混凝土桥梁安全性和耐久性.pdf

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1、第三届全国公路桥梁维修与加固技术研讨会论文集混凝土桥梁安全性和耐久性范立础1前言—桥梁结构损坏或事故的教训拙编桥梁工程(上册)}教材(2001年11月出版)在编后记中一段话移载如下:《桥梁工程》乃是局限于介绍混凝土桥梁设计与施工的一本专业教科书。上下两册的一半以上篇幅介绍预应力混凝土桥梁，述及其优点为:整体性好、耐久性好、可塑性强、维修费用少等。混凝土桥的使用历经整个20世纪，但大规模发展应用始于第二次世界大战之后，而发现混凝土的耐久性问题则在战后60至70年代。一些发达国家的混凝土桥服役了约三四十年后，不但纷纷进入老化期，又面临交通事业迅

2、速发展(载重大的集装箱运输车、重坦克军车、大型设备运输超长车的出现)的挑战，引发对原有混凝土桥梁的评估。人们始料不及的是混凝土材料在不利的环境、运用条件下，出现了一系列影响结构耐久性的物理、化学现象，如结构混凝土的碳化、保护层剥落、裂缝的发展、钢筋锈蚀。渗透冻融破坏、混凝土集料的化学腐蚀等等。自20世纪70年代后，世界各国纷纷提出混凝土的耐久性与结构安全性问题，并展开了国际上的学术讨论，促进了这方面的研究工作的开展。美国在1989年关于桥梁现状的报告中提到:“现积压有待修补的混凝土桥梁的维修费用为1550亿美元”;英国、德国每年为公路桥梁维

3、修分别要投入5.5亿英镑与8亿马克。国外因混凝土耐久性问题导致结构发生破坏的事例己屡见不鲜。我国在上个世纪70年代后期建造的混凝土桥梁亦发现有严重开裂现象。根据铁路方面的调查，在10万座混凝土桥(总延长2200km)中，10%己有各种病害。但目前我国规范对混凝土桥梁的耐久性与使用寿命没有详细规定。在世纪之交，国际桥协(LABSE)组织了两次国际学术讨论会，即1999年的“为未来的结构(StructurefortheFuture)—质量的搜索(TheSearhforQuality)”和2001年的“安全，风险和可靠性(Safety,Riska

4、ndReliability)-T-程中进展(TrendsinEngineer-ing)"，国际上展开了热烈的讨论，延伸到对不同材料建成的各类工程结构的安全性与耐久性问题。周知，战后大量修建了.大跨桥梁结构，悬索桥与斜拉桥，至上世纪末，已发现悬索桥在使用10年左右后，它的钢索己出现锈蚀现象，斜拉桥的拉索损坏更严重，见表1所示。国内外，不同的斜拉桥的斜拉索甚至在使用不到10年就损坏了，其中有材质的问题，更主要是拉索的防腐措施薄弱而导致高强钢丝的锈蚀或其他问题，如氢脆、应力腐蚀、腐蚀疲劳等。直至目前，钢索的防腐措施还在木断深化、改进与发展。钢索的

5、工艺技术和施工方法更需要进一步工业化，尽可能将人为因素降至最小，包括拉索与结构的第三届全国公路桥梁维修与加固技术研讨会论文集连接构造的改型研究。表1.索桥、科拉桥的换索选旅国名桥名桥型换索记录1903年建成后，于1921,1974,1963年都曾对主缆美纽约威廉斯堡桥钢悬索桥和锚锭进行全面修补，1992年还进行长达两年的防国腐维修日本洲四国联络线上10年左右发现钢缆的钢丝锈蚀，现在缆索防腐层上钢悬索桥本的桥开窗口，用高压暖气进行去湿美P-K(帕斯克·肯涅混凝土斜拉通车，年后即换索国威科)桥桥德汉堡科尔布兰特斜钢斜拉桥通车未满10年即换索国拉

6、桥中混凝土斜拉广州海印大桥19"88年通车未满10年即换索国桥中混凝土斜拉济南黄河公路大桥1982年建成后，13年后检查时发现索有锈蚀即换索国桥中广东虎门大桥钢悬索桥建成后即发现有锈蚀国中混凝土斜拉、年代速成，使用，年后全部换，}红水河铁路桥国桥中1991)年建成，10年后因吊杆损坏发生局部桥面坍场金沙江南门桥混凝土拱桥国事故中2000年台风季节，遭受断锚吊装船的撞击，斜拉桥青州闽江大桥复合斜拉桥国支座系统均遭破坏同时，在上世纪后30年，地球上现代化的大城市中的地震灾害敲起了警钟，即随着现代化大城市与经济高速发展，地震灾害导致的经济损失十分

7、巨大。目前，全世界半数人口集中在不到0.7%的陆地面积上，1000万人口以上的现代化大城市已近25个。随着经济网络国际化的发展，人口密集度增加，对交通网络依赖越来越强。一旦地震袭击使交通网络遭到破坏，可能导致间接损失更巨大，表2选载的是对世纪以来的10次严重的城市地震灾害损失统计值，可见这一现象在日本1995年的阪神地震灾害中最为突出。一个单体结构的损失是有限的，而经济、交通网络受损失导致的经济损失可能是“无”限的。例如日本版神地震后港口、码头遭受严重破坏，大阪港集装箱运输量经过五年以后才慢慢地恢复到震前的水平。桥梁在交通网络中是枢纽工程，

8、它的抗震安全性更为重要。另第三届全国公路桥梁维修与加固技术研讨会论文集一方面使人们始料不及的是，在发达国家中，工程施工质量依然出现“人为错误”因素，混凝土桥墩中的大木块、钢筋的拼