橋涵維護與加固技術

橋涵維護與加固技術

一、緒論

改革開放以來，隨著我國經濟建設的持續快速健康發展，交通基礎設施建設取得了舉世矚目的成就，并將繼續保持快速增長的趨勢。2005年底，全國公路總里程達到193．05萬公里全國公路橋梁達33．66萬座、1474．75萬延米其中特大橋梁876座、145．96萬延米，大橋23290座、512．53萬延米，中橋7．17萬座、393．74萬延米，小橋24．07萬座、422．53萬延米。

全國公路隧道達2889處、152，70萬延米。其中特長隧道43處、16．59萬延米，其他長隧道381處、62．51萬延米，中隧道485處、34．18萬延米，短隧道1980處、39．43萬延米。

橋涵維護與加固技術1.1混凝土橋梁的病害在全部橋梁中，混凝土橋梁占絕大多數1989年歐洲橋梁中混凝土橋梁占70％，美國混凝土橋梁占72％，我國混凝土橋梁占90％以上。近年來國內混凝土橋梁破壞事故的報道屢見不鮮，其數量遠遠超過鋼橋。橋涵維護與加固技術1.1混凝土橋梁的病害美國1989年數據：積壓有待修補的混凝土橋梁的維修費用為1550億美元。因除冰鹽引起鋼筋銹蝕而限載的公路橋梁已占全部橋梁的1/4。美國土木工程學會在2001年指出，美國基礎設施在未來的5年需要化1.3萬億美元來解決目前基礎設施中存在的缺陷。就橋梁而言，29％的橋梁被界定為具有功能性缺陷，將需要在未來的10年中每年耗費106億美元來解決改變這一問題。橋涵維護與加固技術1.1混凝土橋梁的病害我國公路方面沒有確切的統計數字。根據1994年秋檢統計，我國鐵路橋梁共有病害橋6137座，占橋梁總數的18.8％，其中混凝土橋2675座，占病害橋梁的43.6％。橋涵維護與加固技術1.2纜索承重橋梁的嚴重病害國內外，不少斜拉橋的拉索和拱橋的吊桿甚至在使用不到十年就損壞了，其中有材質的問題，更主要的是拉索的耐久性保護措施薄弱而導致高強鋼絲的銹蝕或其他問題，如氫脆、應力腐蝕、腐蝕疲勞等。二戰后修建了大量的大跨橋梁結構——懸索橋與斜拉橋，至上世紀末，已發現懸索橋在使用十年左右后鋼索已出現銹蝕。斜拉橋的拉索損壞更嚴重，美國P-K（帕斯克?肯涅威科）通車7年后即換索，德國漢堡科爾布蘭特斜拉橋通車未滿10年即換索，中國廣州海印大橋1988年通車未滿10年即換索、濟南黃河公路大橋1982年建成13年后檢查時發現索有銹蝕即換索。四川宜賓金沙江南門橋使用10年后因吊桿損壞發生局部橋面坍塌事故。橋涵維護與加固技術1.3拱橋的病害我國在六七十年代修建了大量的拱橋，不少橋梁因為嚴重的開裂和銹蝕問題，而不得不加固或拆除重建。自國內開始修建鋼管混凝土拱橋以來，盡管這種橋型在設計理論等諸多方面還不成熟，而其耐久性更是無法驗證；但卻在不到15年的時間內，已修建了多達200余座，目前主跨200米以上的拱橋中，鋼管混凝土拱橋的數量已超過一半。由于理論和施工方面存在的問題，鋼管混凝土拱橋的使用前景和耐久性并不樂觀。橋涵維護與加固技術基本內部與外部因素橋梁病害影響因素的歸納與分類2引起橋梁結構病害的因素及分析橋涵維護與加固技術（1）設計標準低我國公路橋梁荷載標準是經過多次修改逐步提高的，隨著交通事業的發展，舊有橋梁的荷載標準遠遠不能滿足當前汽車荷載標準的要求，這種情況在世界各國都普遍存在。美國聯邦公路局調查結果顯示，全國約有60萬座橋梁，其中45%的橋梁有缺陷。在有缺陷的橋梁中，有13.6萬座橋梁由于損傷而導致結構性缺陷，有12.4萬座橋梁由于功能不全，而不能滿足現代交通的要求。英國有9萬2千座橋梁是1922年以前修建的，而當時設計規范中尚未引入荷載設計標準。在英國的威爾士，約有1/4的橋梁不能滿足現行規范的要求。在我國，僅公路方面就有5000多座危橋。其中一部分是舊中國留下的老橋，其設計標準低、年代久遠、損傷嚴重；另一部分是由于設計、施工不完善及結構本身的缺陷造成的。橋涵維護與加固技術（2）結構不合理在橋梁設計總體方案的選擇過程中，一般由橋梁地質條件、施工方法、經濟指標等多方面的因素來決定選用的結構類型，例如采用預應力結構或鋼筋砼結構、簡支或連續，T型梁或箱粱以及跨徑比例、箱梁斷面尺寸的擬定等，都會對橋梁的健康狀況有較大影響。國內經常因為工期或經濟方面的原因在方案設計時投入的精力不足，對很多關鍵問題缺乏研究，為運營以后橋梁的病害埋下了病根。橋涵維護與加固技術（3）設計不完善（4）計算問題

在橋梁設計過程中，末充分考慮預應力砼結構中砼徐變、收縮及溫度應力的影響；在進行結構有限性分析時過度強調單元劃分的精細化和所謂的計算精度，對結構邊界條件和傳力路徑認識不清除，對施工方法、順序和施工荷載對結構成橋性能的影響認識不夠。橋涵維護與加固技術

4)使用的因素1)橋面超載或荷載標準不明

2)變形與變形障礙

3)風雨侵襲及自然作用

4)受意外強擊

5)溫度的變化

6)地震、洪水等自然災害對橋梁造成的危害橋涵維護與加固技術4混凝土橋梁裂縫種類、成因（1）荷載引起的裂縫（2）溫度變化引起的裂縫（3）收縮引起的裂縫（4）地基礎變形引起的裂縫（5）鋼筋銹蝕引起的裂縫（6）凍脹引起的裂縫（7）原材料質量引起的裂縫（8）施工工藝質量引起的裂縫混凝土開裂可以說是“常發病”和“多發病”，經常困擾著橋梁工程技術人員。事實上混凝土橋梁的開裂問題是無法避免的，但是，如果采取一定的設計和施工措施，很多裂縫是可以克服和控制的。橋涵維護與加固技術

我國橋梁改造加固任務繁重，據交通部統計至2003年底，全國公路網中尚有危橋10443座，378439延米。要實現交通部規劃的2005年底基本消滅國、省干線公路危橋的目標，所需資金約為90億元。中國橋梁改造加固市場的巨大潛力，吸引了國內外眾多有遠見卓識的工程技術人員和企業家把注意力轉移到這方面來，國外的先進加固技術大量涌進中國加固市場，各種加固公司像雨后春筍相應而生，成功地創建了一批橋梁改造加固的優秀范例，推進了我國橋梁改造工作的發展。

橋涵維護與加固技術

提高橋梁改造加固設計質量，是確保加固工程質量的前提和基礎。橋梁改造加固設計是比新建橋梁設計復雜得多的系統工程。我國目前的狀況是“有實力的大設計院無暇顧及，不愿意干，技術力量較差的小型設計單位又干不了”，橋梁改造加固設計基本上由科研單位、高等院校和各類專業公司來承擔。橋涵維護與加固技術

各類專業公司的技術水平差異較大，值得慶幸的是，近幾年來我國確已出現一批技術能力較高的專業化加固公司，完成一批橋梁加固工程的優秀范例，他們代表了中國橋梁改造加固的主導方向。但是，有些專業公司以銷售加固材料為主，業務單一，對橋梁加固設計不熟悉。橋梁改造加固設計審核制度不規范，沒有明確的加固設計資質要求，