桥梁损伤及加固策略研究
|
摘要
随着交通荷载量的加大以及桥梁结构自身材料的自然损伤累积的加剧,现有桥梁很多已经不能满足交通发展的要求而必须要进行加固维修。本文来源于交通部西部开发桥梁改造研究项目,其主要研究内容为桥梁的损伤、加固策略及优选,研究主线为“桥梁损伤分析—加固方案研究—桥梁加固策略制定—桥梁加固方案评选”。在损伤方面以裂缝为主要对象,主要对裂缝的分类、形成诱因、表现特征等进行了详细的归类分析;在加固方案方面,文中广泛地列举了国内外的一些常用加固方法,并配有相关简图。桥梁具有加固要求后,随后要进行加固分析及加固方法的选择。在桥梁结构的加固理论上,文中就加固策略和加固方案的优选进行了探讨。前者是基于结构可靠度理论对具体桥梁的经济性分析确定失效准则以决定桥梁是否值得加固;后者是应用系统模糊优化理论对具体桥梁的各种加固方案进行评判以确定最优方案,在实例应用中显示出一定的参考价值,具有一定的创新性。
With the rapid increase of traffic volume and the accumulation of natural damage of structure materials, many bridges in existence can not meet modern traffic development so that they need proper repair and rehabilitation .The dissertation comes from a research project on highway network rebuilding under the background of Chinese Western Development. It mainly involves damages of bridges, strategy of enhancing and the optimal choice of rebuilding schemes on worn bridges. The research thread is 'Damage analysis of bridges—study of rebuilding schemes—formation of optional rebuilding schemes on worn bridges—optimal choice of rebuilding schemes'. In aspect of damage, the focus is cracking, mainly on the classification, the causes and the behavior of diversiform cracks. In aspect of rebuilding schemes, lots of multiform schemes in common use are proposed with their sketches. Then follows the analysis of rebuilding schemes and the optimal choice of the optional schemes; In line with the rehabilitation principles on bridge structures, the formation of rebuilding schemes and the sequential optimal choice are fully discussed. The former is to set the failure criteria according to reliability theory for deciding if a worn bridge is worthy of rebuilding through the economic analysis, And the latter is to decide the best scheme from many choices by application of systemic fuzzy theory about optimal option. The theory of optimal option shows some practicability and creativity.
With the rapid increase of traffic volume and the accumulation of natural damage of structure materials, many bridges in existence can not meet modern traffic development so that they need proper repair and rehabilitation .The dissertation comes from a research project on highway network rebuilding under the background of Chinese Western Development. It mainly involves damages of bridges, strategy of enhancing and the optimal choice of rebuilding schemes on worn bridges. The research thread is 'Damage analysis of bridges—study of rebuilding schemes—formation of optional rebuilding schemes on worn bridges—optimal choice of rebuilding schemes'. In aspect of damage, the focus is cracking, mainly on the classification, the causes and the behavior of diversiform cracks. In aspect of rebuilding schemes, lots of multiform schemes in common use are proposed with their sketches. Then follows the analysis of rebuilding schemes and the optimal choice of the optional schemes; In line with the rehabilitation principles on bridge structures, the formation of rebuilding schemes and the sequential optimal choice are fully discussed. The former is to set the failure criteria according to reliability theory for deciding if a worn bridge is worthy of rebuilding through the economic analysis, And the latter is to decide the best scheme from many choices by application of systemic fuzzy theory about optimal option. The theory of optimal option shows some practicability and creativity.
引文
1)李鼎波,对混凝土梁裂缝成因及修补技术的探讨[J]
2)王新定、范茂林,某大桥开裂原因及处理[J],公路,2002(1)
3)楼庄鸿,论预应力混凝土梁桥的裂缝[J],公路交通科技,2000(6)
4)朱军涛,长沙八一路立交桥裂缝形成的原因分析及其加固补强[J],铁道勘测与设计,2002(3)
5)文国华,模糊综合评判法在桥型方案优选中的应用[J],中南公路工程,2001(1)
6)屈文俊、张誉,混凝土桥梁结构的耐久性优化设计[J],中国公路学报,1999(1)
7)王永平,桥梁使用性能模糊评估专家系统[J],中国公路学报,1996(2)
8)陈庆华,矿业模糊多目标群决策方法及其应用[J],有色金属,1996(2)
9)高荣进,公路建设项目多目标决策模糊优选模型与应用[J],西安公路交通大学学报,1996(3)
10)曾小刚、肖盛燮,模糊数学在旧桥加固方案优选中的应用[J],重庆交通学院学报,2003(4)
11)陆启清,某裂缝超限桥梁的承载力测试鉴定与处理[J],广东土木与建筑,2000(5)
12)肖贤德、王福敏、连启摈,桥梁加固改建新方法及其实验研究[J],公路交通技术,2003(2)
13)殷湛华,国外关于旧桥承载潜力的研究[J]
14)李亚东,既有桥梁评估初探[J],桥梁建设,1997(3)
15)李德月,超重车运输中桥梁承载能力的评估[J],华东公路,2001(2)
16)李宏江、王康、蔡建辉,旧桥承载潜力因素分析及实桥改造利用[J],河北工业大学学报,2000(6)
17)钟正强、刘扬,永安大桥的加固改造和可靠度评估研究[J],中外公路,2002(4)
18)李国尚、寇景敏、候林杰,刚构拱桥加固[J],河南交通科技,1999(3)
19)王东,重庆市一号桥病害治理及加固[J],桥梁建设,2001(5)
20)王有志、孙大海、徐鸿儒,钢筋混凝土简支板梁式桥病害调查分析与评价[J],华东公路,2002(4)
21)徐学东、朱瑞龙、刘化民,既有钢筋混凝土桥梁加固与修补技术综述[J],铁道标准设计,2000(6)
22)陈荣卓、石国彬、陈帧友,公路桥梁承受大件重载的加固技术[J]
23)陈斌,大跨径旧桥承载力评估中的新问题[J],公路,2002(9)
24)游精佑,提高既有线混凝土梁承载能力的方法与实践[J],铁道建筑,2001(4)
25)赵熠,既有桥粱拓宽后承载潜力研究[J],长安大学学报,2003(1)
26)周建庭,评定桥梁承载力强度和刚度指标间的互换关系[J],重庆交通学院学报,1997(12)
27)康省帧,桥梁结构的可靠度模型[J],河南交通科技,1996(6)
28)By Frank J.Vecchio,Analysis of Shear-Critical Reinforced Concrete Beams[J],ACI Structural Journal,February 2000
29)By Enright M P st,Maintenance planning for deteriorating concrete bridge[J],JOURNAL OF STRUCTURAL ENGINEERING,1999
30)周履,桥梁耐久性发展的历史与现状[J],桥梁建设,2000(4)
31)杨伟军、张建仁、梁兴文,基于动态可靠度的服役桥梁维修加固策略[J],中国公路学报,2002(3)
32)蒙云,拱桥锚喷加固及其机理研究[J],重庆交通学院学报,1989(3)
33)周建庭,桥梁加固机理及加固准则探讨[J],重庆交通学院学报,2001(增)
34)张宇贻、秦权,基于可靠度的混凝土桥梁构件最优检测/维修规划[J],清华大学学报,2001(12)
35)陈守煜,多目标决策系统模糊优选理论、模型与方法[J],华北水利水电学院学报,2001(3)
36)贡金鑫、赵国藩,考虑抗力随时间变化的结构可靠度分析[J],建筑结构学报,1998(5)
37)刑现军,预应力不足混凝土梁下挠开裂后的加固利用[J],公路,2002(9)
38)秦权,基于时变可靠度的桥梁检测与维修方案优化[J],公路,2002(9)
39)屈文俊、罗西勤,既有结构剩余技术寿命预测[J],中国公路学报,1999(4)
40)BY Allen C.Estes,Repair Optimization Of Highway Bridges Using System Reliability Approach[J],JOURNAL OF STRUCTURAL ENGINEERING,JULY 1999
41)By Jung S.Kong st,Life-Cycle Reliability-Based Maintenance Cost Optimization Of Deteriorrationg Structure With Emphasis On Bridges[J],JOURNAL OF STRUCTURAL ENGINEERING,JUNE 2003
42)谢艳,如何进行老龄桥梁鉴定与寿命评估[J],中国港湾建设,2001(2)
43)姜海波、车惠民、钱永久,一座既有铁路混凝土梁的承载力可靠性评估[J],桥梁建设,1998(2)
44)崔艳梅,旧桥维修期的确定[J],东北公路,2000(3)
45)公路养护技术规范[M](JTJ073-85),人民交通出版社,1986
46)公路旧桥承载能力鉴定办法[M](试行),人民交通出版社,1988
47)杨文渊,桥梁维修与加固[M],人民交通出版社,1989
48)郭永琛等,桥梁技术改造[M],人民交通出版社,1991
49)《桥梁加固与改造》[M].蒙云 重庆大学出版社 1989
50)万墨林等,砼结构加固技术[M],中国建筑工业出版社,1995
51)肖盛燮,模糊数学与工程应用[M],成都科学出版社,1990
52)邵容光,结构设计原理[M],人民交通出版社,1990
53)王铁梦,建筑物的裂缝控制[M],上海科学技术出版社,1989
54)邹天一,结构可靠度[M],人民交通出版社,1998
55)王有志,桥梁可靠性评估与加固[M],中国水利水电出版社,2002
56)常大民,桥梁结构可靠性分析与设计[M],中国铁道出版社,2000
57)曾小刚、肖盛燮、朱增辉,桥梁加固方案优选原理及程序开发[J],重庆交通学院学报,2005(已采用)
58)湛润水 胡钊芳、帅长斌,公路旧桥加固技术与实例[M],人民交通出版社,2001
59)刘效尧 蔡健等,桥梁损伤诊断[M],人民交通出版社,2002
60)徐启友,桥梁修理及技术改造[M],人民出版社,1992
61)卓尚木、季直仓、卓昌志,钢筋混凝土结构事故分析与加固[M],中国建筑工业出版社,1997
62)曹双宽,结构可靠性鉴定与加固技术[M],中国水利出版社,1999
63)宋毅 霍达,现代系统工程学基础[M],中国科学技术出版社,1992
2)王新定、范茂林,某大桥开裂原因及处理[J],公路,2002(1)
3)楼庄鸿,论预应力混凝土梁桥的裂缝[J],公路交通科技,2000(6)
4)朱军涛,长沙八一路立交桥裂缝形成的原因分析及其加固补强[J],铁道勘测与设计,2002(3)
5)文国华,模糊综合评判法在桥型方案优选中的应用[J],中南公路工程,2001(1)
6)屈文俊、张誉,混凝土桥梁结构的耐久性优化设计[J],中国公路学报,1999(1)
7)王永平,桥梁使用性能模糊评估专家系统[J],中国公路学报,1996(2)
8)陈庆华,矿业模糊多目标群决策方法及其应用[J],有色金属,1996(2)
9)高荣进,公路建设项目多目标决策模糊优选模型与应用[J],西安公路交通大学学报,1996(3)
10)曾小刚、肖盛燮,模糊数学在旧桥加固方案优选中的应用[J],重庆交通学院学报,2003(4)
11)陆启清,某裂缝超限桥梁的承载力测试鉴定与处理[J],广东土木与建筑,2000(5)
12)肖贤德、王福敏、连启摈,桥梁加固改建新方法及其实验研究[J],公路交通技术,2003(2)
13)殷湛华,国外关于旧桥承载潜力的研究[J]
14)李亚东,既有桥梁评估初探[J],桥梁建设,1997(3)
15)李德月,超重车运输中桥梁承载能力的评估[J],华东公路,2001(2)
16)李宏江、王康、蔡建辉,旧桥承载潜力因素分析及实桥改造利用[J],河北工业大学学报,2000(6)
17)钟正强、刘扬,永安大桥的加固改造和可靠度评估研究[J],中外公路,2002(4)
18)李国尚、寇景敏、候林杰,刚构拱桥加固[J],河南交通科技,1999(3)
19)王东,重庆市一号桥病害治理及加固[J],桥梁建设,2001(5)
20)王有志、孙大海、徐鸿儒,钢筋混凝土简支板梁式桥病害调查分析与评价[J],华东公路,2002(4)
21)徐学东、朱瑞龙、刘化民,既有钢筋混凝土桥梁加固与修补技术综述[J],铁道标准设计,2000(6)
22)陈荣卓、石国彬、陈帧友,公路桥梁承受大件重载的加固技术[J]
23)陈斌,大跨径旧桥承载力评估中的新问题[J],公路,2002(9)
24)游精佑,提高既有线混凝土梁承载能力的方法与实践[J],铁道建筑,2001(4)
25)赵熠,既有桥粱拓宽后承载潜力研究[J],长安大学学报,2003(1)
26)周建庭,评定桥梁承载力强度和刚度指标间的互换关系[J],重庆交通学院学报,1997(12)
27)康省帧,桥梁结构的可靠度模型[J],河南交通科技,1996(6)
28)By Frank J.Vecchio,Analysis of Shear-Critical Reinforced Concrete Beams[J],ACI Structural Journal,February 2000
29)By Enright M P st,Maintenance planning for deteriorating concrete bridge[J],JOURNAL OF STRUCTURAL ENGINEERING,1999
30)周履,桥梁耐久性发展的历史与现状[J],桥梁建设,2000(4)
31)杨伟军、张建仁、梁兴文,基于动态可靠度的服役桥梁维修加固策略[J],中国公路学报,2002(3)
32)蒙云,拱桥锚喷加固及其机理研究[J],重庆交通学院学报,1989(3)
33)周建庭,桥梁加固机理及加固准则探讨[J],重庆交通学院学报,2001(增)
34)张宇贻、秦权,基于可靠度的混凝土桥梁构件最优检测/维修规划[J],清华大学学报,2001(12)
35)陈守煜,多目标决策系统模糊优选理论、模型与方法[J],华北水利水电学院学报,2001(3)
36)贡金鑫、赵国藩,考虑抗力随时间变化的结构可靠度分析[J],建筑结构学报,1998(5)
37)刑现军,预应力不足混凝土梁下挠开裂后的加固利用[J],公路,2002(9)
38)秦权,基于时变可靠度的桥梁检测与维修方案优化[J],公路,2002(9)
39)屈文俊、罗西勤,既有结构剩余技术寿命预测[J],中国公路学报,1999(4)
40)BY Allen C.Estes,Repair Optimization Of Highway Bridges Using System Reliability Approach[J],JOURNAL OF STRUCTURAL ENGINEERING,JULY 1999
41)By Jung S.Kong st,Life-Cycle Reliability-Based Maintenance Cost Optimization Of Deteriorrationg Structure With Emphasis On Bridges[J],JOURNAL OF STRUCTURAL ENGINEERING,JUNE 2003
42)谢艳,如何进行老龄桥梁鉴定与寿命评估[J],中国港湾建设,2001(2)
43)姜海波、车惠民、钱永久,一座既有铁路混凝土梁的承载力可靠性评估[J],桥梁建设,1998(2)
44)崔艳梅,旧桥维修期的确定[J],东北公路,2000(3)
45)公路养护技术规范[M](JTJ073-85),人民交通出版社,1986
46)公路旧桥承载能力鉴定办法[M](试行),人民交通出版社,1988
47)杨文渊,桥梁维修与加固[M],人民交通出版社,1989
48)郭永琛等,桥梁技术改造[M],人民交通出版社,1991
49)《桥梁加固与改造》[M].蒙云 重庆大学出版社 1989
50)万墨林等,砼结构加固技术[M],中国建筑工业出版社,1995
51)肖盛燮,模糊数学与工程应用[M],成都科学出版社,1990
52)邵容光,结构设计原理[M],人民交通出版社,1990
53)王铁梦,建筑物的裂缝控制[M],上海科学技术出版社,1989
54)邹天一,结构可靠度[M],人民交通出版社,1998
55)王有志,桥梁可靠性评估与加固[M],中国水利水电出版社,2002
56)常大民,桥梁结构可靠性分析与设计[M],中国铁道出版社,2000
57)曾小刚、肖盛燮、朱增辉,桥梁加固方案优选原理及程序开发[J],重庆交通学院学报,2005(已采用)
58)湛润水 胡钊芳、帅长斌,公路旧桥加固技术与实例[M],人民交通出版社,2001
59)刘效尧 蔡健等,桥梁损伤诊断[M],人民交通出版社,2002
60)徐启友,桥梁修理及技术改造[M],人民出版社,1992
61)卓尚木、季直仓、卓昌志,钢筋混凝土结构事故分析与加固[M],中国建筑工业出版社,1997
62)曹双宽,结构可靠性鉴定与加固技术[M],中国水利出版社,1999
63)宋毅 霍达,现代系统工程学基础[M],中国科学技术出版社,1992