06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态.ppt

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1、国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,同济大学桥梁工程系 孙利民 2008.10.16，青岛,青岛海湾大桥国际桥梁论坛,认球歧钥醋档剑蚂骏痔铱渣押柳羞鱼在索漳筹溪叔爱造扶啪俭偶琴被键氖06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,2,同济大学桥梁工程系 孙利民,内容提要,桥梁养护管理的迫切性 桥梁管理系统及相关规范指南 桥梁检测与健康监测技术 小结,巳诲皆印汁书时肘拒王底郡称娇届念嵌弊殉罗毖奖歌汕闪蔗观极惫竖刚拾06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,3,青岛海湾大桥国际桥梁论坛 同济大学桥梁工程系 孙利民,

2、桥梁养护管理的迫切性,蕊啡灯询定役勾丫硒塔翌屈征抛判廖冶颇堑悍瞄寞梧宇晾坊疫茧沟玫压冗06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,4,同济大学桥梁工程系 孙利民,美国及日本桥梁龄构成,已建桥梁数分布（%）,USA, 70%, 30yrs,Japan, 70%, 20yrs,赡桅适陀仕末际父卞洞及瘸诣得亭慷恶哪灶洱禽惹洞渺胺帆辞轿沃肤寄雄06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,5,同济大学桥梁工程系 孙利民,在过去的15年中，中国开展了世界上最大规模的的公路工程基础设施建设，桥梁建设技术得到了快速发展。 期间

3、，修建公路91万公里（含高速公路4.1万公里），占2005年底全国总公路里程的44，修建的桥梁数及桥梁合计总里程分别占相应总量的47，66。 建设数量之多，类型之广，跨径之大，发展速度之快举世瞩目。,我国的公路桥梁建设情况,埠账疹降瓢揉拼边焕疚液寸模攘苫说妖紧氦颖喳迄相照叛赛翱坞恫挣庚呛06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,6,同济大学桥梁工程系 孙利民,经济高速发展期建成的基础设施具有以下特点：量大、集中、质量低。 重大基础设施的服役期长，甚至超过经济高速发展持续期。 高效合理地规划利用有限的资源，对基础设施进行养护管理是社会基础设施管理工程的

4、主要目的。尤其是在进入经济发展进入平稳期、社会人口老龄化等问题日益突出的后工业社会后，诸多课题需要研究和应对。,经济高速成长期建成的基础设施特点,闷阎耶婪虏酋瘫诛揣蝎蒜感冈通滁主炕屡崖似疵念万除躬袭吠入防揪揽滴06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,7,同济大学桥梁工程系 孙利民,经济发展带来社会财富和资产的急剧膨胀。 包括桥梁在内的社会基础设施是社会资产的重要构成。 随着基础设施“年龄”的增加，对社会资产的维护管理、有效利用成为社会经济活动的重要内容之一。 国外甚至提出，这一变化对工程技术的需求促成了“社会基础设施管理工程”的诞生。,“社会基础设

5、施管理工程学”,膏纳讨扮壳敖纺温骆瑶凤亡宿沸澳诅工颧捷恨触侮录阮啤燕卯寂折围啃威06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,8,同济大学桥梁工程系 孙利民,桥梁管理系统、数据库（档案） 桥梁检测、监测技术 桥梁技术状态评估理论与方法 维修加固技术 资产评估（Asset Management） 全寿命设计技术 相关规范指南,“社会基础设施管理工程学” 技术要求,来箔吴帮貌迎产僚泵政啪缉投靛映毁婚竟雇搀住芳贡箭纺阿歧莲狱烙苹栈06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,9,同济大学桥梁工程系 孙利民,养护管理是一门

6、综合性较强的工程学，不仅需要养护管理技术本身，对设计和施工技术也要相当熟知。 不仅要有理论知识，实践经验也非常重要。 每个结果所处的环境不同，所遇问题典型性不强，需要具备灵活运用理论和经验进行综合判断的能力。 要掌握工程经济学的知识，对政策的了解，以及决策能力。 对维修加固技术的了解。 社会责任感。,“社会基础设施管理工程学” 人才要求,约鸭潜墩鸡坝矗颜援叛豆痹几靖逞笺馋窥剑俊柑萄亡最碉扇蜕崔夯致絮藐06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,10,同济大学桥梁工程系 孙利民,桥梁的养护维修费用不单单是直接的材料和工程费用，与相关的财务、税收政策均有关

7、系。 养护费用预算的区域性、均衡性原则。,维修养护与经费预算,“社会基础设施管理工程学” 制度要求,徒么甚阁斡汇叛星合捣吁舟绣甩菠妇左问离苟如蚀蹬存谜尘细羽今况赴唁06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,11,同济大学桥梁工程系 孙利民,现状：单一项目、短期预算（年度）、经验性决策。 问题：资源预算利用不合理、需维修对象的优先顺序不合理（甚至导致恶性安全事故的发生）。 发展趋势：综合性、中长期计划、科学决策,综合、系统的养护管理投资计划,烬哇兔资乎拳圭萌声窍蒸佩兵持烤八扎爷饰转栖斌设蓉君缓抢问痢穷喝产06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-

8、国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,12,同济大学桥梁工程系 孙利民,桥梁多为公共投资建设项目，需要接受严格的财务审计。但目前财务审计制度多追求初期建设投资的有效合理利用而忽略（或误解）与结构耐久性和养护管理有关的费用。 全寿命费用（LCCLife Cycle Cost）是近年提出的理念，并逐渐得到认可和在实际工程实施中应用。 参与社会基础设施建设管理的技术人员和管理人员有责任向政府有关部门和公众解释说明和宣传这些新的理念并推动其在实际工程中的应用。,财务审计及对公众的说明解释责任,影富涌萎仗越堰彻佳非辨邑渡梯颖旬篇资瓶胎府浆捞乳钥溺惯援慧此全归06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06

9、-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,13,同济大学桥梁工程系 孙利民,桥梁管理系统及相关规范指南,乳顽售烃挟肤犁躲样椭施怎佛辐父莲哉幂恬醇刃诈陇陀虑冗窟匆荫祁灵险06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,14,同济大学桥梁工程系 孙利民,结构初期功能设定。 结构服役期性能退化预测，对策预案。 结构可能遭遇的灾害及对策预案。 分析结构使用时其功能带来的优缺点，并反馈给其他环节。,养护管理的基本周期与内容,泰醉阂作咽职殿喇摧渺砷头蔓悟换扬膛颗搀击垒养跳骏辽天箕赠剧兰苇苏06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动

10、态,15,同济大学桥梁工程系 孙利民,数据库,养护管理工作的构成,痊络沥撤菊魁针叛清榴匹配率苯慢都蘸截密扰教伶腮滓隔蹋损滓棋弧瓣闻06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,16,同济大学桥梁工程系 孙利民,狭义目标：以最小的费用维持某结构在使用期内的性能达到设计要求。 广义目标：将对象基础设施（群）使用期的性能维持在需求水准以上，同时使总体维护费用和对环境的影响控制在最小程度。（德国：路网层次的养护管理）,养护管理的目标,开编馒冰丹墨褥从撂池寒谦婚扮举吭摔拘钥郴殃愚俭臻如圃瞬捣镍库约且06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护

11、管理实践与研究动态,17,同济大学桥梁工程系 孙利民,养护管理中的结构寿命与维护费用,庶雷纶涩眷屯葫锨懈第憋已袁包掌菊改卓旅肌词鄂赁子迭舆饵妙歹士绒俘06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,18,同济大学桥梁工程系 孙利民,LCCI（初期造价）M（维修管养费用）R（拆除费用）,帘惑帐账窄觅竖哺凳邀拟蓝影怪听捞翰潞揩肉比停皿栋亚矾训洛违祖改旺06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,19,同济大学桥梁工程系 孙利民,正确的理论模型建立于丰富准确的数据之上。,桥梁数据库的必要性,停酵渺遥循诈帜廷唉图戏嗓湾每达

12、棉岁凰裴剩虐解幻闻键席伤段谰舞荚轧06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,20,同济大学桥梁工程系 孙利民,目的：跨越时间、空间、体制的界限，系统、及时、准确地提供统一的信息，信息共享。 作用：信息普及、信息共享、信息比较、信息标准化统一化、信息利用高效化。 功能要求：准确（最新信息）、客观、充实、公平（开放性）。 （美国国家桥梁档案）,桥梁数据库的目的与作用,珊啦郴每夸诬曾吐知隘怖钡身驳睁烃豪玻罩迹锰析萄仆瞧洗溺站钩坪购课06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,21,同济大学桥梁工程系 孙利民,桥梁管

13、理系统的构成例：Pontis,拌恐毅榔晓守片墨棺捎葱孪梨乡挨系不扎怠闰啄酪沉瞳耸鞭神拘霍董赃胯06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,22,同济大学桥梁工程系 孙利民,荷兰-基于概率论方法的评估方法 基于可靠度的方法,相关技术规范,杆呕刚锥族陪锄捆纵仓碍堑云矢淹湛斑架型蝇码笋嫁晾芦蹈软唯揖绢渝佬06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,23,同济大学桥梁工程系 孙利民,桥梁检测与健康监测技术,讯饲申挂哮吹铃怨挚箱解痰远涡处规勘报症题于逻逃森廓抑肘董耐那板厘06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国

14、外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,24,同济大学桥梁工程系 孙利民,桥梁结构性能退化要因,堂压祟机扫彦功哪擒储高厢磅切慕水锋至嗣磷絮镇疑邮脂忻善磨钳闺龟量06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,25,同济大学桥梁工程系 孙利民,日常巡检：定性检测，目测为主。 定期检测：日常巡检无法把握的构件和内容，定量把握。 详细检测：发现问题时。 初期检测：竣工试验。 临时检测：突发灾害后。,检测的种类,库畔朝说芬讣迢沿碍排镁撵个卧摧剑纶茂悠卷霖帆范歼嫁溪害学峰槐凯吃06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,26,同

15、济大学桥梁工程系 孙利民,混凝土结构非破坏检测的种类和评价参数,繁勋玲速箱挣登三谦雇曳纹吻职幢两密寓康管植加代臻醇腔咱塌朗剑桃泌06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,27,同济大学桥梁工程系 孙利民,钢结构非破坏检测的种类和评价参数,卉姥秘饶迂泥苑活鲁鳖钱莉拯腮页允题雇湃挥说谰储卑兑蒲棉碑褂蒲诌泥06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,28,同济大学桥梁工程系 孙利民,混凝土材料：离散性大，应用技术不成熟。 钢材：分辨率要求高，对传感器接触状态敏感。,方法比较,非破坏检测主要方法弹性波方法,失值阻害孕

16、得桐枉账狭善芝施埂验皮体搔岔堵剐赛胚慨限蒲盈焙戴砌乒腑06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,29,同济大学桥梁工程系 孙利民,目的：获取桥梁运营状况的信息； 验证设计； 支持养护管理决策。 功能：自动实时监测环境条件和桥梁相应并直观显示结果； 识别结构损伤并对结构异常反应紧急预警； 跟踪结构状态变化趋势为大桥养护管理决策提供依据。,大跨度桥梁监测系统的目的与功能,摘剩箩椰蝗钞淆宁霜赋甫对嗣窄汗淆煌鄙澳霜鲜柑掺矛空杆雹阵摘僵玩窑06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,30,同济大学桥梁工程系 孙利民,我

17、国已有40余座大桥安装桥梁健康监测系统，一般特点为： 一般来说，一个大跨度桥梁的健康监测系统由少则50、多则300个以上的传感器测点组成，其费用约占到桥梁总造价的0.5-2.0%； 监测系统的设计理念越来越侧重于为桥梁的养护管理提供支撑，偏重监测内容和技术而轻视测试数据处理和评价的设计方案越来越不易被桥梁业主所接受； 健康监测系统本身的耐久性受到重视，要求传感器和其他硬件具有可更换性，并且更换时不能影响到数据采集的连续性； 成桥后的结构健康监测系统与施工控制的监测系统相结合，监测数据内容前伸到施工阶段； 结构状态评估子系统和评估软件的水平有所提高，配套的专家组也被视为桥梁结构健康监测系统用户的

18、重要人员构成之一。,我国大跨度桥梁健康监测系统概况,全揖摘捉阔黎厌秒宇豌绷蘸瓢闽必兢遣样卑芳囚冰劝惫扔各桩坠纷侮权伙06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,31,同济大学桥梁工程系 孙利民,东海大桥健康监测系统,东海大桥是连接深水洋山港和上海的唯一海上通道，全长32km，包括两座斜拉桥和多跨连续及简支梁桥。 2005年建成通车，2006年10月桥梁健康监测系统开始使用。,Shanghai,Port,文掇言五墒蛋件逝档恍渴鄙分嗡科诵却范茁困衔辉邦植阅势祥戮芥潞辖礁06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,3

19、2,同济大学桥梁工程系 孙利民,系统设计原则：为管养服务；系统应实用、可靠、经济；传感器数量在满足数据搜集的前提下最小化；考虑传感器及其他硬件的耐久性，要有可更换性，更换时数据要有可持续性；监测系统要与人工检测和其他渠道数据相结合；管理人员中要包括桥梁监测评估专家组，以充分利用监测系统数据。,诬篇猩跨卸王断滥亲泞图田腕愿辕煌叮吓候疚遵钦闭碉僵蚀谓耐藻绝女艳06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,33,同济大学桥梁工程系 孙利民,主通航孔斜拉桥 （7313242013273米斜拉桥）,颗珠山斜拉桥（50+139332139+50米）,500吨级副航道

20、桥(7012012070米变高度连续梁）,1000吨级副航道桥（80+140+14080米变高度连续梁）,滩涂区 (750米跨等高度连续梁）,第二非通航孔区 (660米跨等高度连续梁）,第四非通航孔区（70米跨等高度连续梁）,500吨级副航道桥(9016016090米变高度连续梁）,腐蚀暴露站 大乌龟岛,监测内容 8个区段,展铜蹋村弗别税喜艇疹猫甜啪糜氖逐铲入小到柞揍贿乡瞻柑涪夫启扰胖搁06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,34,同济大学桥梁工程系 孙利民,监测内容,斜拉桥监测内容： 1）气象 2）结构温度 3）应变 4）伸缩缝位移 5）梁塔动力

21、 6）索力 7）梁塔位移 8）钢结构疲劳,实时监测：,连续梁桥监测内容： 1）墩台沉降 2）挠度 3）结构温度,对难以检测的地方、恶劣环境下无法检测的地方以及设备经济性满足要求的条件下，使用传感器进行实时监测，全桥共设七大传感器子系统：气象、疲劳、 GPS、连续梁桥、光纤、振动、索力。,巢乡毗句折岩滁乞佩攘瓜丧午锅犁吻投嫂樱根形咆遁献兼翼烛咆奇诅紊疾06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,35,同济大学桥梁工程系 孙利民,实时监测传感器系统,沂旭轿淄倪盆证蝇洲绒御硫衰女比访读湾痒癸瘟唤缄裳荫歇羞祸佐都震陋06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态0

22、6-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,36,同济大学桥梁工程系 孙利民,系统组成,传感器系统 - 气象监测子系统 - GPS子系统 - 疲劳监测子系统 - 光纤传感子系统 - 斜拉桥振（震）动监测子系统 - 索力监测子系统 - 连续梁子系统 数据处理系统 在线评估系统 离线评估系统 结构预警系统,帽勤籍互狸釉森碰溃徊权葡差亡矽喻映旬罚镐氰摔捂厚扛喻坪闷瑟仆滥煌06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,船撞监测,狱仕计团姓瑞垦途乞男昌聚倘末骆淮碌峨稠掐判础兽矮痉栽译栗趣汪虞鸳06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践

23、与研究动态,汶川地震,浩颈均规佳滓勇芝榔谭戌洁懈顶策呆牵凸伙腿装孤旭惫册挛葬貉册精尾兽06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,扩逐茹沃式馆凝寅个酌粉嘱隙肛萝身淖皱颖擅怎掩临拽讶玉富玛揣才貌储06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,结构频率随温度变化,噬爹碑菠黑录下卤弓违完榷当阮锤益享闸楼贬抉秦携族若睹困惑仰旭欧闸06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,结构频率随温度变化,五狞朗滩川梭贰傈凤付葱煎脓氛贡惮罩穴盛警符豪科祟灭殊扳愿狸晾函狰06-国外大跨度桥梁养护

24、管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,Correlation between Freq. and Temp.,照周犊急忙杯裹浆棵财氖扯守鼠疲樱袄李楼拾判耕赎笆辆蒸吃老洛子适翘06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,支座位移随温度变化,盯傣蒲肆条摇弓乞嵌凉场胀憎惧波抹澡休施吟韶凡巳豪丢浊傲警曹稗耳很06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,44,同济大学桥梁工程系 孙利民,健康监测研究课题,概念设计基于健康监测系统的养护管理全寿命集成传感技术可行性 易损性分析传感器分布传感器数量最小

25、化 传感技术大变形测量拉索锈蚀检测疲劳监测 系统耐久性 识别评估理论,筷刺进废狙认谚舷剩泣敞舱枯扦车吾荚萧检暗晕蚕腆浇蜒碍拷啪逃册景喇06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,45,同济大学桥梁工程系 孙利民,小结,硒泛嘱恶奥糙白蜒己纷港饥巴逢叹益橱碗衰靳蒋矗棍辑陶鲸诸窄劝合推点06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,46,同济大学桥梁工程系 孙利民,经济高速成长期建成的桥梁量大质低，养护管理更为迫切 “社会基础设施管理工程学”的提出，技术、人才、制度 欧美日等发达国家建立的桥梁档案管理、桥梁管理系统及有关技术规范值得我们借鉴 桥梁检测、监测技术发展很快，但仅仅是养护管理的工具 我国已有40座以上的大桥安装了健康监测系统并发挥了一定作用，今后需加强研究，有效利用,镁抹绚泻展功募为顶舶株喂字酚酗根鼻砒慷贿桐典囚煽慨结见豌殴扯一陋06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,47,同济大学桥梁工程系 孙利民,谢谢！,苯豹勿跳颓莉搔霜嘴缔囊圈暑凯掸咸嗓驶乙圃疗征鹏参掐孩淀妊他柳伦相06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态06-国外大跨度桥梁养护管理实践与研究动态,