我国公路桥梁检测评价与加固技术的现状与发展.doc

我国公路桥梁检测评价与加固技术的现状与发展
交通部公路科学研究院,张劲泉
1 引言
公路交通是人类社会生命线工程的重要组成部分,公路桥梁作为公路交通基础设施的咽喉工程,在公路运输系统中发挥着至关重要的作用。由于使用荷载和环境因素等的作用,将导致桥梁使用性能衰退、结构安全与耐久性降低,造成桥梁适应性不足,甚至出现桥毁人亡事故。作为人造结构物的桥梁,客观上也有其“生、老、病、死”的生存过程,采用科学的技术手段与方法对其实施及时有效的养护维修与管理,是保证其健康、安全服役,最大效能发挥其经济效益的关键。因此,桥梁养护管理技术一直以来都是国际桥梁界的关注的热点问题。
发达国家的经验表明,通常桥梁在建成投入使用的20~30年后,将愈来愈多地面临耐久性降低和安全性不足等问题,且越是经济发达的国家所面临的问题越突出。我国自上世纪80年代起开始,公路建设事业步入了高速发展时期,建设了大量各类桥梁,目前公路桥梁总数已突破57万座,成为仅次于美国的世界第二桥梁大国。随着服役时间推移和交通运输事业的持续蓬勃发展,我们所面临的桥梁养护管理工作任务也日趋艰巨,客观上对桥梁检测、评价、维修加固和养护管理等技术提出了更高的要求。为适应不断增长的养护维修市场需求,解决桥梁养护工作中的瓶颈性技术问题,自上世纪60年代开始,我国在公路桥梁领域立体开展了大量科研项目和计划,尤其值得一提的是,进入21世纪后,我国交通行业主管部门加大了对相关技术研究的支持力度,通过这些项目的实施,形成了较为健全的公路桥梁养护管理技术体系,对保障桥梁安全服役和路网畅通起到了关键性支撑作用。
2 我国公路桥梁的技术现状
截至2007年底,我国共有公路桥梁570016座/23191812延米,其中永久性桥梁552216座/
22795222延米、半永久性桥梁11502座/270234延米、临时性桥梁6298座/126357延米。公路桥梁中混凝土桥梁占到了90%以上的绝对多数。桥梁数量众多、总体技术状况不容乐观是目前我国公路桥梁的主要特点。具体表现在以下几方面:
(1) 公路路网中还有为数不少的半永久性桥梁(数量比:%)与临时性桥梁(数量比:%),它们的承载能力普遍偏低,难以适应当前交通运输需求,其抵抗自然灾害的能力较差,安全隐患突出,急需进行“永久化”改造。
(2) 1950年~1980年期间,按1981年以前颁布的不同版本的技术标准设计建造的桥梁,设计荷载标准偏低、桥面宽度狭窄。虽然,在“六五”、“七五”期间对它们进行了全面的技术改造,但由于当时资金有限,技术改造主要是以加固补强和加宽为主的。这些桥梁经过20余年的重载交通频繁运行,普遍老化、衰退严重,绝大多数桥梁处于“带病”工作状态。
(3) 八十年代前修建的少筋混凝土桥梁(如:壳体桥、少筋微弯版组合梁桥、二铰板拱和双曲拱桥等)、桁架拱桥、刚架拱桥、以及带挂孔的钢筋混凝土双悬臂结构和预应力混凝土T型刚构桥等,由于它们构造与施工上的特点以及结构体系上的弱点,使它们无法适应当前的频繁重载交通,存在冲剪与压溃破坏甚至构件掉落的危险。使用中的辽宁盘锦田庄台辽河大桥挂梁脱落就是一个典型例证。
(4) 八十年代修建的预应力混凝土斜拉桥、中承式和下承式吊杆拱桥,由于受当时桥梁建设技术的限制,拉索和吊杆的防腐层普遍出现过早的老化损坏,钢束和锚头锈蚀严重;加上当时对锚固区的构造以及抗风、雨振措施考虑欠合理,安全系数取值又偏小,致使拉索和吊杆易出现疲劳破坏。由于构造和手段的限制,目前对它们无法进行更深入的检查,导致拉索和吊杆的破坏存在极大的突然性。广州海印大桥斜拉索和四川宜宾小南门桥吊杆断裂破坏就是典型示例。
(5) 改革开放后,我国公路建设的高速发展初期建设的不少桥梁也存在安全与耐久性方面的隐患。比如:近二十年,我国在大江大河上、深沟峡谷间修建了为数众多的预应力混凝土连续梁和连续刚构桥,由于在设计和施工上存在一定的缺陷或不足,致使这些桥梁在投入使用1到6年后,普遍暴露出预应力管道压浆不饱满或漏压浆、后期预应力损失偏大,主梁跨中下挠过大、梁体斜向和纵横向开裂等危及桥梁正常使用与耐久性的
缺陷与病害;再如:我国近些年修建的高速公路上,采用预制安装施工方法修建了大量的钢筋混凝土和预应力混凝土空心板梁与小箱梁桥,这些桥梁在投入使用以后,普遍出现了梁端支承受力不匀、支座滑脱造成梁体受力不均,横向联接薄弱、铰缝纵向开裂,单板或单梁受力特征显著,在当前频繁重载交通下,存在极大的安全隐患。
(6) 我国地域辽阔,区域经济发展水平和自然环境差异较大,造成不同地区的桥梁病害和损伤表现出较强的区域分布特点。如沿海地区的钢筋混凝土和预应力混凝土桥梁,普遍存在钢筋锈蚀、混凝土保护层层离或剥落等耐久性问题;西北、华北地区由于季节性河流较多、温