海洋环境下桥梁设计施工关键技术ppt课件.ppt

中交桥梁技术有限公司 2009年3月,海洋环境下桥梁设计施工关键技术,主要内容,桥梁损坏的主要原因及应对,公司主要业务简介,桥梁垮塌及破坏现象的反思,印尼苏拉马都大桥的实践,目前国内桥梁存在的问题,50年代后期和60年代桥梁荷载标准低，承载力不足。,部分近期修建的桥梁出现质量问题，损伤严重。,截止2006年底，全国查出危桥（第5类）6282 座。,綦江彩虹桥,宜宾小南门桥,主跨240米中承式拱桥，1990年11月建成通车，2001年11月因吊杆严重锈蚀断裂，造成桥面跨塌。,苏州堰月桥 （2005年4月）,甘肃洮河大桥（2006年5月）,大桥建造于年代中期，距今已有年左右的历史，是座危桥。,位于甘肃省道306线上,岷县县城以北500米处，始建于1974年,总长200多，桥宽8米。,2004年成都三渡水大桥,2007年广东九江大桥,美国共有公路桥梁58万座， 1967年12月， Ohio州的Silver Bridge（悬索桥）跨塌导致46人死亡，使用年限为39年。随后弗罗里达阳光桥因船撞而严重损伤，由此引发了对美国58万座公路桥梁的检查，共调查了51.4万座，这些桥中40以上有不同程度的损伤，98000座桥梁结构强度降低，应停止使用或限载。,国外桥梁的现状,Thruway Bridge, New York, US（1987年4月）,I-40 Bridge, Oklahoma, US（2002年5月）,美国明尼苏达州密西西比河大桥垮塌 2007年8月1日,Entre-os-Rios Bridge , Portugal （2001年3月）,国外桥梁的现状日本,日本在七、八十年代汽车运输急剧发展，汽车日益大型化、重型化，交通量逐年增加。1956年以前按旧标准设计施工的桥梁，其承载力明显不足。据统计，这类桥梁约有5500座，其中混凝土桥梁约有4500座。,国外桥梁的现状德国,前联邦德国于19781979年对一个州内的约1500座钢筋混凝土和预应力混凝土桥梁做了全面的检查，发现不同时期修建的桥梁都有损伤，即使2030年桥龄的预应力混凝土桥中，有将近一半的桥梁上部构造至少有一处较严重的损伤，其中2/3至少有一处一般性损伤。,混凝土桥梁常见病害及特点,外观特征：混凝土破损、开裂 钢筋锈蚀、支座脱空结构特征：挠度的不断加大和裂缝的进一步开展,大跨径混凝土桥梁的担忧,？,（1）如何实际评价现有桥梁的实际承载力与安全度问题；（2）如何及早检查发现桥梁产生的损伤及异常现象，正确地鉴定结构物地损伤程度，从而采用合理的维修加固方法问题；（3）桥梁损坏与维修加固的实际应用问题；（4）桥梁维修加固技术，即采用维修加固新技术与新方法问题；（5）桥梁设计与维修管理的关系，即如何把维修加固中发现的问 题放到今后桥梁设计中进行考虑的问题；（6）桥梁维修加固的未来展望，即维修加固方法将来会怎样发展，如何提出更合理的维修管理方法与策略的问题。,1981经济合作与发展组织关于“道路桥梁维修与管理”会议,主要内容,桥梁损坏的主要原因及应对,公司主要业务简介,桥梁垮塌及破坏现象的反思,印尼苏拉马都大桥的实践,病害产生的主要原因,一、设计考虑不周造成桥梁结构原始性缺陷（1）结构型式或桥型布置不合理；（2）使用计算程序或输入数据不妥，计算有误；（3）结构型式、断面尺寸及钢筋不符合结构受力要求；（4）对一些特殊荷载如收缩徐变、温度、基础变位、水化热等考虑不足。,剪切引起的斜裂缝,弯曲引起受拉区的竖向裂缝,主拉应力如何控制？,病害产生的主要原因,二、施工质量问题导致桥梁损伤：（1）水泥质量不好；（2）使用的骨料不合格或级配不当、含泥量过大、出现碱骨料反应；（3）混凝土振捣不密实、参和料拌和不均匀；（4）浇注顺序不当；（5）混凝土养生不好；（6）预应力张拉控制不符合要求；（7）预应力管道压浆不饱满或未压浆；（8）支架下沉、脱模过早；（9）接头处理不当。,病害产生的主要原因,三、运营期间造成的的破坏：（1）交通超载；（2）船舶、车辆撞击；（3）水流对基础的冲刷；（4）地震。,危桥超载,地震,超载,海水侵蚀,病害产生的主要原因,四、材料性能的退化：混凝土炭化、钢材锈蚀等。（1）混凝土炭化导致其强度降低；（2）氯离子对混凝土的侵蚀；（3）钢筋的锈蚀。,主要内容,桥梁损坏的主要原因及应对,公司承担的主要项目介绍,桥梁垮塌及破坏现象的反思,印尼苏拉马都大桥的实践,主桥为双塔双索面结合梁斜拉桥，跨径布置为192+434+192m，双向四车道； 两侧引桥为连续箱梁，40+7*80+40m，共长1344m； 靠近浅滩的引道桥长约3.36km。,印尼苏拉马都大桥,保证大桥百年寿命的主要措施,结构耐久性问题,关键技术的专项研究,施工保证措施,在线健康检测系统,养护管理,结构耐久性问题,结构设计中各项应力的控制水平,控制防止裂缝,混凝土结构的耐久性设计，抗氯离子侵蚀、保护层碳化,防止钢筋锈蚀,钢结构防腐涂装,混凝土保护层厚度问题,防止钢筋锈蚀,防止钢材锈蚀,设计过程的保证,关键技术的专项研究,水下地形测量,工程地质勘察及海洋土力学参数研究,海床演变及水文分析,火山灰地质条件下桩底压浆试验研究,大桥抗风性能研究,工程场地地震安全性评价,设计地震动参数研究,自平衡试桩,抗震性能试验研究,海上测量,压浆现场,自平衡试桩,节 段 模 型 风 洞 试 验,风的作用对大跨径桥梁的影响不可忽视,塔科马大桥被风摧毁,美国塔科马海峡大桥，主跨853米，全长1716米。1940年第一次修建的悬索桥桥面宽11.9米，加劲桁梁高仅2.74米，该桥因刚度不够，建成4个月后就被风暴摧毁，1950年利用旧桥墩改建新桥，主跨不变,钢塔架高140.82米，桥面宽增至18米，加劲桁梁高增至10米。,结构抗震设计,大型阻尼器,结构分析模型,在线健康检测系统,桥梁健康监控系统发展过程,美国、英国、日本等国家从80年代初便开始大规模对桥梁进行检测，并逐渐建立了一套较为完善的桥梁检测和维修制度。1967年12月15日俄亥俄河上的银桥（悬索桥）跨塌导致46人死亡，使用年限为39年。随后弗罗里达阳光桥因船撞而严重损伤，政府决定在新桥上安装结构健康监测系统，这些事件的发生引起了美国政府和学术界对桥梁结构安全健康的重视，从基础理论到实际应用的研究都做了大量研究。,桥梁健康监控系统发展过程,早期的工作采用的是传统的测试技术，不可能实现真正意义上的桥梁结构长期健康监测。到20世纪80年代中后期，随着桥梁检测手段和监测技术的不断发展以及人们对于桥梁安全性和耐久性重视程度的提高，许多大型桥梁上配备安装了各种各样的先进的检测工具和监测设备。,桥梁健康监控系统发展过程,我国自20 世纪90 年代起也在一些大型重要桥梁上安装了不同规模的健康监测系统。如在香港的青马桥上安装的保证桥梁运营阶段安全的“风和结构健康监测系统(WASHMS) ”, 监测作用在桥梁上的外部荷载(包括环境荷载、车辆荷载等)与桥梁的响应；在上海徐浦大桥、南京长江大桥等桥上也都安装了类似的结构状态监测系统。,风速仪,温度计,动态地秤,加速度计,应变计,全球定位系统G P S,一实时监测桥梁荷载和结构反应情况，提供超限报警。,结构响应,荷载反应,结构响应是否超限,？,二交通协助,正常行驶,边道不允许行驶,上层不允许行驶,中断交通,三为桥梁结构评估提供比较“精确” 的信息，做出科学合理的维修计划。,设计与养护管理的关系,结构设计应考虑换索时不中断交通的问题,支座更换,斜拉索更换,如何保证支座更换时空间尺寸及结构安全的要求,规范问题？,主要内容,桥梁损坏的主要原因及应对,公司主要业务简介,桥梁垮塌及破坏现象的反思,印尼苏拉马都大桥的实践,大跨径桥梁设计与科研,天津富民桥,支井河大桥,锡澄运河大桥,赤道几内亚Mbini大桥,西藏尼玛至洞措,甘肃宝天高速公路,高速公路勘察与设计,塔中公路,新疆库车至阿克苏,健康监测系统,新疆果子沟大桥,印尼苏拉马都大桥,福建石崆山二号桥右幅,铁罗坪大桥 主跨322米,支井河大桥 主跨430米,龙潭河大桥主跨220米,四渡河特大桥 主跨900米,沪蓉西高速公路健康监测,桥梁检测与旧桥加固,大型试验中心,甘肃堡子堡大桥加固设计,沪宁高速公路桥梁检测,新兴塘大桥拆除,科研及规范编制,苏拉马都大桥施工动画,谢谢各位领导、专家！,