橋梁病害的檢測(cè)與病害原因分析

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1、第1章緒論1.1課題研究目的我國(guó)自改革開(kāi)放以來(lái)，橋梁建設(shè)以令世人驚嘆的規(guī)模和速度迅猛發(fā)展，取得了巨大成就。如今，在祖國(guó)的江、河、湖、海和高速公路上，不同類型、不同跨徑的橋梁，千姿百態(tài)，異彩紛呈，展示著我國(guó)交通特別是公路橋梁建設(shè)的輝煌。橋梁建設(shè)的成就和技術(shù)進(jìn)步，是廣大橋梁科技工作者才華、智慧和汗水的結(jié)晶，充分體現(xiàn)了我國(guó)綜合國(guó)力的增強(qiáng)和改革開(kāi)放的成果，標(biāo)志著我國(guó)橋梁建設(shè)技術(shù)總體上進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)水平。中國(guó)在20世紀(jì)70年代末的改革開(kāi)放也迎來(lái)了橋梁建設(shè)的春天，二十世紀(jì)的成就令世人矚目。中國(guó)的大橋跨度已名列前茅，技術(shù)上的差距也大大縮小。中國(guó)的進(jìn)步和發(fā)展速度已贏得了國(guó)際同行的認(rèn)可和

2、尊敬。展望21世紀(jì)的橋梁工程，我國(guó)在橋梁建設(shè)過(guò)程中還存在許多不足之處。建立四通八達(dá)的現(xiàn)代化交通網(wǎng)，大力發(fā)展交通運(yùn)輸事業(yè)，對(duì)于發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)，加強(qiáng)全國(guó)各族人民的團(tuán)結(jié)，促進(jìn)文化交流和鞏固國(guó)防等方面，都具有非常重要的作用。在公路、鐵路、城市和農(nóng)村道路以及水利建設(shè)中，為了跨越各種障礙，必須修建各種類型橋梁和涵洞，因此橋涵是交通線中的重要組成部分，而且是保證全線早日通車(chē)的關(guān)鍵。在經(jīng)濟(jì)上，橋梁和涵洞的造價(jià)一般來(lái)說(shuō)平均占公路總造價(jià)的10%~20%。在國(guó)防上，橋梁是交通運(yùn)輸?shù)难屎恚谛枰叨瓤焖?、機(jī)動(dòng)的現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，它具有非常重要的地位。自二十世紀(jì)中葉以來(lái)，由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，工業(yè)水平的

3、提高，社會(huì)生產(chǎn)力的高速發(fā)展，人們對(duì)橋梁建設(shè)提出了更高的要求?，F(xiàn)代高速公路上迂回交叉的立交橋、高架橋和城市高架道路，幾十公里長(zhǎng)的海灣、海峽大橋，新發(fā)展的城郊高速鐵路橋與輕軌運(yùn)輸高架橋等，這些新型橋梁不但是規(guī)模巨大的工程實(shí)體，而且猶如一條地上的彩虹，將城市裝扮得格外美麗。綜觀世界各國(guó)的大城市，常以耐人尋味的大橋作為城市的標(biāo)志與驕傲。因而橋梁建筑已不單純地被視為交通線上重要的工程實(shí)體，而且常作為一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)、綜合國(guó)力的綜合體現(xiàn)。我國(guó)橋梁建設(shè)日新月異，設(shè)計(jì)、施工、科研單位的實(shí)力有所增強(qiáng)，水平普遍有所提高，但地區(qū)、單位之間并不平衡。我國(guó)橋梁技術(shù)的總體水平同世界領(lǐng)先水平相比仍

4、存在一定差距，主要表現(xiàn)在理念和設(shè)計(jì)、材料、工藝技術(shù)創(chuàng)新上。60混凝土橋梁是我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施中的重要組成部分。據(jù)2000年統(tǒng)計(jì)，我國(guó)僅公路網(wǎng)中就有各種橋梁共278809座，總長(zhǎng)度為10311794km，其中危橋有9597座，總長(zhǎng)度為323415km。鐵路運(yùn)營(yíng)線路為70000km，橋梁總長(zhǎng)度為2400km，其中混凝土橋梁共12萬(wàn)余孔，占橋梁總數(shù)的90%以上。橋梁是道路的咽喉，在我國(guó)道路事業(yè)上發(fā)揮著重要作用。但在已經(jīng)運(yùn)營(yíng)的線路上，有些橋梁卻未達(dá)到其使用壽命而過(guò)早地發(fā)生損壞，一些建成工程已暴露出了較嚴(yán)重的耐久性問(wèn)題，使用壽命遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)壽命標(biāo)準(zhǔn)。如我國(guó)第一座城市大型立交橋—北京

5、西直門(mén)立交橋，1980年12月建成，由于受到冰鹽侵蝕、反復(fù)凍融、鋼筋銹蝕等作用嚴(yán)重破壞，于1999年3月即拆除重建，壽命不到19年。位于京廣線正線上的某百孔大橋，1976年交付使用，1995年在預(yù)應(yīng)力梁體上發(fā)現(xiàn)沿預(yù)應(yīng)力筋的裂縫，此后病害不斷發(fā)展，到2000年又發(fā)現(xiàn)第52孔曲線內(nèi)梁的腹板箍筋和一束預(yù)應(yīng)力鋼絲銹斷，經(jīng)診斷查明其病害根源在于梁體本身的堿—硅反應(yīng)和外界氯鹽侵蝕，為徹底消除隱患，最終花了近兩個(gè)月的時(shí)間在2002年底進(jìn)行換梁大修，耗資數(shù)千萬(wàn)元。橋梁是生命線工程的重要環(huán)節(jié)，若因耐久性不足及早進(jìn)行大修或更換，不僅耗資巨大，給政府構(gòu)成沉重的財(cái)政負(fù)擔(dān)，還會(huì)由于交通的臨時(shí)中

6、斷而引發(fā)更多的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。所以，研究橋梁混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，以及病害發(fā)生的原因和處理、防治措施技術(shù)等，都具有重要意義。隨著交通運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，交通運(yùn)輸量大幅度增長(zhǎng)，行車(chē)密度及車(chē)輛載重越來(lái)越大，尤其是重型車(chē)輛增多，再加上許多橋梁超負(fù)荷使用，已帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患。而改造又限于資金的緊缺，只能采取投資較少，施工期短，又能緩解當(dāng)前運(yùn)輸緊張狀態(tài)的維修與加固技術(shù)措施。因此，橋梁病害的檢測(cè)與病害原因分析就顯得尤為重要。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，橋梁設(shè)計(jì)理論和建造技術(shù)的不斷發(fā)展。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外建造了許多高大的立交橋、城市高架橋、跨越江、河和海灣(或海峽)的大橋，取得

7、很大成績(jī)。但是國(guó)內(nèi)外多座橋梁的突然破壞與倒塌，已使工程界對(duì)橋梁安全性問(wèn)題倍加關(guān)注。對(duì)我國(guó)危橋險(xiǎn)橋檢查所見(jiàn)，有的長(zhǎng)則20年到30年，短則8至10年就出現(xiàn)明顯病害。美國(guó)有近60萬(wàn)座混凝土橋梁存在缺陷的占45%，需要修復(fù)和更換，類似情況在世界其它國(guó)家也不例外。我國(guó)再過(guò)10年以后也難免于此。60橋梁的病害由于其數(shù)量之大，地域之廣，項(xiàng)目之多，對(duì)交通運(yùn)輸安全暢通帶來(lái)嚴(yán)重的影響，修復(fù)費(fèi)用之浩繁，現(xiàn)已成為世界各國(guó)共同關(guān)注的問(wèn)題。因此我們必須注重橋梁工程的耐久性，減少橋梁的缺陷及病害。勘察設(shè)計(jì)階段、施工階段、使用階段都有可能引起事故的發(fā)生，造成事故的原因也是多方面的，