浅谈车辆日常行驶对城市高架桥损伤的影响及维护办法_开题报告

一、文献综述

（一）国内研究现状

近年来我国也出现过几次重大的高架桥事故。1998 年 9 月 24 日，宁波大桥在即将合拢的时候，发生桥体断裂，损失高达 4 亿元。1999 年 3 月 4 日，重庆市綦江彩虹桥垮塌，40 人死亡，造成极其严重的社会影响。2000 年 8 月 27日，台湾高屏大桥发生桥面断裂，造成 16 辆汽车坠入河中，22 人受伤的重大事故。2001 年 11 月 7 日，四川宜宾南门大桥桥面断裂坍塌。

古今中外，有很多高架桥倒塌的例子，足以给人们敲响警钟。随着高架桥建设的不断发展，高架桥结构的形成与功能日趋复杂，工程的规模也越来越大，使得人们对现代高架桥的质量和寿命也逐渐关心起来。如何避免以后不再有高架桥倒塌事故，高架桥的健康监测与振动控制技术无疑已成为大型高架桥结构灾害演化规律研究与安全保障的主要途径。完善的高架桥健康监测系统可以验证高架桥设计理论、施工质量，监测结构局部和整体服役状态、监测结构损伤、抗力衰减及其演化规律，识别结构损伤及其位置，进行高架桥安全性、耐久性评定与预测以及高架桥安全事故预警等。安装上这些高架桥健康检测与振动控制系统，就等于给高架桥配上一个“全天候”的医生，高架桥的建设和运行都能得到有效的保障。

大多高架桥工程存在盲目跟风的现象，没有经过充分论证就仓促上马，有些甚至是边设计边施工。从快速交通的角度，高架桥的确让车速更快了，但是单纯依靠修建高架桥来解决交通拥堵问题是比较简单的思维。中国城市建设很多都是应激反应，没有整体解决方案，做快速路的时候就做快速路，没有想到与其他交通系统的衔接，结果让车流快速地走向下一个堵点，使高架路面成为“停车场”。

根据对上海浦西中心区的交通干道的调查得知，在早晚高峰时段，大约42%的干道处于饱和状态，接近74%的路段行程车速在20公里/小时以下，有29%的路段的行程车速低于15公里/小时，最低的路段仅9公里/小时。

（二）国外研究现状

国外发达国家由于经济发展较早，道路交通和城市建设经过建设高峰后，均已进入平缓阶段，许多高架桥已进入使用中晚期，维护与加固的费用逐年增加，据报道美国 1984 年，57.5 万座钢筋混凝土桥，一半以上出现钢筋腐蚀破坏，40%承载力不足和必须修复与加固处理。当年的修复费为 54 亿美元，维护费用占到总投资的 60%。据截至 1988 年 6 月的统计，在美国共有 577710 座在编和分类的高架桥，其中 135826 座被认为是结构缺陷。这意味着要不立即进行维修，就要关闭。美国每年高架桥投资 90%用于更新维修旧桥，只有10%用于新建高架桥。

对高架桥健康状况进行检测，目前世界上很多国家都在进行研究和实验。美国上个世纪 80 年代中后期在其多座大型高架桥上安装有相应的检测装置，例如美国 Sunshine Skyway 桥上就安装了 500 多个传感器。英国在 80 年代后期，日本在 90 年代初期都进行过这方面的研究。另外，像丹麦的 Faroe 大桥、墨西哥的 Tampico 大桥、挪威的 Skamsundat 大桥都作了许多有关高架桥的检测尝试，收集了结构和构件的位移、应变、加速度等物理参数以及环境因素对结构的影响。香港 90 年代 Lantan Fined Crossing 桥、青马大桥，广州的虎门大桥、上海的徐浦大桥、江阴长江大桥以及南京长江二桥都在施工期间安设了有关监测设备，以便在营运期间对结构进行实时监测。其中，虎门大桥监测系统由应变仪、加速度传感器、温度传感器、位移传感器（电容式加速度传感器）、GPS系统等几部分构成，在施工监控和成桥试验测试系统的基础上能对该桥进行一段通车后的短期运营监测，这些工作将起到确保高架桥安全运营、延长使用寿命的作用，并希望能通过早期发现高架桥病害，以节约高架桥的维修费用，提高高架桥的综合使用效益。

高架桥解决了城市道路空间无法拓展的难题，但是高架桥给小汽车带来的便利的同时也诱导交通量的激增，很快超过了高架桥当初设计的车流量，以至于交通事故频发，高架桥也拥堵不堪。例如改造前的美国波士顿中央干道高架路，设计日流量为7.5万辆车，日后每天通行量却为20万辆车，是设计日通行量的2.67倍，高架桥上坡道多等原因更加剧了交通拥堵，甚至使其成为美国拥堵最严重的交通干道：波士顿中央干道高架桥每天基本都有10个小时以上的拥堵时间，交通事故发生率是美国平均水平的4倍。兴建于1993年的上海单向2车道的内环高架桥的设计流量为3000-3200pcu/h，单向3车道的南北高架的设计流量为4600-4800pcu/h，而1998年实测到的高峰每小时单向断面流量，内环高架为3200pcu/h，南北高架为3800pcu/h，饱和度分别达到了100%与80%。

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二、^范文提纲

一、城市高架桥概述

（一）城市高架桥发展状况

（二）城市高架桥的特点

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二、车辆日常行驶对城市高架桥损伤的影响

（一）水泥砼桥面铺装

（二）桥梁上部结构

（三）桥梁下部结构

（四）桥梁附属设施

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三、城市高架桥的维护办法分析

（一）高架桥养护管理概述

（二）沥青路的养护

（三）水泥混凝土路面养护管理

1.水泥混凝土路面养护决策与优化方法

2.方案的经济分析

（四）隧道工程的养护管理

（五）路基及附属设施的养护

（六）高架桥绿化养护

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四、城市高架桥养护管理想法和建议

（一）城市高架桥的养护管理

（二）提高城市高架桥养护科学化决策水平

（三）组织全国每年一次的城市高架桥管理工作研讨会

三、参考文献

[1]房爱国,钟丽,方映木. 成都市二环路高架桥预应力小箱梁蒸汽养护技术应用[A]. .成都市“两快两射”快速路系统工程^范文专辑[C],2014:3.

[2]邓宗昌. 城市高架桥荷载实验研究[J]. 河南科技,2012,16:95-96.

[3]徐田坤. 城市桥上有砟轨道减振措施的研究[D].北京交通大学,2008.

[4]张勇. 浅谈某预应力砼高架桥箱体开裂及处理[J]. 太原城市职业技术学院学报,2011,03:172.

[5]徐闯,焦驰宇. 考虑支座损伤的城市高架桥地震易损性分析[J]. 公路,2015,08:147-152.

[6]夏晓光. 城市高架桥抗爆性能评估与防护措施研究[D].天津大学,2014.

[7]吴靖,包兴臣,王丹,牛丽丽. 青岛市西流高架桥桥梁健康监测系统设计[J]. 中国交通信息化,2017,04:130-133+137.

[8]黄盛楠. 钢筋混凝土梁桥损伤识别方法的研究[D].清华大学,2008.

[9]姚晓飞. 既有公路混凝土梁式桥损伤评估与可靠性评定研究[D].长安大学,2009.

[10]王根会,朱尚清. 既有钢桁梁桥损伤识别与诊断方法研究[J]. 力学与实践,2007,01:50-52+63.

[11]安永辉,欧进萍. 简支梁桥损伤程度识别的模拟和试验[J]. 振动.测试与诊断,2013,01:60-65+165.

[12]殷庆遇,刘国锋,陈永瑞. 混凝土曲线梁桥损伤识别干扰性分析研究[J]. 公路交通科技(应用技术版),2013,04:179-181.

[13]谢峻,江见鲸,韩大建,王国亮. 大跨度斜拉桥损伤识别的三步法[J]. 工程力学,2006,08:53-56+41.

[14]刘四田. 某T型刚构桥损伤原因分析[J]. 市政技术,2003,06:335-338.

[15]刘焕昆,毛燕. 我国公路混凝土梁式桥损伤现状及成因分析[J]. 公路交通科技(应用技术版),2013,08:10-13.