桥梁安全耐久性和全寿命设计研究概况 .ppt

耐久性设计方法 桥梁生命周期成本分析流程 耐久性设计方法 5.2.6 马军海和陈艾荣等提出的桥梁全寿命设计总体框架[9,13] 他们的相关论文提出：把桥梁全寿命设计概括为使用寿命设计、美学设计、性能设计、环境生态设计、监测养护与维修设计及成本设计等六大过程的设计，提出一种包括三大设计阶段、六大设计过程的桥梁全寿命设计总体框架，如图5.5和表5.1所示。 耐久性设计方法 图5.5 桥梁全寿命设计的总体框架 耐久性设计方法 表5.1 桥梁全寿命设计总体程序、工作与方法 结构耐久性研究存在的主要问题 6 结构耐久性研究存在的主要问题[1] 混凝土结构的应用范围很广，其耐久性研究受到国内外的极大重视，这些研究大致可分为两个层次： l)从材料机理上研究结构的老化损伤过程及主要影响因素； 2)从结构全局出发，以材料的耐久性研究为基础，研究耐久性设计、评估、维修决策等一系列应用问题。 结构耐久性研究存在的主要问题 通过对现有混凝土结构耐久性研究成果的分析，结合桥梁工程耐久性问题的特点，目前耐久性研究中主要存在及需要解决的问题有[吴海军，2005]： l)在材料耐久性研究时，只能取得在某一因素影响下的材料耐久性退化过程，但实际结构在运营过程中是多种因素共同作用的，多个因素的耦合作用通常不等同于单因素效应的简单叠加，仅通过研究某一(或某些)因素影响下某一具体材料的退化机理来预测结构总体退化规律是困难的。 结构耐久性研究存在的主要问题 2)绝大多数的试验是在构件(试件)不受力的情况下进行的，不能正确反映桥梁运营期间的实际工作情况，少数已有的研究表明结构受力状态对耐久抗力退化的影响是明显和不可忽视的[A.Castel，1999]。 3)研究工作集中于钢筋混凝土构件，对于在桥梁结构中广泛应用的预应力混凝土构件很少进行研究，预应力混凝土构件在构造和受力上与钢筋混凝土构件有很大不同，同样也存在着较严重的耐久性问题，也需要给予重视。 结构耐久性研究存在的主要问题 4)现有的混凝土耐久性的研究成果与结构的设计、施工控制以及结构剩余寿命评估等存在脱节，即材料层面的研究成果未能与结构层次的研究有机结合，对实践中迫切需要解决的结构耐久性问题缺乏有效的指导。事实上，过分强调混凝土材料自身耐久性能的重要性，而忽视材料耐久性能只是形成实际结构耐久性的要素之一，这样不但不能有效地解决结构的耐久性问题，还可能在一定程度上误导人们的认识。例如，使用耐久年限为100年的混凝土建成的结构，其寿命可能达到或超过100年，也可能只有50年或更短，这是因为结构的耐久性能取决于结构设计、构造、施工及使用、维护等结构全寿命过程的所有环节。 结构耐久性研究存在的主要问题 5)大量的研究主要针对房屋建筑结构而很少专门对桥梁结构的耐久性问题进行研究，而桥梁结构从运营环境、承受荷载及结构体系、构造细节等方面都有其独特之处，需要进行专题研究。 6)对如何从结构构造和设计的角度改善桥梁耐久性很少有人研究。大量的病害实例证明，除了施工和材料方面的原因，影响结构耐久性的决定性因素之一是构造和体系上的缺陷。 结构耐久性研究存在的主要问题 7)耐久性研究较多地强调如何从材料和保护层的角度来增强结构的耐久抗力，而对于在建设阶段如何考虑后期养护和管理的问题则很少进行研究。实际上成桥耐久性能的提高不是无止境的，桥梁的耐久性不只依赖于前期的设计与施工。无论成桥耐久性多么优良，后期良好的维护管理是保证桥梁寿命及耐久性的不可或缺的重要因素。 8)进行耐久性设计的前提是有明确的设计目标，即结构或构件的耐久性设置标准、使用寿命及维护管理要求等。而目前对于桥梁结构及构件的耐久性寿命等问题没有明确的认识。 结构耐久性研究存在的主要问题 可见，现有研究成果只能解决结构耐久性局部问题而无法全面而有效地对耐久性问题进行处理。这些不足正是桥梁耐久性研究需要继续努力的方向。 谢谢！ 引起桥梁结构耐久性病害的因素及分析 一方面，桥梁的超载使用可能引发疲劳问题。超载会使桥梁疲劳应力幅度加大、损伤加剧，甚至会出现一些由超载引发的结构破坏事故。另一方面，由于超载造成的桥梁内部损伤不能恢复，将使桥梁在此后正常荷载下的工作状态发生变化，从而可能危害桥梁的安全性和耐久性。 引起桥梁结构耐久性病害的因素及分析