大跨径悬索桥和斜拉桥养护规范

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1、大跨径悬索桥和斜拉桥养护规范大跨径悬索桥和斜拉桥养护规范Code for Maintenance of Long Span Suspension Bridges And Cable-Stayed Bridges 江苏省交通科学研究院 阎卫国 2012年5月 江苏省地方标准江苏省地方标准 DB 32/T 1648-2010主要内容主要内容v 背景和必要性背景和必要性v 专题研究专题研究v 规范目录规范目录江阴大桥江阴大桥南京二桥南京二桥润扬大桥润扬大桥南京三桥南京三桥苏通大桥苏通大桥第一篇 背景和必要性泰州长江大桥泰州长江大桥南京四桥南京四桥第一篇 背景和必要性第一篇 背景和必要性 针对上表除中

2、国以外的几个国家的调查发现，这些国家都没有专门用针对上表除中国以外的几个国家的调查发现，这些国家都没有专门用于大跨径悬索桥和斜拉桥养护的国家标准或行业标准。于大跨径悬索桥和斜拉桥养护的国家标准或行业标准。有企业标准，比如日本本四联络公团的有企业标准，比如日本本四联络公团的点检管理要领点检管理要领，用于本四，用于本四联络桥（含明石海峡大桥、多多罗大桥等十几座大跨径悬索桥和斜拉联络桥（含明石海峡大桥、多多罗大桥等十几座大跨径悬索桥和斜拉桥）的养护。桥）的养护。第一篇 背景和必要性 目前面临的困难和不足目前面临的困难和不足 （1）现行规范主要适用于常规中小桥梁的养护；）现行规范主要适用于常规中小桥梁

3、的养护；（2）用于大跨径悬索桥和斜拉桥，要求不够全面，规定过粗；）用于大跨径悬索桥和斜拉桥，要求不够全面，规定过粗；（3）各大桥均研究编制一本养护手册，给行业管理带来了困难；）各大桥均研究编制一本养护手册，给行业管理带来了困难；（4）各大桥均研究编制养护手册，造成工作重复与浪费；）各大桥均研究编制养护手册，造成工作重复与浪费；（5）部分手册中的指标不够明确，指标有时不够恰当；）部分手册中的指标不够明确，指标有时不够恰当；（6）健康监测系统与养护系统的整合明显不足。）健康监测系统与养护系统的整合明显不足。急待制定急待制定大跨径悬索桥和斜拉桥养护规范大跨径悬索桥和斜拉桥养护规范第一篇 背景和必要性

4、研究内容 大跨径悬索桥和斜拉桥检测内容与方法研究大跨径悬索桥和斜拉桥检测内容与方法研究 大跨径悬索桥和斜拉桥评价方法研究大跨径悬索桥和斜拉桥评价方法研究 大跨径悬索桥和斜拉桥保养维修方法研究大跨径悬索桥和斜拉桥保养维修方法研究 大跨径悬索桥和斜拉桥养护管理制度研究大跨径悬索桥和斜拉桥养护管理制度研究第一篇 背景和必要性课题特点课题特点 引入安全状况评估指标，进一步突出安全性引入安全状况评估指标，进一步突出安全性 评估指标的定量化评估指标的定量化 不同手册与规范的综合归纳整理与研究不同手册与规范的综合归纳整理与研究 补充了一些重要评估指标，如缆索病害等补充了一些重要评估指标，如缆索病害等 专门制

5、定了缆索的检测、养护和维修要求专门制定了缆索的检测、养护和维修要求 在养护中引入了健康监测的指标，提出健康监测系统服务在养护中引入了健康监测的指标，提出健康监测系统服务于养护的要求于养护的要求 制定了养护管理的相关要求制定了养护管理的相关要求 第一篇 背景和必要性成果完善和总结研究报告成果鉴定大桥检测技术研究大桥评价方法研究大桥维修保养技术研究运营管理制度研究检测管理制度研究维护管理制度研究规范初稿及条文说明规范报批稿条文说明公开发表论文健康监测系统管理制度研究大桥养护技术研究大桥养护管理制度研究针对各专题分项研究工作大纲编写技术资料调研现场调研专家意见第二篇 专题研究p 桥梁检测专题研究桥梁

6、检测专题研究p 桥梁评估专题研究桥梁评估专题研究p 缆索检查与保养专题研究缆索检查与保养专题研究 p 健康监测系统的应用专题研究健康监测系统的应用专题研究 p 养护管理专题研究养护管理专题研究第二篇 专题研究检测专题第二篇 专题研究检测专题检测专检测专题研究题研究检测分类检测分类检测频率检测频率检测项目检测项目检测要求检测要求第二篇 专题研究检测专题将经常检查进一步细分为日常巡视和经常巡检。日常巡视包将经常检查进一步细分为日常巡视和经常巡检。日常巡视包括日巡视和夜巡视。通过分析研究，制订了日常巡视的详细括日巡视和夜巡视。通过分析研究，制订了日常巡视的详细要求，并制定了相关检查记录表格。要求，并

7、制定了相关检查记录表格。在经常检查的经常巡检中，增加了缆索、钢结构涂装、除湿在经常检查的经常巡检中，增加了缆索、钢结构涂装、除湿设备、供配电、监测系统、钢箱梁、检查辅助设施、永久观设备、供配电、监测系统、钢箱梁、检查辅助设施、永久观测点等反映大跨径悬索桥和斜拉桥特点的检测内容的具体规测点等反映大跨径悬索桥和斜拉桥特点的检测内容的具体规定，并调整了相关检查记录表格。定，并调整了相关检查记录表格。在定期检查项目中增加了相关监测内容，细化了对于反映大在定期检查项目中增加了相关监测内容，细化了对于反映大跨径悬索桥和斜拉桥特点的检查项目的检查要求，调整并细跨径悬索桥和斜拉桥特点的检查项目的检查要求，调整

8、并细化了相关检测记录表格（主要是增加了各构（部）件的检查化了相关检测记录表格（主要是增加了各构（部）件的检查记录表格）。记录表格）。针对现行针对现行公路桥涵养护规范公路桥涵养护规范中特殊检查规定过粗的问题，中特殊检查规定过粗的问题，进行了一些细化，并制订了相关记录表格。进行了一些细化，并制订了相关记录表格。第二篇 专题研究评估专题l 常用评估方法第二篇 专题研究评估专题 层次分析法架构层次分析法架构第二篇 专题研究评估专题 在建立模型的过程中，主要从以下几个因素来考虑:（1）评估指标体系应该满足完全性原则，即指标应整体反映桥梁的使用状态。（2）本文是对斜拉桥的使用功能进行评估，即运营状态评估。

9、在建立模型时，主要针对桥梁的功能性损伤(如主梁挠度、斜拉索保护层及附属设施损坏等)进行评估。（3）指标体系应该与桥梁的检测或监测相结合起来，即指标的可操作性应得到满足，简单易行，经济上合理。（4）因公路桥梁评估进行的各项检测应根据公路桥涵养护规范中的各项要求进行，因此指标体系应参照规范中相关的规定；但特大跨径悬索桥和斜拉桥自身具有特殊性，所以还应结合悬索桥和斜拉桥特点，制定出相应的指标体系。（5）各指标之间应相互独立，避免包容性。第二篇 专题研究评估专题l 悬索桥综合技术状况评估层次模型桥面系桥面铺装伸缩缝栏杆、护栏排水设施灯具、标志人行道（检修道）避雷装置健康监测系统除湿设施供、配电系统检修

10、通道支座与阻尼器主梁桥塔与基础桥墩与基础管养设施结构部件悬索桥综合技术状况评估吊索锚碇与基础主缆部位层损伤层构件层网裂或龟裂、坑槽、螺帽松动、结构缝宽、防水层损坏、桥面积水、焊缝开裂、丢失残缺、路灯不亮、灯柱倾斜、一般锈蚀、螺栓松动、涂层脱落、钢筋锈蚀、涂层脱落、混凝土剥离、网状裂缝、锚固区裂缝、护层损坏、断丝、吊索防护、减振器病害、一般锈蚀、焊缝开裂、结构裂缝、橡胶支座故障、主缆检修道病害、其他、电阻异常、表观病害、传感器故障、外站病害、主缆除湿设备状况、设备故障、设备老化、其他设施病害（如消防）其他设施（如消防）第二篇 专题研究评估专题l 斜拉桥综合技术状况评估层次模型其他设施（如消防）桥

11、面系桥面铺装伸缩缝栏杆、护栏排水设施灯具、标志人行道（检修道）避雷装置健康监测系统除湿设施供、配电系统检修通道支座与阻尼器主梁桥塔与基础桥墩与基础管养设施结构部件斜拉索部位层构件层损伤层护套损伤、锚头锈蚀、一般锈蚀、螺栓松动、路灯不亮、灯柱倾斜、焊缝开裂、丢失残缺、防水层损坏、桥面积水、螺帽松动、结构缝宽、网裂或龟裂、坑槽、涂层脱落、钢筋锈蚀、涂层脱落、混凝土剥离、一般锈蚀、焊缝开裂、结构裂缝、橡胶支座故障、主缆检修道病害、其他、设备故障、设备老化、主缆除湿设备状况、传感器故障、外站病害、电阻异常、表观病害、其他设施病害（如消防）斜拉桥综合技术状况评估第二篇 专题研究评估专题l 斜拉桥和悬索桥

12、安全状况评估层次模型第二篇 专题研究评估专题第二篇 专题研究评估专题全桥部位层构件层名称权重Wi名称权重Wij斜拉桥评估桥面系0.21桥面铺装0.36伸缩缝0.24排水设施0.16栏杆、护栏0.09灯具、标志0.09人行道（检修道）0.06结构部件（或安全状况评估）0.70桥墩与基础0.21桥塔与基础0.38斜拉索0.14主梁0.22支座与阻尼器0.05管养系统0.09检修通道0.22供配电系统0.25除湿设施0.15健康监测系统0.14避雷装置0.17其他0.07斜拉桥综合技术状况评估的权重斜拉桥综合技术状况评估的权重第二篇 专题研究评估专题（1）通过调查和分析研究，采用层次分析法的原理，建

13、立了综合技术状况）通过调查和分析研究，采用层次分析法的原理，建立了综合技术状况评估和安全性评估的架构和指标体系。评估和安全性评估的架构和指标体系。对于综合技术状况评估对于综合技术状况评估，将全，将全桥分为部位层、构件层和损伤层。部位层包括桥面系、结构部件和管养桥分为部位层、构件层和损伤层。部位层包括桥面系、结构部件和管养设施。构件层对斜拉桥分为桥面铺装、桥面排水设施、斜拉索、主梁等设施。构件层对斜拉桥分为桥面铺装、桥面排水设施、斜拉索、主梁等共共17种构件，对悬索桥则分为种构件，对悬索桥则分为19种构件。关于损伤层，每种构件都对应种构件。关于损伤层，每种构件都对应着多种损伤种类，如斜拉索的损伤

14、可分为防护套损伤、钢丝锈蚀、断丝、着多种损伤种类，如斜拉索的损伤可分为防护套损伤、钢丝锈蚀、断丝、锚固区渗水、锚头锈蚀、锚头内防锈油失效、锚头裂缝、索力偏差、异锚固区渗水、锚头锈蚀、锚头内防锈油失效、锚头裂缝、索力偏差、异常振动、减振器病害常振动、减振器病害10种病害。对于安全状况评估，将全桥分为构件层种病害。对于安全状况评估，将全桥分为构件层和损伤层，构件层包括和损伤层，构件层包括5种（斜拉桥）种（斜拉桥）/7种（悬索桥）构件。种（悬索桥）构件。（2）借鉴了现行）借鉴了现行城市桥梁养护技术规范城市桥梁养护技术规范中对损伤指标扣分准则的具体中对损伤指标扣分准则的具体规定，同时也考虑了公路交通行

15、业有关桥梁评定的传统做法，建立了不规定，同时也考虑了公路交通行业有关桥梁评定的传统做法，建立了不同规范、和手册之间的权重对应关系，利用固定权重与变化权重相结合同规范、和手册之间的权重对应关系，利用固定权重与变化权重相结合的方式，形成了新的评定标度体系。的方式，形成了新的评定标度体系。（3）利用了层次分析方法，通过初步调查统计和分析成果，形成了权重分）利用了层次分析方法，通过初步调查统计和分析成果，形成了权重分配初稿。计划在指标体系确定后，通过大量调查，形成权重分配终稿。配初稿。计划在指标体系确定后，通过大量调查，形成权重分配终稿。（4）补充了索承桥梁特有的损伤指标的具体扣分准则，如对斜拉索、主

16、缆、）补充了索承桥梁特有的损伤指标的具体扣分准则，如对斜拉索、主缆、吊索、锚碇、检修通道、防雷装置、供配电设施、健康监测系统、除湿吊索、锚碇、检修通道、防雷装置、供配电设施、健康监测系统、除湿设施等的养护状况提出了明确而且量化的扣分准则。设施等的养护状况提出了明确而且量化的扣分准则。第二篇 专题研究缆索检查、保养与维修乌江大桥乌江大桥第二篇 专题研究缆索检查、保养与维修l 缆索检测 经常检查 定期检查 特殊检查l 缆索保养与维修 斜拉索保养与维修 悬索桥缆索保养与维修 通过比较不同规范和手册，调查研究实际做法，明确了缆索的监测项目、监测频率及检测要求，以及缆索的保养与维修相关内容。第二篇 专题

17、研究缆索检查、保养与维修（1）深入比较了各规范、手册中的有关规定，并结合经验）深入比较了各规范、手册中的有关规定，并结合经验对缆索系统的检查、保养与维修做出了细致的规定。对缆索系统的检查、保养与维修做出了细致的规定。（2）细致分析了苏通大桥、南京二桥、南京三桥、江阴大）细致分析了苏通大桥、南京二桥、南京三桥、江阴大桥、润扬大桥的缆索结构特点，提出了一些有针对性的养护维桥、润扬大桥的缆索结构特点，提出了一些有针对性的养护维修要求。修要求。（3）由于大跨径悬索桥和斜拉桥的特殊性和差异性，课题）由于大跨径悬索桥和斜拉桥的特殊性和差异性，课题组提出了由管养单位根据特殊部件自身特点来制定专门的保养组提出

18、了由管养单位根据特殊部件自身特点来制定专门的保养与维修方案。如减振器的维修保养，可结合产品特点和制造厂与维修方案。如减振器的维修保养，可结合产品特点和制造厂家的建议，确定保养与维修方案。家的建议，确定保养与维修方案。第二篇 专题研究健康检测系统l 健康监测系统与传统养护结合的核心思路 核心思路：核心思路：紧密结合养护，以安全评价为核心，以层次分析法建紧密结合养护，以安全评价为核心，以层次分析法建立的包含健康监测及传统人工检测信息在内的桥梁结构状立的包含健康监测及传统人工检测信息在内的桥梁结构状态分层评价体系为主线。态分层评价体系为主线。其中涉及到的总体性指标及局部指标（安全性指标、其中涉及到的

19、总体性指标及局部指标（安全性指标、耐久性指标、适用性指标）则通过各种先进的评估分析技耐久性指标、适用性指标）则通过各种先进的评估分析技术来获得，从而实现术来获得，从而实现“可根据监测结果对运营桥梁的状态可根据监测结果对运营桥梁的状态做出客观的评估，为管理维护决策提供量化依据做出客观的评估，为管理维护决策提供量化依据”的功能。的功能。第二篇 专题研究健康检测系统（1）形成了）形成了“健康监测系统用于桥梁安全评估的一般原则健康监测系统用于桥梁安全评估的一般原则”，对健康监测系统的建设目的、总体功能、总体技术要求、系对健康监测系统的建设目的、总体功能、总体技术要求、系统框架构成、监测参数等内容做出了

20、相关规定。统框架构成、监测参数等内容做出了相关规定。（2）在桥梁一般性评定指标体系中纳入了部分健康监测指标，）在桥梁一般性评定指标体系中纳入了部分健康监测指标，对如何利用这些指标做出了量化规定。对如何利用这些指标做出了量化规定。（3）在养护中明确提出了对健康监测系统自身也要加强养护，）在养护中明确提出了对健康监测系统自身也要加强养护，并在养护管理中提出了健康监测系统管理的相关要求。并在养护管理中提出了健康监测系统管理的相关要求。（4）对用于养护的健康监测指标提出了非常明确的测值要求和）对用于养护的健康监测指标提出了非常明确的测值要求和数据后处理的相关要求。数据后处理的相关要求。第二篇 专题研究

21、健康检测系统 桥梁健康监测和安全评价系统应该监测能反应大桥真实工作性能的工作环境和结构响应。监测参数建议分为以下三类：n荷载源：荷载源：风荷载、温度荷载、交通荷载、地震荷载、船撞、预应力损失和混凝土的徐变、腐蚀等；n系统特性：系统特性：静态影响系数、整体动态特性；n桥梁响应：桥梁响应：几何线形、索力、应力应变分布、疲劳应力；第二篇 专题研究健康检测系统记录并存档桥面处超声风速仪测得的记录并存档桥面处超声风速仪测得的3个正交方向上的风速个正交方向上的风速时程数据，记录并存档索索塔顶部螺旋式风速仪测得的平面内时程数据，记录并存档索索塔顶部螺旋式风速仪测得的平面内的风速和风向的时程数据；的风速和风向

22、的时程数据；绘制平均风速和阵风的风玫瑰图，风事件风速关系图，导绘制平均风速和阵风的风玫瑰图，风事件风速关系图，导出并绘制风速梯度和阵风风速图；出并绘制风速梯度和阵风风速图；计算风紊流强度、时间和长度因子、频谱、互功率谱和互相计算风紊流强度、时间和长度因子、频谱、互功率谱和互相关性；关性；对安装了加速度仪、位移计、对安装了加速度仪、位移计、GPS和应变仪的桥梁构件，绘和应变仪的桥梁构件，绘制桥梁响应与风速关系图；制桥梁响应与风速关系图；对于安装了应变仪的风支撑构件，绘制应力使用率。在获得对于安装了应变仪的风支撑构件，绘制应力使用率。在获得足够多的风荷载数据的基础上，进行风速的极值分析，以预测足够

23、多的风荷载数据的基础上，进行风速的极值分析，以预测桥梁分别在使用极限状态和强度极限状态下可能遭遇的极端风桥梁分别在使用极限状态和强度极限状态下可能遭遇的极端风事件。事件。例：例：风监测风监测第二篇 专题研究健康检测系统（1）形成了）形成了“健康监测系统用于桥梁安全评估的一般原则健康监测系统用于桥梁安全评估的一般原则”，对健康监测系统的建设目的、总体功能、总体技术要求、系对健康监测系统的建设目的、总体功能、总体技术要求、系统框架构成、监测参数等内容做出了相关规定。统框架构成、监测参数等内容做出了相关规定。（2）在桥梁一般性评定指标体系中纳入了部分健康监测指标，）在桥梁一般性评定指标体系中纳入了部

24、分健康监测指标，对如何利用这些指标做出了量化规定。对如何利用这些指标做出了量化规定。（3）在养护中明确提出了对健康监测系统自身也要加强养护，）在养护中明确提出了对健康监测系统自身也要加强养护，并在养护管理中提出了健康监测系统管理的相关要求。并在养护管理中提出了健康监测系统管理的相关要求。（4）对用于养护的健康监测指标提出了非常明确的测值要求和）对用于养护的健康监测指标提出了非常明确的测值要求和数据后处理的相关要求。数据后处理的相关要求。（5）提出了服务于养护的健康监测系统的预警指标设定的原则和）提出了服务于养护的健康监测系统的预警指标设定的原则和 要求。要求。第二篇 专题研究健康检测系统当当2

25、分钟平均风速大于某阀值时，发出预警。为保证行车的安分钟平均风速大于某阀值时，发出预警。为保证行车的安全性，根据全性，根据2分钟平均分速的大小，制定相应的管制措施包括分钟平均分速的大小，制定相应的管制措施包括从限制上桥的车辆高度和车速乃至暂时关闭桥梁运营；从限制上桥的车辆高度和车速乃至暂时关闭桥梁运营；例：例：风预警风预警第二篇 专题研究养护管理专题研究当前存在的不足当前存在的不足（1）公路桥梁养护管理工作制度、纲领性文件、缺乏细致的规定。（2）对突发事件处理、养护管理系统管理、健康监测系统管理、大桥养护手册编制与管理等一系列重要问题缺乏规定。主要成果主要成果（1）对突发事件后的处理、养护管理系统管理、健康监测系统管理、大桥养护手册编制与管理等问题做出了详细规定；（2）对检查评定的人员和单位的资质要求、检查与评定管理要求、保养和维修管理要求做出了进一步的细化规定。第三篇 规范目录第三篇 规范目录第三篇 规范目录大跨径悬索桥和斜拉桥养护规范 谢谢大家！