城市桥梁检测与评定

城市桥梁检测、评定结构力学行为一、我国桥梁技术现状与全寿命周期二、桥梁检测评定规范主要内容三、桥梁检测关注内容和部位四、桥梁结构检算与结构的力学行为五、既有桥梁的抗震评估方法一、我国桥梁技术现状与全寿命周期21.0822.0023.0827.8828.4129.9431.0832.1533.6653.3657.0059.4662.1965.8168.9471.3473.5375.710.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.00199719981999200020012002200320042005200620072008200920102011201220132014万座引自:交通运输部《公路水路交通运输行业发展统计公报》（1997～2014年数据）公路桥梁数量汇总表我国公路桥梁的技术现状1994年韩国汉城圣水大桥断塌，死亡32人。1996年，帕劳共和国的Koror-Babeldaob桥倒塌，6人伤亡。2001年，葡萄牙杜罗河公路桥坍塌，70余人落水失踪。2007年，美国明尼苏达州大桥坍塌，100多人伤亡。2001年，我国四川宜宾南门大桥吊杆断裂，部分桥面垮塌2004年，我国辽宁省盘锦辽河大桥发生悬臂梁端断裂，桥板脱落。桥梁安全已成为国际桥梁界的关注热点1.011.081.041.331.466.319.869.789.579.35012345678910112001200220032004200520062007200820092010全国危桥数量统计我国公路桥梁的技术现状万座年份由于材料劣化、超载、设计与施工存在缺陷、损伤、自然灾害以及监测与养护管理不力等原因，逐渐成为危桥。7%12%32%43%6%按道路等级统计分布情况国道省道县道乡道专用公路4%17%37%26%15%1%按修建年代统计分布情况60年前60～70年70～80年80～90年90～2000年2000年后我国公路桥梁的技术现状全国公路危桥分布情况41951112151420260510152025302002200320042005200620072008200920102011倒塌座数年份02~11年桥梁倒塌数量涵洞板桥多主梁桥梁板桥梁桥T多室箱梁桥单室箱梁桥刚架桥正交异性结构桥上承式桁架桥下承式桁架桥上承式拱桥下承式拱桥悬索桥斜拉桥提升开启桥旋转开启桥平悬开启桥下穿通道盖板桥混合型桥节段施工箱梁桥槽型梁桥其他未知00.51.01.52.02.5万座美国桥梁分类及数量（总数605103座）美国桥梁分类缺陷占有率涵洞板桥多主梁桥梁板桥梁桥T多室箱梁桥单室箱梁桥刚架桥正交异性结构桥上承式桁架桥下承式桁架桥上承式拱桥下承式拱桥悬索桥斜拉桥提升开启桥旋转开启桥平悬开启桥下穿通道盖板桥混合型桥节段施工箱梁桥槽型梁桥其他未知010％20％30％40％50％60％70％80％23.78%据统计，缺陷桥梁总数143892座，占23.78%（图中红线）。其中，结构缺陷桥梁总数67562座，占11.16%；功能性老化桥梁总数76366座，占12.62%。华盛顿州一高速公路桥垮塌竖转开启桥美国缺陷桥梁比例较低的桥型：涵洞、斜拉桥、节段施工箱梁桥、单室箱梁桥、多室箱梁桥、板桥、槽形梁桥。缺陷桥梁比例大于50%的桥型：悬索桥、桁架桥、下穿通道盖板桥、各类型开启桥、正交异性结构桥、混合型桥、拱桥。状况分析：悬索桥、桁梁桥、拱桥、开启桥、城市下穿通道盖板桥损坏严重，这些桥梁以钢结构为主。我国公路桥梁的技术现状承载能力低不适应交通运输需求抗灾能力差安全隐患突出早期为数众多的非永久性桥梁需要改造半永久性桥梁：2.0%临时性桥梁：1.1%壳体桥少筋微弯板组合梁桥二铰板拱双曲拱桁架拱刚架拱桥带挂孔的钢筋混凝土双悬臂结构和预应力混凝土T型刚构桥早期修建的桥梁（少筋结构等）—存在结构、构造上的先天不足荷载技术标准低不同版本的技术标准经历了重建轻养时期技术改造资金不足上世纪80年代前依据旧标准建设的在用桥梁—技术状况普遍较差钢索锚头锚固区抗风雨振措施等养护检查维修更换抗腐蚀、耐老化、可检修、易更换缆索体系桥梁拉吊索锈蚀老化—耐久性问题空心板、T梁、I梁、小箱梁等横向联结薄弱单板（梁）受力梁（板）开裂支座滑移、脱空预制拼装的中、小跨径配筋混凝土桥梁—连接部位薄弱预应力混凝土连续箱梁桥预应力混凝土连续刚构斜拉桥、悬索桥设计理论主梁开裂下挠预应力管道压浆、施工接缝不良预应力损失大跨径桥梁钢桥腐蚀疲劳破坏正交异性桥面板焊缝应力钢结构桥面铺装自然环境影响沿海地区：钢筋锈蚀、保护层层离或剥落等耐久性问题西北、华北地区：由于季节性河流较多、温差较大，下部结构的磨蚀与侵蚀问题较突出,干湿交替。混凝土桥梁结构的冻融损伤等水毁活荷载作用——超载、超高运输问题普遍存在、屡禁不止——利润与安全增加桥梁结构负担——疲劳与耐久性问题造成结构损伤、早期破坏桥面板、桥面铺装损伤破坏压垮桥梁208国道太原市小店区段东柳林桥北京市怀柔区宝山寺桥哈尔滨阳明滩大桥引桥超载建设、管理的五大问题1、建设与管理脱节——政府职能2、重建设轻养护——管理欠账3、技术水平落后——监测评定4、人员素质有待提高——发现问题5、处置措施——应急安全设计与检测、养护1、设计预留设备和设施空间难以保证可查、可检2、设计与养护之间缺乏联系3、认识的统一设计、施工与检测、养护的脱节桥梁全寿命周期与检测评定投资与规划设计监理维修检测、评定加固验收养护拆除废弃物处理施工1、桥梁工程与全寿命周期投资决策、规划、设计、施工、验收、养护、维修、拆除、费料处理的全过程2、功能目标1)能承受施工、使用期间出现的各种作用2)在规定的时间内，保持良好的使用性能3)具有足够的耐久性4)遇到灾害时保持必须的整体稳固性3、桥梁的检测、评定与桥梁的力学行为桥梁使用过程中的检查、评定与技术状况的评级是根据结构的力学行为作为评定标准桥梁投入运营后，由于交通荷载、环境因素等作用，桥梁性能不断退化。退化的累积可能导致无法实现设计寿命，只有通过适当的养护、维修实现其使用寿命。投资决策改造后功能状态初始功能状态维修后老化曲线自然老化曲线功能生成曲线功能下限值结构功能状态A0AminA’0CBDEADTDTOt1t2t3t4t5t时间设计阶段施工阶段使用阶段T开发期使用期衰退期维修期维修养护检测、评定二、桥梁检测评定规范主要内容总则1.为使城市桥梁检测与评定做到安全适用、技术先进、数据可靠、评定准确，制定本规范。2.本规范适用于城市桥梁结构的安全性、适用性、耐久性的检测与评定。3.城市桥梁结构的承载能力，应根据桥梁结构实体的检测或试验结果，以及桥梁的设计、施工、运营状况进行评定。本规范适用的具体范围与对象：1）对既有城市桥梁结构进行检测、检算和荷载试验分析，正确评定既有城市桥梁的承载能力，为确定既有城市桥梁的使用条件或为桥梁的改建、扩建、加固等技术方案的制订提供可靠根据。2）对新建、改建、扩建或加固的城市桥梁进行检算和荷载试验分析，正确评定新建、改建、扩建或加固的城市桥梁是否达到了设计的预期。3）城市公铁两用桥、城市轻轨和地下通道的检测与评定未包含在本规范中。基本规定一、桥梁结构的检测与承载能力评定应包括下列内容：1结构检测；2结构检算；3当需确认结构的实际承载能力时，应进行鉴定性荷载试验；4当需验证结构承载能力符合设计或相关标准要求时，应进行验收性荷载试验。二、新建、改建、扩建桥梁结构的验收检测内容，应符合现行行业标准《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ2的规定。三、符合下列条件之一的既有桥梁应进行结构检测和结构检算：1符合现行行业标准《城市桥梁养护技术规范》CJJ99有关开展结构定期检测和特殊检测的规定；2拟提高荷载等级；3需通过特殊、重型车辆；4遭受重大自然灾害或意外事件，可能对桥梁安全产生影响；5在墩台基础的应力影响范围内将进行穿越施工、基坑开挖或出现大面积超载；6结构安全受其他因素影响。四、既有桥梁结构承载能力评定时，应根据承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求，结合委托方的特殊要求及桥梁结构状况，选择下列内容进行结构检算：1结构或构件的极限承载力、稳定性和不适于继续承载的变形；2结构或构件的正常使用变形、混凝土构件开裂状况；3地基与基础的承载力、变形和稳定性；4结构抵抗偶然作用的抗倒塌能力。五、既有桥梁结构承载能力检算评定时，构件的几何尺寸、变位、材料强度、缺损程度宜以结构实体检测结果为依据。六、桥梁结构耐久性状况应根据下列结构实体检测结果进行评定：1对混凝土结构，应包括钢筋保护层厚度、混凝土碳化深度、混凝土中的氯离子含量、混凝土电阻率、表征钢筋锈蚀状况的半电池电位和混凝土裂缝宽度的检测；2对钢结构，应包括钢材表观锈蚀状况、涂层厚度及老化和构件疲劳损伤的检测；3对圬工结构，应包括冻融损伤、风化损伤和化学侵蚀的检测。七、实施鉴定性荷载试验前，应分别对桥梁结构的实体进行检测，对结构的承载能力进行检算。八、桥梁荷载试验内容应包括静力荷载试验和动力荷载试验。符合下列条件之一的桥梁应进行荷载试验：1结构检算的承载能力不满足要求，需结合荷载试验实测结构响应，综合评定结构的实际承载能力；2结构检算难以判定承载能力；3竣工验收要求进行荷载试验；4设计认为结构体系复杂应进行荷载试验。九、对结构承载能力、行人及交通安全有影响的桥梁附属结构与设施，宜按现行行业标准《城市桥梁养护技术规范》CJJ99的规定进行检查评估。车行桥人行道栏杆的检测与评定，可按本规范有关人行天桥栏杆检测与评定的规定执行。十、桥梁现场检测应符合国家有关安全生产的规定。十一、桥梁检测仪器设备应满足测量准确度、分辨力、量程及动态响应的性能要求，以及气候环境、机械环境和电磁环境的适应性要求。十二、检测仪器设备应在检定或校准有效期内。检测仪器设备检定或校准时，宜按检测仪器设备的实际布设情况，将传感器、导线、信号适调仪组成的模拟测量系统进行整体检定或校准。检测前应对仪器设备检查调试；当检测辅助用仪器设备对现场检测的质量、安全有影响时，应对其功能进行检查。检测评估体系依据检测评定方式规范、标准及依据评定目标与结果桥梁定期检查桥梁特殊检查结构分析桥梁荷载试验公路桥涵养护规范公路桥梁承载能力检测评定规范城市桥梁检测评定技术规范城市桥梁养护规范大跨径混凝土桥梁荷载试验方法桥梁技术状况等级结构体系、材质、几何参数、耐久性、结构检算、分析等桥梁结构承载能力公路桥梁技术状况评定标准评定等级：完好（A）、轻微（B）、中等（C）、严重（D）、危险（E）支撑——城市桥梁养护规范城市桥梁作为城市中的生命线工程，交通繁忙，城市桥梁出现安全问题通常损失或影响很大。因此，对城市桥梁的检测方法和分析手段均提出了较高的要求。特殊检测的启动条件、实施的基本内容进行了规定：（1）常规定期检测后，I类养护的城市桥梁评定为不合格级，应立即安排修复；II～V类养护的城市桥梁判定为D级及以下，应对桥梁进行结构检测或特殊检测；（2）结构定期检测和特殊检测与评定应由相应检测资质的专业机构、人员承担。（3）特殊检测与评定应包括：实体检测评定结构缺损状况、利用结构计算分析评估整体性能和功能状况以及计算分析评估仍不能判明承载能力时应实施荷载试验评定等三方面内容。公路桥梁检测与承载力评定方法桥梁技术状况与耐久性参数检测荷载调查定期检查性能检测结构固有模态参数构件表观质量状况几何尺寸及线形状况钢筋保护层厚度钢筋自然电位混凝土电阻率混凝土碳化深度混凝土氯离子含量构件混凝土强度构件材料风化状况物理化学损伤钢筋锈蚀界面折减交通量及环境变量大吨位车辆混入率轴载分布特征结构静载及定载位移检测参数桥梁技术状况系数（Z1）材料性能与耐久性退化状况承载力恶化系数（xd）构件截面折减系数（xs、xc）汽车荷载变异活载影响修正系数（xq）结构抗力Rd荷载效应Sd评定系数检算分析Sd＜Rd荷载试验确定检算系数Z2Sd=1.0~1.2RdNo令：Z1=Z2编制承载力评定报