天津路大桥全寿命周期的养护方案设计
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 研究的目的和意义 3
1.4 本文研究思路 3
2 桥梁全寿命养护现状分析 5
2.1 基于桥梁全寿命养护设计的概念 5
2.2 桥梁养护设计基本原则和性能要求 6
2.3 桥梁全寿命养护设计的流程和养护设计过程 6
2.4 桥梁全寿命养护设计的必要性和迫切性 8
3 淮安市天津路大桥进行现场调查 8
3.1 淮安市天津路大桥基本状况、养护现状、基础设施情况介绍 9
3.2 天津路大桥养护资金来源和监管模式 10
3.3 天津路大桥实地调查,发现问题并分析 11
4 淮安市天津路大桥养护管理存在的问题 14
4.1 养护管理发现情况 14
4.2 箱梁桥主要缺陷和病害成因 16
4.3桥梁附属设施 、墩台身的缺陷和病害分析 17
4.4淮安市天津路大桥全寿命养护方案问题汇总 18
4.5 桥梁养护质量体系概述 19
5 淮安市天津路大桥全寿命周期的养护方案设计 19
5.1 天津路大桥全寿命周期的养护设计方案 20
5.2 天津路大桥主要问题的处理方案 23
结 论 25
致 谢 26
参 考 文 献 27
附录A:淮安市天津路大桥全寿命周期养护设计现场记录 28
1 绪论
1.1 研究背景
桥梁作为经济发展配套的基础设施,既是交通的枢纽,也是保证全线通车的生命线,其重要性不言而喻 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
。近年来,我国在役桥梁因其使用性能下降、服务寿命达不到设计要求、监管力度不够、养护维修缺陷、材料疲劳失效等原因,致使桥梁的性能无法正常发挥。人们只考虑眼前和短期的利益,而忽略桥梁在养护方法对策、预防过程等后期和长远潜在风险,给后期修复、养护设计、更换构件、材料回收、成本控制分析等带来了巨大的经济负担 。桥梁退化的现象日益突出,而用于桥梁维修加固的资金却有限。天津路大桥横跨京杭运河,为预应力钢筋混凝土箱梁桥,为了保持保持大桥服务寿命,我们要对其进行调查分析和制度养护方案,切实提高大桥使用寿命,改善大桥综合性能。
因此我们必须追求一种全新的养护设计理念--桥梁全寿命设计养护理念[1],进行桥梁全寿命周期养护方案设计,寻求最佳的方法和措施实现桥梁服务期内(使用性能、能源消耗最少、经济性)最优,切实提高桥梁寿命期服务水平。
本文以天津路大桥作为研究对象,结合国内外对桥梁全寿命养护设计的研究分析和天津路大桥养护存在的问题,进行天津路大桥全寿命周期养护方案设计,提高大桥综合性能。
1.2 国内外研究现状
传统的桥梁养护理论只考虑“成桥状态”时的运行安全状况,仅注重表面通车情况,忽略养护对策和日常巡查工作,不能保证良好的耐久性。对存在的细小病害不能及时的发现或忽略,造成错过了最佳的养护时间,给后期加大了养护工作量不说,对养护技术和养护资金更是要求越多,箱梁桥的施工方便和耐久性,不易开裂等原因,越来越受到人们的喜爱,尽管其有一定缺陷,但随着科学技术的日益进步,养护技术的进步和经验的慢慢积累、研究的逐渐深入、桥梁养技术越发成熟、材料的性能方面不断完善,箱梁桥的跨越能力也在不断地增强,也将会得到更广泛的修建[1]。
我国钢筋混凝土箱梁建设发展比较晚,但发展迅捷,敢于创新,因此在世界桥梁的领域内颇有名气。然而,建设过程的加快超出了日常养护方案,使得细小的病害得到重视,结构的损坏、养护欠缺、巡检不到位、受自然环境影响等,都会影响桥梁的服务寿命。桥梁养护现状不容乐观,对桥梁养护过程是漫长的,需要我们桥梁养护工程技术人员进一步研究探讨。
1998年,美国交通部将全寿命周期养护技术方案应用于公路桥梁养护中,并进入实施阶段;我国交通部于2006年把全寿命养护方法运用于桥梁养护工程,并取得了不错的效果[2]。本文以桥梁全寿命养护理论作为指导,对天津路大桥进行全寿命周期养护设计,以提高大桥服务水平。
1.2.1 国外研究现状
a)美国作为基础设施建设的发达国家,20世纪90年代对桥梁全寿命养护设计进行研究,对桥梁领域展开周期成本分析,现已进入全面实施阶段。
b)日本,在建筑工业领域也是很发达的,日本的建筑学会对全寿命养护的分析、调查工作已经有30年经验,并开设了维护专业。
c)芬兰,1992年,芬兰Asko Sarja教授和他领导的国际建筑结构协会共同提出了“结构全寿命周期养护综合分析”的理念。
d)英国,1994年,成功运用计算机程序对养护周期成本进行分析,取得一定的成就。
e)2004年,国际标准化组织提出桥梁结构养护设计作为桥梁养护方案的依据,得以广泛认可。
f)2008年, Hassanain对桥梁结构部分进行全寿命周期养护分析,提出养护优化方法。
g)2012年,联合国环境署发布《关于可持续发展的声明》,明确了将环境保护引入到桥梁养护方案中,提倡桥梁养护工程向生态方面发展。
1.2.2 国内研究现状
国内对公路桥梁全寿命养护设计研究开始于2002年,相关理论最早由范立础院士提出[3]。另外,2007年吴海军对桥梁全寿命养护设计概念、原理进行分析并叙述其在桥梁养护工程上的应用历程[4],给出了桥梁全寿命周期养护性能优化。
我国对桥梁全寿命养护设计的研究起步较晚,无论是在理论上还是实践上相比发达国家都落后。目前的桥梁养护设计方案中,更多的将初始投资成本和后期运营效益作为养护的依据,却很少把养护维修方案、成本经济性等引入养护设计中,对日常可检测性、养护对策、更换性和可持续的全寿命养护设计方案却很少考虑。
因此,对传统养护设计理念进行创新,才能从根本上解决我国桥梁使用耐久性差、服务水平低的局面。我们要吸收国内外优秀的先进思想,并结合我国桥梁养护现状进行分析研究[5],尽快制定出一套符合我国国情的桥梁全寿命周期养护方案管理制度和标准规范体系,以保障桥梁服务期内运营安全。对我国桥梁全寿命周期养护设计进行优化,既可以发挥桥梁交通枢纽的重要作用,又能提高我国道路桥梁服务水平。
1.3 研究的目的和意义
桥梁全寿命养护设计把日常监测养护系统、可检测性、养护方案措施等理念加入到养护设计方案中,这种全新的理念已得到工程界和社会的广泛关注和认可,代表未来社会发展的趋势和重点研究的部分[6]。无论从我国桥梁养护的实际情况还是可持续发展的需要,都要求桥梁在养护时考虑使用期内可能出现的结构损坏更换、材料退化、和养护方案设计、经济性等问题,尽快加强对桥梁的检测养护,对桥梁的检查是保证桥梁正常运营或进行加固维修的重要前提,病害发现的越早,相对的养护量工作就会越小,就会节省养护资金。近年来,我国桥梁建设得以快速发展,各种桥梁形式多样,但是部分桥梁完工后在较短时间内就出现了程度不一的各种各样病害[7],虽然造成病害的缘由有很多,但是对桥梁的养护不够到位无疑是一个非常重要的原因,桥梁作为道路工程的生命线,必须要确保其承担交通荷载能力并能够安全地运营,为此交通运输部还专门颁布了《公路桥梁养护规范》,由此可以看出,确保桥梁安全运营变得日益重要,也逐渐受到人们的重视;桥梁的预防性养护,必须坚持“预防为主、安全第一”的原则、随时掌握桥梁结构的状态、增强定期小修保养、采取先进的养护手段、加强新技术的研究与使用、建立健全桥梁养护方面的管理制度,结合具体的桥梁,分析具体的病害,借助先进的检测和养护设备,制定具体详细的养护方案[8]。根据天津路大桥现状,可以从桥面沥青路面开裂情况、护栏是否锈蚀、灯座是否损坏、排水管是否排水畅通、伸缩缝有无损坏、墩台是否开裂、人行道养护情况等方面进行实地检查。
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 研究的目的和意义 3
1.4 本文研究思路 3
2 桥梁全寿命养护现状分析 5
2.1 基于桥梁全寿命养护设计的概念 5
2.2 桥梁养护设计基本原则和性能要求 6
2.3 桥梁全寿命养护设计的流程和养护设计过程 6
2.4 桥梁全寿命养护设计的必要性和迫切性 8
3 淮安市天津路大桥进行现场调查 8
3.1 淮安市天津路大桥基本状况、养护现状、基础设施情况介绍 9
3.2 天津路大桥养护资金来源和监管模式 10
3.3 天津路大桥实地调查,发现问题并分析 11
4 淮安市天津路大桥养护管理存在的问题 14
4.1 养护管理发现情况 14
4.2 箱梁桥主要缺陷和病害成因 16
4.3桥梁附属设施 、墩台身的缺陷和病害分析 17
4.4淮安市天津路大桥全寿命养护方案问题汇总 18
4.5 桥梁养护质量体系概述 19
5 淮安市天津路大桥全寿命周期的养护方案设计 19
5.1 天津路大桥全寿命周期的养护设计方案 20
5.2 天津路大桥主要问题的处理方案 23
结 论 25
致 谢 26
参 考 文 献 27
附录A:淮安市天津路大桥全寿命周期养护设计现场记录 28
1 绪论
1.1 研究背景
桥梁作为经济发展配套的基础设施,既是交通的枢纽,也是保证全线通车的生命线,其重要性不言而喻 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
。近年来,我国在役桥梁因其使用性能下降、服务寿命达不到设计要求、监管力度不够、养护维修缺陷、材料疲劳失效等原因,致使桥梁的性能无法正常发挥。人们只考虑眼前和短期的利益,而忽略桥梁在养护方法对策、预防过程等后期和长远潜在风险,给后期修复、养护设计、更换构件、材料回收、成本控制分析等带来了巨大的经济负担 。桥梁退化的现象日益突出,而用于桥梁维修加固的资金却有限。天津路大桥横跨京杭运河,为预应力钢筋混凝土箱梁桥,为了保持保持大桥服务寿命,我们要对其进行调查分析和制度养护方案,切实提高大桥使用寿命,改善大桥综合性能。
因此我们必须追求一种全新的养护设计理念--桥梁全寿命设计养护理念[1],进行桥梁全寿命周期养护方案设计,寻求最佳的方法和措施实现桥梁服务期内(使用性能、能源消耗最少、经济性)最优,切实提高桥梁寿命期服务水平。
本文以天津路大桥作为研究对象,结合国内外对桥梁全寿命养护设计的研究分析和天津路大桥养护存在的问题,进行天津路大桥全寿命周期养护方案设计,提高大桥综合性能。
1.2 国内外研究现状
传统的桥梁养护理论只考虑“成桥状态”时的运行安全状况,仅注重表面通车情况,忽略养护对策和日常巡查工作,不能保证良好的耐久性。对存在的细小病害不能及时的发现或忽略,造成错过了最佳的养护时间,给后期加大了养护工作量不说,对养护技术和养护资金更是要求越多,箱梁桥的施工方便和耐久性,不易开裂等原因,越来越受到人们的喜爱,尽管其有一定缺陷,但随着科学技术的日益进步,养护技术的进步和经验的慢慢积累、研究的逐渐深入、桥梁养技术越发成熟、材料的性能方面不断完善,箱梁桥的跨越能力也在不断地增强,也将会得到更广泛的修建[1]。
我国钢筋混凝土箱梁建设发展比较晚,但发展迅捷,敢于创新,因此在世界桥梁的领域内颇有名气。然而,建设过程的加快超出了日常养护方案,使得细小的病害得到重视,结构的损坏、养护欠缺、巡检不到位、受自然环境影响等,都会影响桥梁的服务寿命。桥梁养护现状不容乐观,对桥梁养护过程是漫长的,需要我们桥梁养护工程技术人员进一步研究探讨。
1998年,美国交通部将全寿命周期养护技术方案应用于公路桥梁养护中,并进入实施阶段;我国交通部于2006年把全寿命养护方法运用于桥梁养护工程,并取得了不错的效果[2]。本文以桥梁全寿命养护理论作为指导,对天津路大桥进行全寿命周期养护设计,以提高大桥服务水平。
1.2.1 国外研究现状
a)美国作为基础设施建设的发达国家,20世纪90年代对桥梁全寿命养护设计进行研究,对桥梁领域展开周期成本分析,现已进入全面实施阶段。
b)日本,在建筑工业领域也是很发达的,日本的建筑学会对全寿命养护的分析、调查工作已经有30年经验,并开设了维护专业。
c)芬兰,1992年,芬兰Asko Sarja教授和他领导的国际建筑结构协会共同提出了“结构全寿命周期养护综合分析”的理念。
d)英国,1994年,成功运用计算机程序对养护周期成本进行分析,取得一定的成就。
e)2004年,国际标准化组织提出桥梁结构养护设计作为桥梁养护方案的依据,得以广泛认可。
f)2008年, Hassanain对桥梁结构部分进行全寿命周期养护分析,提出养护优化方法。
g)2012年,联合国环境署发布《关于可持续发展的声明》,明确了将环境保护引入到桥梁养护方案中,提倡桥梁养护工程向生态方面发展。
1.2.2 国内研究现状
国内对公路桥梁全寿命养护设计研究开始于2002年,相关理论最早由范立础院士提出[3]。另外,2007年吴海军对桥梁全寿命养护设计概念、原理进行分析并叙述其在桥梁养护工程上的应用历程[4],给出了桥梁全寿命周期养护性能优化。
我国对桥梁全寿命养护设计的研究起步较晚,无论是在理论上还是实践上相比发达国家都落后。目前的桥梁养护设计方案中,更多的将初始投资成本和后期运营效益作为养护的依据,却很少把养护维修方案、成本经济性等引入养护设计中,对日常可检测性、养护对策、更换性和可持续的全寿命养护设计方案却很少考虑。
因此,对传统养护设计理念进行创新,才能从根本上解决我国桥梁使用耐久性差、服务水平低的局面。我们要吸收国内外优秀的先进思想,并结合我国桥梁养护现状进行分析研究[5],尽快制定出一套符合我国国情的桥梁全寿命周期养护方案管理制度和标准规范体系,以保障桥梁服务期内运营安全。对我国桥梁全寿命周期养护设计进行优化,既可以发挥桥梁交通枢纽的重要作用,又能提高我国道路桥梁服务水平。
1.3 研究的目的和意义
桥梁全寿命养护设计把日常监测养护系统、可检测性、养护方案措施等理念加入到养护设计方案中,这种全新的理念已得到工程界和社会的广泛关注和认可,代表未来社会发展的趋势和重点研究的部分[6]。无论从我国桥梁养护的实际情况还是可持续发展的需要,都要求桥梁在养护时考虑使用期内可能出现的结构损坏更换、材料退化、和养护方案设计、经济性等问题,尽快加强对桥梁的检测养护,对桥梁的检查是保证桥梁正常运营或进行加固维修的重要前提,病害发现的越早,相对的养护量工作就会越小,就会节省养护资金。近年来,我国桥梁建设得以快速发展,各种桥梁形式多样,但是部分桥梁完工后在较短时间内就出现了程度不一的各种各样病害[7],虽然造成病害的缘由有很多,但是对桥梁的养护不够到位无疑是一个非常重要的原因,桥梁作为道路工程的生命线,必须要确保其承担交通荷载能力并能够安全地运营,为此交通运输部还专门颁布了《公路桥梁养护规范》,由此可以看出,确保桥梁安全运营变得日益重要,也逐渐受到人们的重视;桥梁的预防性养护,必须坚持“预防为主、安全第一”的原则、随时掌握桥梁结构的状态、增强定期小修保养、采取先进的养护手段、加强新技术的研究与使用、建立健全桥梁养护方面的管理制度,结合具体的桥梁,分析具体的病害,借助先进的检测和养护设备,制定具体详细的养护方案[8]。根据天津路大桥现状,可以从桥面沥青路面开裂情况、护栏是否锈蚀、灯座是否损坏、排水管是否排水畅通、伸缩缝有无损坏、墩台是否开裂、人行道养护情况等方面进行实地检查。
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