化,针对不同结构形式的桥梁损伤识别、安全评价和可靠性评估方法的研究项目正在实施过程中,结构内部和基础等隐蔽工程缺损的检测评定方法与仪器设备也在研发之中。这些成果的最终形成,将极大地丰富和完善桥梁检测评定技术体系,使我国的桥梁检测评定工作更加科学有效。
(3) 桥梁维修加固技术
伴随着桥梁技术状况评定、结构检测与承载力评定技术的逐步定量化、科学化,桥梁的维修加固技术近些年取得了长足的进步与发展。许多新材料、新方法被应用于桥梁维修加固工作中。早在“六五”期间开始,交通部就组织实施了“提高旧桥承载能力的加固技术措施的研究” 、“双曲拱桥拱座位移病害整治的研究” 、“公路水毁成因及防治措施研究”等一批旧桥维修加固技术的研究,国内研究机构和院校还针对粘贴钢板、纤维片(半)材、增设体外预应力、增补钢筋、增大截面、改变结构体系等加固方法开展了大量专项研究,形成了较成熟的旧桥维修加固计算理论方法和技术措施手段。
“十五”期间通过“公路旧桥检测评定与加固技术研究及推广应用”项目的实施,系统地研究总结和提升了国内外常用的20余种桥梁加固方法,并在旧桥加固基本原则,加固方法特点及适用条件、材料要求、施工工序质量控制与加固
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工程质量检验评定、加固后评价等方面取得了创新,形成了系统完善的桥梁加固成套技术成果,编制了公路旧桥加固成套技术应用指南,为桥梁维修加固的科学化、规范化奠定了坚实的基础。
目前,正在开展诸如石拱桥、桁式组合拱桥、双曲拱桥、钢筋砼肋拱桥、预应力混凝土斜拉桥、连续刚构和连续梁桥等的专用成套维修加固技术,桥梁抗震加固和震后加固技术,桥梁维修加固质量检验评定方法,桥梁加固高粘结抗扰动混凝土等新材料的研究。通过这些更为深入的专项研究,将使我国的桥梁维修加固工作更加科学规范。
(4) 桥梁耐久性检测评价技术
随着时间的推移,由于环境和荷载等的作用,桥梁的材料和结构性能会逐步退化,进而带来结构安全性问题,这一耐久性问题将在我国今后的桥梁养护工作中变得越来越突出。目前我国桥梁耐久性技术研究刚处于起步阶段,技术水平远落后于欧美等发达国家。为解决这一问题,我国交通主管部门设立了“桥梁耐久性关键技术研究”重大专项,针对我国公路桥梁在材料组成、结构体系与构造、设计、施工、质量控制与养护维修等环节存在的耐久性问题进行了研究项目布局,以期形成一套提高我国公路桥梁耐久性的实用技术,为建立我国公路桥梁耐久性设计、施工、质量控制与养护维修等标准规范体系提供技术支撑。
桥梁耐久性关键技术研究(专项)课题一览表 表3-3
序号 项目类别及名称 实施年限 2006-2010 2006-2010 2006-2010 2006-2010 2006-2010 2006-2010 2006-2010 2006-2010 2006-2010 2006-2010 2006-2010 1 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) 桥梁耐久性关键技术研究 公路桥梁耐久性状况调查分析 混凝土桥梁耐久性设计方法与设计参数的研究 桥梁结构表面耐久性防护材料的研究 跨江海大型桥梁结构混凝土劣化性能与耐久性对策措施的研究 混凝土桥梁合理耐用结构构造的研究 拉吊索结构耐久构造与可检修易更换技术的研究 混凝土桥梁耐久性指标体系、检测方法与评价标准的研究 提升桥梁耐久性的施工改进技术与质量控制方法的研究 桥梁混凝土性能长期演变规律与跟踪观测技术的研究 (10) 公路常用桥梁预防性养护技术的研究
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我国公路桥梁检测评价与加固技术的现状与发展 - 图文



