普通干线公路安保工程施工图设计的紧急通知 附件4：干线公路桥梁检测与维修加固技术 李万恒

干线公路桥梁检测与维修加固技术“干线公路养护与改造技术”高级研修班2012年2月●北京李万恒交通运输部公路科学研究院RESEARCHINSTITUTEOFHIGHWAYCOMMUNICATIONS交通运输部公路科学研究院旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）内容提要1我国公路桥梁基本现状2我国公路桥梁养护技术体系3我国公路桥梁养护技术4我国公路桥梁养护技术发展5关于桥梁养护工作的几点思考20002001200220032004200520062007200820092010注：2006年后统计数据，含农村公路桥梁桥梁数量27.9万28.4万31.1万29.9万33.7万53.4万57.0万62.2万59.5万32.2万70万60万50万40万30万65.8万数量世界第一美国约62万座2020年将达到约80万座桥梁数量：65.8万座/30483094延米1我国公路桥梁的基本状况——总体规模1我国公路桥梁的基本状况——总体规模我国公路桥梁数量已位居世界第一2010年底公路桥梁658126座/30483094延米国道：115106座/11157708延米省道：89239座/6435794延米县道：113089座/4216095延米乡道：156221座/4076365延米村道：179367座/4418370延米专用公路：4994座/178762延米省道，14％县道，17％乡道，24％村道，27％国道，14％专用公路，1％国省县道与乡村道上的桥梁大致上各占一半1我国公路桥梁基本状况——分类情况配筋混凝土桥,85%圬工桥,13%钢桥,1%其他,1%配筋混凝土桥梁为主体配筋混凝土桥：约占85%圬工桥：约占13%钢桥：不到1%其他桥梁：约占1%梁式桥,74%拱式桥,17%斜拉、悬索桥，1%混凝土梁式桥量大面广梁式桥：约占74%拱桥：约占17%斜拉、悬索桥：不到1%1我国公路桥梁基本状况——分类情况永久性桥梁为绝对主体永久性桥梁：641608座/30099162延米半永久性桥梁：10908座/268402延米临时性桥梁：5610座/115529延米永久性桥梁，97.5％半永久性桥梁，1.65％临时性桥梁，0.85%绝大多数为中小跨径桥梁特大桥：2051座/3469779延米大桥：49489座/11670425延米中桥：142423座/7504264延米小桥：464163座/7838625延米特大桥,0.3%大桥,7.5%中桥,21.6%小桥,70.6%——中小跨径桥梁数量占桥梁总数的92％，占桥梁总长度的50.3％1我国公路桥梁基本状况——分类情况国省县道上75％的桥龄低于20年，58％的桥龄低于10年国省县道：桥梁总数317544座80年代以前：38170座80年代：26580座90年代：59883座2000～2010年：186544座国省道上桥龄超过30年的约占15%80年代前,12.0%80年代,8.4%90年代,18.9%20001-2005,29.9%2005-2010,28.9%不详,2.0%公路桥梁设计荷载标准进行5次修订，设计规范修订3次——1954年：汽-6、8、10、13、18——1956年：汽-6、8、10、13、18；拖-30、60、80——1967年：汽-10、15、20；履带-50、60、拖车-100——1972年：汽-10、15、20；履带-50、挂车-80、100——1981年：汽-10、15、20、汽超-20；履带-50、挂车-80、100、120——2004年：车道荷载公路Ⅰ级、公路Ⅱ级车辆荷载55t1我国公路桥梁基本状况——设计荷载标准上世纪八十年代以前修建的桥梁，设计荷载标准偏低不同时期修建的桥梁，设计荷载标准存在较大差异我国现行规范采用车道荷载与车辆荷载并行的模式，与国外相同我国现行规范的车道均布荷载10.5kN/m，高出美国的9.3kN/m13％集中荷载180kN~360kN，在跨径大于41米后，大于美国的设计货车荷载325kN我国规范的车辆荷载550kN，大于美国的325kN我国规范单车道汽车荷载标准值效应，略高于美国AASHTO规范，与日本道桥示方书基本持平，低于欧洲规范我国规范对多车道汽车荷载标准值效应，略高于美国AASHTO规范，与日本道桥示方书基本持平，低于欧洲规范我国规范的多车道汽车荷载设计效应，比美国AASHTO规范，欧洲规范偏低1我国公路桥梁基本状况——设计荷载标准我国现行设计荷载标准与发达国家相比，处于适中水平1我国公路桥梁基本状况——设计荷载标准沈大高速、沪宁高速、沪杭甬等多条高速公路改扩建我国国主干线公路交通量增长急速，改扩建需求突出货运车辆大型化重载化趋势明显：大型车辆混入率增大干线公路二轴及以下54.5％三轴～六轴货车45.5％六轴货车28.9％急剧增长的交通量和运输车辆的大型化，对桥梁设计荷载标准提出了挑战不同设计标准的桥梁并存，增加了养护管理工作难度结合具体情况差异化对待交通状况、技术状况、检查频率、精细化养护加固改造——统一提升桥梁荷载标准经济水平、不同等级公路荷载差异不大（重车）干线公路改造——统一提升桥梁荷载标准逐步消除或缩小设计荷载标准的等级化（公路）差异1我国公路桥梁基本状况——设计荷载标准承载能力低，与现行交通需求不相适应抗灾能力差，安全隐患突出1我国公路桥梁基本状况——主要存在问题占总数2.51％的半永久性、临时性桥梁需要永久化改造80年代以前修建的桥梁，技术状况总体偏差原设计荷载标准与现行实际运行荷载差距较大受当时技术所限，加固改造措施的长期有效性差1我国公路桥梁基本状况——主要存在问题中承式拱系杆拱桥带挂孔悬臂梁桥T形刚构部分桥梁结构存在先天不足，造成突发安全事故预制拼装式中小跨径配筋混凝土桥梁，横向连接可靠性差铰接开裂横向联结失效单板（梁）受力大跨预应力混凝土箱梁桥开裂、下挠腹板开裂节段接缝不良合龙段底板开裂、劈裂、层离跨中持续下挠重点关注桥梁——空心板主要问题：整体性差（浅铰缝）、施工质量不易保证、支座易脱空支撑力不均匀、后期养护难度大。措施建议：重点解决铰缝开裂、单板受力问题单板受力：隐蔽性、判断标准、养护维修的针对性高等级公路及重载线路上应限制使用低等级公路上：改进铰缝构造、桥面铺装等研发其替代桥型或改进1我国公路桥梁基本状况——主要存在问题重点关注桥梁——中承式和下承式吊杆拱桥主要问题：桥面系结构整体稳固性不足、吊杆抗风险能力较差、锚头不宜检查、短吊杆存在设计缺陷措施建议：不得建设无纵向联结构造的该类桥梁提高吊杆安全系数和构造耐久性，避免并采用单点单吊杆可检修、易更换措施规定吊杆更换周期（预防性养护）1我国公路桥梁基本状况——主要存在问题重点关注桥梁——挂孔结构主要问题：悬臂端部下挠、牛腿开裂、不易检查维修措施建议：加强挂梁牛腿位置的抗剪强度及耐久性设计不宜新建此类桥梁1我国公路桥梁基本状况——主要存在问题重点关注桥梁——钢筋混凝土刚架（桁架）拱桥主要问题：节点附近、腹杆、横向联系开裂措施建议：不宜用于重载交通线或高等级公路结构构造改进（结点、横向连接等）1我国公路桥梁基本状况——主要存在问题重点关注桥梁——大跨预应力混凝土箱梁主要问题：跨中下挠、腹板开裂、预应力措施建议：提高混凝土长期性能结构构造改进预应力体系优化施工技术改进200米以上跨径慎用1我国公路桥梁基本状况——主要存在问题重点关注桥梁——大跨钢箱梁主要问题：焊缝疲劳措施建议：加强检查工作力度——早期微裂纹（正交异性桥面U肋）提升检测手段（磁粉、超声探伤等）1我国公路桥梁基本状况——主要存在问题重点关注桥梁早期修建的低配筋率桥梁，对现行交通荷载的适应性差双曲拱、桁架拱、刚架拱、二铰板拱等刚度小、整体性差少筋微弯板组合桥、壳体桥易发生轮载冲剪破坏1我国公路桥梁基本状况——主要存在问题1我国公路桥梁基本状况——主要存在问题基础冲刷加大，水毁问题严重地形、地貌变化，极端气候河道冲淤失衡桥址处取砂除冰盐作用、东部沿海、钢筋锈蚀西北、华北、季节性河流，下部结构磨蚀河水污染，硫酸盐等侵蚀寒冷地区，混凝土冻融循环破坏钢筋锈蚀、硫酸盐侵蚀、冻融和磨蚀等耐久性问题突出桥梁疲劳损伤日渐显现交通量增大超载运输对疲劳问题认知不足运营特点交通量快速增长不同建设年代、荷载标准桥梁并存服务需求越来越高：安全—通畅—舒适大量桥梁的使用时间超过20年1我国公路桥梁基本状况——主要存在问题交通量、荷载、环境作用与自然老化等，桥梁使用性能不断衰退性能衰退荷载作用环境安全性降低耐久性降低适应性不足养护不及时增加养护成本降低使用年限危及结构安全降低路网效能病害集中暴露期：建成投入使用的20～30年后1我国公路桥梁基本状况——主要存在问题近些年公路危桥数量统计注：2006年后统计数据，含农村公路桥梁年份：20012002200320042005200620072008200920101.01万座1.08万座1.04万座1.33万座1.46万座9.86万座6.31万座9.78万座9.57万座9.35万座桥梁总体技术状况不容乐观2010年，国省县道路危桥18689座/720920延米1我国公路桥梁基本状况——主要存在问题中国65.8万座桥梁约9.4万座危桥占14.3％美国62万座桥梁约15万座病害桥梁占24.2％近6万座桥梁承载能力不足占9.7％1我国公路桥梁基本状况——总体技术状况我国公路桥梁总体技术状况与发达国家基本相当我国公路桥梁病害集中暴露期小于发达国家我国对危桥改造高度重视中国中小跨径桥梁，15～20年；大跨径桥梁，6～8年斜拉桥，10～15年换索美国实际使用寿命平均44年投入危桥改造补助资金：十五/87.4亿元；十一五/189.5亿共改造危桥：16875座/124.9万延米交通运输部公路科学研究院旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）内容提要1我国公路桥梁基本现状2我国公路桥梁养护技术体系3我国公路桥梁养护技术4我国公路桥梁养护技术发展5关于桥梁养护工作的几点思考经常检查定期检查特殊检查桥梁评定:一般评定：桥梁缺损状况评定、技术状况等级评定适应性评定：承载能力、通行能力、抗洪能力评定2我国公路桥梁养护技术体系——体系构成桥梁检查技术体系：检查—评定技术体系桥梁养护决策管理技术体系养护需求优先排序最佳养护时机确定最佳养护方案甄选养护工程质量检评应急管理数据库服务器便携式巡检电子手薄便携式巡检电子手薄养护检查养护检查管理同步至电子手薄检查记录录入收集采集到的检查数据同步导入数据至服务器检查报表保养——清洁、日常保养小修——功能维护、状态保持大中修——功能恢复、提升（加固、改造）2我国公路桥梁养护技术体系——体系构成桥梁养护工程实施技术体系2我国公路桥梁养护技术体系——技术法规明确了责任主体，强化了监管责任建立了桥梁养护工程师制度，明确了从业人员资格和应履行主要职责规定了桥梁检查与评定工作内容、程序和方法规范了桥梁养护工程的管理和组织实施明晰了技术档案管理、应急处置管理和行业监管的要求2007年修订颁布了《公路桥梁养护管理工作制度》2004年修订颁布了《公路桥涵养护规范》明确了养护工作主要内容、基本要求、技术政策规定桥梁检查与评定的内容和方法给出了桥梁上、下部结构、通道、跨线桥、高架桥、漫水桥、漫水路面、调治构造物的养护内容与技术方法明确了超重车辆过桥、灾害防治与抢修的管理要求和技术方法2我国公路桥梁养护技术体系——技术法规补充完善了桥梁技术状况的评定标准明确了桥梁承载能力检评程序和方法规定了桥梁结构检算要点和材质状况与状态参数检测评定方法2011年修订颁布了《公路桥梁技术状况评定标准》和《公路桥梁承载能力检测评定规程》2008年制订颁布了《公路桥梁加固设计规范》和《公路桥梁加固施工技术规