1、城市橋梁基礎知識及管養現狀與發展城市橋梁基礎知識及管養現狀與發展（二）（二）城市橋梁管養現狀與發展城市橋梁管養現狀與發展 城市橋梁管養現狀1、主主 要要 內內 容容 城市橋梁管養特點2、 橋梁管養相關規范3、 橋梁管養工作效力及策略優化4、1 1、城市、城市橋梁管養現狀橋梁管養現狀 城市橋梁管養現狀城市橋梁管養現狀1.11.11.21.2管養工作的重要性與緊迫性管養工作的重要性與緊迫性1.31.3世界百年十大塌橋事故1.11.1 城市橋梁管養現狀城市橋梁管養現狀受時代限制，設計荷載偏低，設計規范不完善結構設計不合理，計算錯誤；施工圖不完善，施工材料受限制 。交通運輸任務日益繁重交通碰撞、船撞事

2、故，地震破壞，洪水沖刷，日曬凍融，化學腐蝕，地基不均勻沉降。內部因素外部因素城市橋梁出現橋梁整體或組成部件在強度、剛度等方面的損壞。給市民群眾的生命財產、交通安全帶來一定的威脅，給城市造成經濟損失。降低了使用壽命，影響橋梁結構在正常使用條件下的安全性和耐久性。 美國時代周刊評出百年世界十大最惡劣塌橋事故，每次事故都是一個血的教訓，令人深思。1.21.2 世界百年十大塌橋事故世界百年十大塌橋事故事故1：加拿大魁北克大橋二度坍塌事故時間：1916年9月11日坍塌原因：由于設計上的缺陷，導致橋體實際承載量遠低于 設計承載量，并導致該橋兩度坍塌。首次坍塌 時間為1907年。死亡人數：95人1.2 1.

3、2 世界百年十大塌橋事故世界百年十大塌橋事故1.21.2 世界百年十大塌橋事故世界百年十大塌橋事故事故2：美國連接西佛羅里達州波因特普萊森特與俄亥俄州 Kanauga的吊橋發生坍塌事故時間： 1967年12月15日坍塌原因： 歷時39年的高負荷運作，使得該橋靠近俄亥俄州一面的一個鏈環不堪重負而斷裂。死亡人數： 46人。事故3：美國堪薩斯州海厄特-雷根西飯店的高架人行橋突然斷裂事故時間： 1981年7月17日坍塌原因： 當時橋上擠滿了人群，部分人們正在跳舞。建筑學家認為一個原因是跳舞的人們有節奏的振動引發人行橋結構斷裂，另一個原因就是橋面人員過多，負荷過重。死亡人數： 114人。1.2 1.2

4、世界百年十大塌橋事故世界百年十大塌橋事故事故4：美國康涅狄格州格林威治鎮米勒斯大橋坍塌事故時間： 1983年6月28日。坍塌原因： 橋體一個鐵栓發生松動造成。死亡人數： 3人。1.2 1.2 世界百年十大塌橋事故世界百年十大塌橋事故事故5：韓國首爾桑蘇大橋坍塌事故時間： 1994年10月21日坍塌原因： 大橋主干的支持鋼筋在上午上班高峰時間突然斷裂，瞬間塌入漢江。大橋在維護過程中出現的焊接失誤及大橋的設計缺陷和施工建筑期間的種種問題導致大橋坍塌。死亡人數： 31人。1.2 1.2 世界百年十大塌橋事故世界百年十大塌橋事故事故6：重慶市綦江縣虹橋坍塌事故時間： 1999年1月4日。坍塌原因： 調

5、查顯示建橋使用的鋼筋質量有嚴重問題。死亡人數： 49人。1.2 1.2 世界百年十大塌橋事故世界百年十大塌橋事故事故7：葡萄牙北部的Hintze-Ribeiro大橋坍塌事故時間： 2001年3月4日坍塌原因： 引起該橋坍塌的原因至今仍未確定下來，然而葡萄牙法官判處該橋的設計單位在在安全設計方面存有缺陷。另可能是由于該橋年久失修而無法經受連續幾日的暴雨而坍塌。死亡人數： 59人。1.2 1.2 世界百年十大塌橋事故世界百年十大塌橋事故事故8：印度達曼西部沿海區域一座大橋坍塌事故時間： 2003年8月28日坍塌原因： 當時事故發生后，當地的居民在抗議中攻擊了政府建筑，警方還在當地實行了宵禁。當地居

6、民指責政府忽視大橋存有安全隱患的相關警告，具體坍塌原因不明。死亡人數： 25人。1.2 1.2 世界百年十大塌橋事故世界百年十大塌橋事故事故9：西班牙格蘭納達Almuecar地區的高速公路橋坍塌事故時間：2005年11月7日。 死亡人數：6人。坍塌原因：跨徑為180英尺的橋面突然坍塌。1.2 1.2 世界百年十大塌橋事故世界百年十大塌橋事故事故10：印度比哈爾邦帕戈爾布爾火車站附近一座150年橋齡的舊橋坍塌事故時間： 2006年12月2日坍塌原因： 這座已經有著150年歷史的大橋年久失修，并在被拆毀過程中坍塌，地面一列火車被壓。死亡人數： 33人。1.2 1.2 世界百年十大塌橋事故世界百年十

7、大塌橋事故 橋梁是城市道路交通的咽喉，更是確保整個城市道路交通系統正常運營的關鍵。然而，通過調查發現，我國的城市橋梁普遍存在著大量技術與管理方面的問題。1.31.3 管養工作的重要性與緊迫性管養工作的重要性與緊迫性 為了提高城市橋梁的技術狀況及人、車等的通行能力，使橋梁能時刻處于良好狀態，必須把城市橋梁的養護、檢查、檢測、監測等管養工作做好，延長橋梁的使用年限，減少因橋梁損壞、垮塌等而帶來的交通事故，對保障市民生命財產安全 ，促進城市安定和諧具有特別重要的意義。 關于城市中的橋梁管養問題，不僅成為公眾廣泛關注的話題，業已成為城市安全一個不容忽視的重大隱患。所以保障城市橋梁的完好暢通 ，進一步加

8、強橋梁的管養水平已成為迫切需要。2 2、城市、城市橋梁管養特點橋梁管養特點目前城市橋梁管養存在的主要問題目前城市橋梁管養存在的主要問題2.12.12.22.2城市橋梁管養措施城市橋梁管養措施2.32.3城市橋梁常見病害 橋梁建設從設計開始就考慮了該橋的使用壽命，但是建成后欲達到其目的，必須經常通過養護達到其預期效果。2 2、城市、城市橋梁管養特點橋梁管養特點橋梁養護養護范圍養護項目維護一般指保護性措施如橋梁保潔、疏通排水、勾堵縫隙、小量噴涂、零星補修、零星防銹 等小修屬局部修理如欄桿整修或噴涂、步道整修、橋面補修、伸縮縫修理、護坡整修 等中修或大修通常放一起統稱為大中修，其作業范圍比較廣泛，主

9、要有較大數量的修理項目如全橋噴涂、更換構件、加固、加寬、加長，以及各種改善性工程 等 橋梁管理也是一項不可或缺的重要工作。養護與管理是一項工作的兩個方面，養護離不開管理，管理是為了養護。2.12.1 目前城市橋梁管養存在的主要問題目前城市橋梁管養存在的主要問題養護問題 目前, 市政養護管理單位普遍存在著養路不養橋, 重建不重養的思想, 造成了橋梁失養。 橋面不清潔，瀉水孔、伸縮縫堵塞不及時清理。導致晴天過車塵土飛揚,雨天橋面積水,車輛過橋時泥漿四濺，而且會引起伸縮裝置失靈而產生變形損壞。 橋面、引道路面與橋銜接處不夠平整，橋接坡下沉，導致橋頭跳車, 行車不順暢, 降低了行車質量, 增加橋梁構件

10、的疲勞，影響橋梁的使用壽命。 橋欄桿殘缺不齊和不及時修復。造成欄桿殘缺的原因很多,如行駛車輛交通事故撞壞,人為破壞,欄桿殘缺。雖然不影響車輛運行,但行駛在橋上的車輛行人缺乏安全感,降低交通安全舒適水平。 橋梁構件損壞不及時維修。橋梁投入運營后,由于施工中出現的變位、沉陷空洞、裂縫等毛病,在日常養護中沒有及時修補,造成混凝土剝落、鋼筋外露銹蝕、活動支座失去活動能力等,這類毛病不及時處理可能釀成大病。 橋梁巡查不夠、橋況不明。對橋梁不進行定期檢查檢驗, 導致橋梁病害狀況及發展過程不清楚；技術資料不及時歸檔會導致橋梁資料不全、橋梁技術狀況不清楚。2.12.1 目前城市橋梁管養存在的主要問題目前城市橋

11、梁管養存在的主要問題管理模式和手段落后管理問題養護資金不足, 資源分配缺乏科學決策專業技術水平不高管養權屬不明橋梁信息管理混亂 橋梁管理部門仍停留在落后的管理模式和管理手段上, 缺少科學的指導思想、系統的檢測評價方法。橋梁的養護管理主要根據對橋梁狀況的定性了解和工程師的經驗來進行。 橋梁的養護資金往往不足以完成所有橋梁的維修處治需求, 資源分配方面缺乏客觀的評判標準和科學的決策手段, 僅僅憑主觀判斷來分配。 決策過程中由于受經驗的限制, 缺乏對橋梁缺損種類及其程度的定量掌握, 經常導致橋梁養護及維修方案的不合理, 最終使橋梁總體狀況迅速惡化。 橋梁管理和養護方面專業技術人員的缺乏, 阻礙了橋梁

12、養護管理水平的提高。 各級領導的重視下雖加大了對城市道路上橋梁的監管力度, 但還有部分橋梁由于管養區域劃分沒有明確界定導致橋梁設施的權屬單位和管養單位不明確。 由于技術資料不及時歸檔，造成橋梁資料不全、橋梁技術狀況不清楚等，同時平時疏于對橋梁的養護和信息的管理，沒有橋梁運行情況的第一手資料，對橋梁的運行情況，病害發展情況不了解，資料混亂，不能對橋梁的真實情況作出客觀合理的結論。2.22.2 城市橋梁常見病害城市橋梁常見病害城市橋梁交通荷載、環境侵蝕、偶然事故等 引起橋梁整體或組成部件，在強度、剛度等方面的損壞。 影響橋梁結構在正常使用條件下的安全性和耐久性。城市橋梁常見病害上部結構病害下部結構

13、病害2.2.1 上部結構主要病害（1）欄桿破損、殘缺 欄桿、扶手混凝土脫落、露筋、鋼構件銹蝕 ,有的甚至被人為破壞。雖然此種危害對通車并不造成妨礙 ,但它直接影響橋梁外觀 ,而且這種潛在的危害會對行車、 行人安全留下極大的隱患。2.22.2 城市橋梁常見病害城市橋梁常見病害東莞市景湖灣畔某人行橋（2）拉索、吊桿防護層破損導致內部鋼絲銹蝕 拉索、吊桿是斜拉橋、懸索橋等的主要受力構件，對橋梁的結構安全和實用壽命具有直接的重要影響。2.22.2 .1 .1 上部結構主要病害上部結構主要病害（3）橋面鋪裝存在坑槽、網裂、貫通裂縫 嚴重影響行車舒適性,同時,由于橋面坑槽的存在,車輛行駛時造成的跳車現象將

14、使橋梁結構的動態位移增大,影響橋梁結構的使用性能。2.22.2 .1 .1 上部結構主要病害上部結構主要病害武漢市青化橋橋面嚴重破損鋼筋裸露在外（4）過往車輛嚴重超載，橋面出現裂縫，引發橋面傾斜，受到嚴重損害。2.22.2 .1 .1 上部結構主要病害上部結構主要病害（5）伸縮縫鋼板變形、斷裂, 膠條破損、脫落；伸縮縫兩側橋面鋪裝破碎；伸縮縫內沉積物阻塞。導致伸縮縫喪失伸縮作用。2.22.2 .1 .1 上部結構主要病害上部結構主要病害伸縮縫病害（6）橋面鋪裝排水不暢造成上部結構滲（漏）水、侵蝕橋梁結構。2.22.2 .1 .1 上部結構主要病害上部結構主要病害大連市東聯路某立交橋漏水（7）防

15、撞墻混凝土破損、 露筋，防撞功能下降。上海虹翟高架防撞墻外側混凝土脫落（8）箱梁開裂。 有沿箱梁腹板兩側豎向或斜45方向的，有沿翼緣板底部或懸臂板端部縱向的，有沿頂、底板預應力束方向的或發生在腹板與頂、底板交接處以及齒板或橫隔板（孔洞周圍）某些局部位置的裂縫等。2.22.2 .1 .1 上部結構主要病害上部結構主要病害2.22.2 .1 .1 上部結構主要病害上部結構主要病害（9）箱梁底板蜂窩、麻面，鋼筋外露。2.2.2 下部結構主要病害（1）支座：a)支座鋼底板銹蝕；b)脫空、不均勻支撐；c) 支座變形過大；d) 橡膠老化、開裂；e) 支座移位、偏壓；f)支座下混凝土局部承壓破壞等。2.22

16、.2 城市橋梁常見病害城市橋梁常見病害不銹鋼板缺失、生銹支座變形、脫空支座移位、偏壓（2）墩、臺身： 對于鋼筋混凝土墩、臺身，常見的病害是由于混凝土凍漲引起的混凝土剝落、 露筋；對于漿切塊石墩、臺身，常見的病害是砌縫砂漿風化，內部空洞造成的墩、臺身裂縫。另外，墩、臺身基礎發生不均勻沉降，墩、臺身厚度偏小，加之混凝土或砌體砌筑質量不高，臺后水平推力大，產生橫向通縫及錯臺；臺身側墻受水平土壓力，會出現豎向裂縫。2.22.2 .2 .2 下部結構主要病害下部結構主要病害（3）基礎破壞： 橋梁基礎分淺基礎、深基礎與沉井基礎。淺基礎容易受水流沖刷而被掏空，容易受凍害影響，容易產生滑移或傾斜，受到地震的剪

17、切作用時有可能產生裂縫。深基礎在打樁時，樁身破碎，或者樁身開裂，容易受到水的侵蝕。沉井基礎的病害主要是發生地基不均勻沉降和基礎產生滑移，傾斜。2.22.2 .2 .2 下部結構主要病害下部結構主要病害2.32.3 城市橋梁管養措施城市橋梁管養措施（1）設立專業檢查隊伍， 提高檢查人員業務素質 城市公路橋梁管理部門應設立專門機構，有工程師負責橋梁養護工作，加強人才隊伍培養。 目前，橋梁的養護隊伍素質參差不齊，養護技術落后，對一些問題并不能妥善解決，養護缺乏專業性。 管理部門要針對這種情況，一方面要通過引進專業的人才提高養護隊伍的質量；另一方面要加強對養護工人的培養， 不斷引進新技術，定期進行學習

18、。 橋梁養護工作必須貫徹“預防為主，防治結合”的方針，采取經常保養與綜合維修相結合的方式。2.32.3 城市橋梁管養措施城市橋梁管養措施（2）正確評價橋梁運行狀況， 制定養護方案 對于橋梁中的裂縫要分情況處理，對于細小裂縫可采用灌漿修補即可，對于一些數量多或者發展較快的裂縫，要進行加固處理，可采用體外預應力和碳纖維加固組合方案來加固。 要根據高等級公路橋梁養護檢查的結果，對橋梁技術狀況做出科學客觀的評價，據此來制定橋梁養護方案。 對出現鋼筋銹蝕的部位要清除銹蝕區域的混凝土，然后對鋼筋進行除銹處理，最后澆筑混凝土。2.32.3 城市橋梁管養措施城市橋梁管養措施（3）“三檢” 相結合， 加大橋梁養

19、護投入 定期檢查是按規定周期對橋梁的主體結構進行全面檢查， 根據檢查結果，對其中可能存在的嚴重問題組織專項檢查，以確定修補方案。 “三檢” 即經常檢查、 定期檢查和專項檢查相結合， 經常檢查主要是對橋面設施和橋臺附屬構造的技術狀況進行日常檢查。 檢查的效果和儀器設備有著直接關系，應確保橋梁養護的資金到位， 及時更新設備， 提倡采用新工藝。2.32.3 城市橋梁管養措施城市橋梁管養措施（4）加強橋梁檢測信息化管理 通過對橋梁基本數據、檢測數據進行系統分析，對橋梁的狀態進行科學評估、結構退化預測，得到維護對策和計劃。 橋梁管理系統主要針對特定的地區或國家、特定路線、某種類型橋梁群體分析的計算機信息

20、系統。 橋梁管理系統綜合分析技術、經濟、社會和政治等方面的因素，運用現代計算機技術，尋求橋梁養護管理中最優的決策方案，需求經濟和技術效益最大化。3 3、橋梁管養相關規范橋梁管養相關規范 中美橋梁管養規范中美橋梁管養規范3.13.13.23.2國內橋梁養護規范比較 從美國橋梁檢測、 加固類規范的發展歷史來看，在每次橋梁倒塌后，都會促使針對現有體系的不足加以改進。因此，經過若干年的發展，美國的橋梁養護規范體系有很多值得我國借鑒的地方，其規范比較如下表所示。3.13.1 中美橋梁管養規范中美橋梁管養規范項目美國我國交通系統橋梁檢測國家橋梁檢測規范公路橋涵養護規范檢測人員參考手冊橋梁評估橋梁評估手冊公

21、路橋涵養護規范橋梁狀況評估及荷載抗力系數法評定手冊檢測人員參考手冊公路舊橋承載力鑒定方法結構檔案與鑒定的編碼指南養護與維修加固道路橋梁養護手冊公路橋涵養護規范專門維修加固設計可使用 AASHTO 橋梁設計規范公路橋梁加固設計規范公路橋梁加固施工技術規范 公路規范和城市規范對檢測類別劃分的出發點、層次基本一致，且規定各類別檢測的深度、內容也基本相同。而城市規范在定期檢測中明確提出了結構定期檢測的概念，結構定期檢測在橋梁檢測當中是非常有必要的，特別是對于特殊結構橋梁如斜拉橋、懸索橋和特大型橋梁如立交、高架橋，針對這些特殊、復雜而且特別重要的結構不僅要定期的評定其技術，還應定期的評定其結構的材料缺損

22、狀況和承載能力，以保證該類橋梁的運營安全。3.23.2 國內橋梁養護規范比較國內橋梁養護規范比較（1）檢測類別及內容劃分比較 目前，國內關于橋梁檢測的規范主要有交通部2004年頒布實施的公路橋涵養護規范（JTG H11-2004）（以下簡稱“公路規范”）和建設部2004年頒布實施的城市橋梁養護技術規范（CJJ 99-2003）（以下簡稱“城市規范”）。公路規范城市規范異同點經常檢查經常性檢查檢查內容尚未明確，檢查內容和深度相當定期檢查常規定期檢測城市規范將定期檢測分為常規定期檢測和結構定期檢測。城市規范的常規定期檢測與公路規范的定期檢查的工作內容、深度相當，但檢查、檢測的頻率不同，城市橋梁規定

23、為至少一年一次，公路規范規定至少三年一次。城市規范的結構定期檢測是指按照一定的檢測頻率對橋梁結構的材料缺損狀況等進行檢測，必要時，還需進行荷載試驗，鑒定橋梁承載能力。結構定期檢測特殊檢查特殊檢測檢測內容、深度相當，均要求對橋梁的材料缺損狀況和承載能力做出評定。但公路規范的特殊檢查還包含防災能力鑒定。3.23.2 國內橋梁養護規范比較國內橋梁養護規范比較3.23.2 國內橋梁養護規范比較國內橋梁養護規范比較（2）橋梁等級分類、狀態和養護狀態比較公路規范公路規范城市規范城市規范等級等級狀態狀態相應對策相應對策等級等級狀態狀態相應對策相應對策一類完好正常保養A級完好日常保養二類較好小修B級良好日常保

24、養、小修三類較差中修C級合格保養、小修四類很差大修或改造D級不合格中修或大修五類危險改建或重建E級危險大修、加固、改建 公路規范和城市規范對橋梁等級分類及其相應的狀態和養護對策詳細對比見下表。 管養工作效力概念模型管養工作效力概念模型4.14.14.24.2管養工作策略優化4 4、橋梁管養工作效力及策略優化橋梁管養工作效力及策略優化2 2、驗證橋梁在、驗證橋梁在役過程中可能役過程中可能病害是否出現病害是否出現及其程度。及其程度。3 3、驗證橋梁在、驗證橋梁在役過程的環境役過程的環境作用和荷載作作用和荷載作用與設計假定用與設計假定的吻合程度。的吻合程度。1 1、保證橋梁及、保證橋梁及其構件按設計

25、其構件按設計預定的退化模預定的退化模式退化和維持式退化和維持退化規律有序。退化規律有序。4.1 4.1 管養工作概念模型管養工作概念模型（1）構件在正常養護條件下將按一定的退化規律發生性能退化過程。 如果實際養護水平不能達到正常養護水平，構件性能退化規律可能發生變化，性能退化過程可能加速，如右圖a所示。4.1 4.1 管養工作概念模型管養工作概念模型（3）從壽命周期成本優化的角度考慮，預防性維修是在構件性能達到最低要求之前，開展維修工作，恢復部分性能并改善構件的退化規律，以期通過較小的維修代價獲得較好的維修效果，如右圖所示。4.1 4.1 管養工作概念模型管養工作概念模型（4）更換則完全將構件

26、的性能恢復到初始狀態，如果更換構件與構件相同，則將重復原有的退化過程；如果選用不同的構件，則可能遵循其新的退化規律，如左圖所示。對于易損構件可以考慮多次更換過程，以達到壽命成本最優。4.1 4.1 管養工作概念模型管養工作概念模型4.24.2 管養工作策略優化管養工作策略優化 管養工作重要的內容是對各種管養工作進行總體安排、統籌規劃。 管養工作策略優化的難題是如何考慮橋梁在役過程中可能出現的各種不確定性。不確定性橋梁性能橋梁管養工作管養成本預期(1)構件可能受到的侵蝕因素種類及強度；(2)可能出現的病害及程度；(3)構件性能退化過程(規律)及其退化過程在實際運營條件下的變異性；(4)構件在役過

27、程中經歷的荷載條件。(1)實施的養護工作與預期頻率與效果的吻合程度；(2)檢查結果的正確性與可信程度；(3)維修工作的效率及維修后的性能退化特性；(4)更換構件的工作性能與退化特性；(5)管養(主要是監測、檢測、維修)新技術的發展和應用。(1)直接成本(如人工費、材料價格)等的變化；(2)間接成本(如繞行成本、環境成本)等價格和計算方法的改變；(3)使用要求改變造成的管養工作要求(內容、頻率)的改變。管養工作策略優化（3）這些管養工作實施的頻率(周期)或啟動的時機。（2）對于具體的管養工程類型，應選擇何種具體實施方法。4.24.2 管養工作策略優化管養工作策略優化（1）壽命過程中應實施哪些種類

28、管養工作(養護、檢測、監測、維修、更換等)。（4）管養工作期望的效力。管養工作策略優化目標滿足壽命周期內的性能指標要求降低壽命周期綜合成本 總體看來，管養工作是綜合優化過程，需要結合具體工程和橋梁的實際情況進行，而優化的方法根據實際具備的條件等來確定。4.24.2 管養工作策略優化管養工作策略優化袁袁 萬萬 城城通訊地址：通訊地址：上海市四平路1239號同濟大學橋梁館409室郵郵 編：編：200092 EmailEmail： 美國時代周刊評出百年世界十大最惡劣塌橋事故，每次事故都是一個血的教訓，令人深思。1.21.2 世界百年十大塌橋事故世界百年十大塌橋事故事故1：加拿大魁北克大橋二度坍塌事故

29、時間：1916年9月11日坍塌原因：由于設計上的缺陷，導致橋體實際承載量遠低于 設計承載量，并導致該橋兩度坍塌。首次坍塌 時間為1907年。死亡人數：95人1.21.2 世界百年十大塌橋事故世界百年十大塌橋事故事故2：美國連接西佛羅里達州波因特普萊森特與俄亥俄州 Kanauga的吊橋發生坍塌事故時間： 1967年12月15日坍塌原因： 歷時39年的高負荷運作，使得該橋靠近俄亥俄州一面的一個鏈環不堪重負而斷裂。死亡人數： 46人。事故3：美國堪薩斯州海厄特-雷根西飯店的高架人行橋突然斷裂事故時間： 1981年7月17日坍塌原因： 當時橋上擠滿了人群，部分人們正在跳舞。建筑學家認為一個原因是跳舞的人們有節奏的振動引發人行橋結構斷裂，另一個原因就是橋面人員過多，負荷過重。死亡人數： 114人。1.2 1.2 世界