我国公路桥梁检测评价加固技术的现状与发展

我国公路桥梁检测评价加固技术的现状与发展张劲泉交通部公路科学研究院RESEARCHINSTITUTEOFHIGHWAYCOMMUNICATIONS旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院桥梁养护管理技术的重要性我国公路桥梁的技术现状近年来的主要进展下阶段重点突破的方向与技术内容提要旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院1桥梁养护管理技术的重要性公路交通——生命线工程桥梁——咽喉工程、百年大计工程桥梁养护面临的三大问题：耐久性安全性适用性病害集中暴露期：建成投入使用的20～30年后特点：经济越发达，面临的问题越突出旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院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1桥梁养护管理技术的重要性旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院588,930座桥梁病害桥梁158,859座，约占桥梁总数的27％设计寿命基准期为75年，而实际使用的桥梁平均寿命为44年，州际桥梁的的平均使用寿命仅为39年1桥梁养护管理技术的重要性美国：旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院平均每年约有150～200座桥梁部分或完全倒塌，平均寿命不足20年修复费用每年就高达900亿美元2005年开始，每年2000万美元，选定约100座桥梁跟踪观测，建立检测评价基础数据库1桥梁养护管理技术的重要性美国：旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院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旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院1桥梁养护管理技术的重要性桥梁养护管理工作中的关键技术——国际桥梁界研究热点桥梁养护检查——日常检查、定期检查技术状况评价养护管理与健康监测特殊检查承载力评定养护维修加固改造材质状况检测与耐久性评价检测仪器设备、加固维修材料研发旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院1997199819992000200120022003200420052006注：2006年统计数据含农村公路桥梁桥梁座数21082222000127880923077829939731077332150053360033664828411760万50万40万30万20万10万2我国公路桥梁的技术现状旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院2我国公路桥梁的技术现状2007年：570016座/23191812延米—第二桥梁大国问题1：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%旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院2我国公路桥梁的技术现状问题2：技术标准低（荷载）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1980年代前依据旧标准建设的在用桥梁，技术状况普遍偏差旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院2我国公路桥梁的技术现状问题3：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），存在结构上的先天不足旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院2我国公路桥梁的技术现状问题4：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突出旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院2我国公路桥梁的技术现状问题5：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旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院2我国公路桥梁的技术现状问题6：预应力混凝土连续箱梁桥预应力混凝土连续刚构斜拉桥主梁开裂下挠预应力管道压浆、施工接缝不良，预应力损失大跨径预应力混凝土箱梁桥旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院2我国公路桥梁的技术现状问题7：地区差异沿海地区：钢筋锈蚀、保护层层离或剥落等耐久性问题旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院2我国公路桥梁的技术现状问题7：地区差异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旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院2我国公路桥梁的技术现状问题7：地区差异东北等寒冷地区：混凝土桥梁结构的冻融损伤等旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院2我国公路桥梁的技术现状问题7：地区差异南方地区：基础冲刷和水毁问题旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院2我国公路桥梁的技术现状问题8：超载运输问题普遍存在屡禁不止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桥面铺装损伤破坏压垮桥梁208国道太原市小店区段东柳林桥旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院世界桥梁强国的标志桥梁的设计理念与技术——品牌创新施工技术水平、装备、工艺、工法等——建设工艺与技术创新桥梁检测、评价、维修加固技术——养护管理技术创新总的看来，我国公路桥梁的总体技术状况不容乐观。我国虽已成为世界桥梁大国，但在桥梁的养护管理方面还有很多不足和亟待解决的技术和管理问题。随着国民经济的持续发展，这些问题会不断的暴露和显现出来，并成为制约公路交通事业持续健康发展的关键因素，也将成为我国走向世界桥梁强国过程中必须突破的一个关键环节。2我国公路桥梁的技术现状旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院桥梁日常养护与管理3近年来的主要进展桥梁检测与承载力评定桥梁维修加固桥梁耐久性检测评价旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院“七五”“、八五”和“九五”期间，通过“公路桥梁使用功能评价方法”、“公路桥梁管理信息系统”和“公路桥梁周期费用分析与状况预测模型研究”等一系列部重点项目和国家推广项目“公路桥梁管理系统推广”的实施，构建了我国公路桥梁技术状况和使用功能评价方法与标准体系。3.1桥梁养护检查、技术状况评价与养护管理技术3近年来的主要进展旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院评定模型：SBSPDWSBCIWSPCIWDCIBCI3.1桥梁养护检查、技术状况评价与养护管理技术3近年来的主要进展桥梁技术状况评定旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院33221151100RRRDq评定模型：桥梁使用功能评定模型：3.1桥梁养护检查、技术状况评价与养护管理技术3近年来的主要进展旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院•缺损状况评定•使用功能评价•养护周期费用预测•维修加固对策•图形图象多媒体管理•维修排序与决策优化•GIS地理信息与系统查询桥梁养护管理综合系统框架养护周期预测技术桥梁状况评价与决策技术GIS与多媒体技术3.1桥梁养护检查、技术状况评价与养护管理技术3近年来的主要进展旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通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）交通部公路科学研究院•特大桥养护管理系统•特大桥的结构健康监测系统•桥梁群健康监测系统•部级桥梁养护管理系统3.1桥梁养护检查、技术状况评价与养护管理技术3近年来的主要进展近些年的进展与方向：旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院桥梁日常养护与管理3近年来的主要进展桥梁检测与承载力评定桥梁维修加固桥梁耐久性检测评价旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院3.2桥梁检测与承载力评定方法3近年来的主要进展检测与承载力评定脱节主要依赖荷载试验传统的桥梁检测与承载力评定主要不足：基于检测结果的桥梁承载力多参数修正检算分析方法考虑了实际通行荷载、材料退化和结构损等因素近些年的主要成果：旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院基于检测结果的桥梁承载力评定方法体系旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院材质状况与耐久性检测评价体系与方法3.2桥梁检测与承载力评定方法3近年来的主要进展旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院将检测检查结果定量化应用于承载力评定3.2桥梁检测与承载力评定方法3近年来的主要进展改进后的桥梁承载能力鉴定流程旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院3.2桥梁检测与承载力评定方法3近年来的主要进展传统的检测评估体系改进后的检测评估体系旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院3.2桥梁检测与承载力评定方法3近年来的主要进展无损检测设备静动力荷载试验仪器设备常用传感器桥梁常用检测仪器设备传感器基本国产化：损伤识别隐蔽工程检测设备发展趋势：旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院桥梁日常养护与管理3近年来的主要进展桥梁检测与承载力评定桥梁维修加固桥梁耐久性检测评价旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院3.3桥梁维修加固技术3近年来的主要进展“九五”之前：“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”“十五”期间：“公路旧桥检测评定与加固技术研究及推广应用”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加固特点、适用条件、附加影响材料要求等加固工程质量检验评定标准20余种上下部结构加固方法系统的桥梁加固方法宏观经济理论等分析方法桥梁加固后评价体系研究、提升、总结旧桥加固成套技术应用指南旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院《公路桥梁加固施工技术规范》（JTG/TJ23-2008）颁布实施3.3桥梁维修加固技术3近年来的主要进展旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院3.3桥梁维修加固技术3近年来的主要进展特定桥型的维修加固成套技术：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、连续梁桥防灾减灾方面：抗震加固和震后加固技术质量控制：维修加固质量检验评定方法加固材料：高粘结抗扰动混凝土等目前国内研究热点：旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院桥梁日常养护与管理3近年来的主要进展桥梁检测与承载力评定桥梁维修加固桥梁耐久性检测评价旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院3.4桥梁耐久性检测评价技术3近年来的主要进展钢筋锈蚀混凝土碳化氯离子侵蚀碱骨料反应等材料层次：结构计算理论与方法构件设计联结构造选材、耐久性质量控制、监测等结构（构件）层次：研究较深入：港工、工民建少有研究旧桥检测与加固技术交通行业重点实验室（北京）交通部公路科学研究院项目的组织“桥梁耐久性关键技术研究”（交通部重大专项）旧桥检测与加固技术交通行业重点实验