黄侨：大跨斜拉桥梁的养护与管理

3.3 大跨度桥梁的病害分析    转自中国桥梁网
    由于设计理论不完善、施工质量问题、环境材料问题以及运营交通量剧增等多方面的原因，使已建成的大跨度桥梁出现种种病害，导致结构构件老化、承载能力降低，影响了结构的正常运营。未来的几十年，将会是我国桥梁维修加固改造的高峰期。透彻研究桥梁病害的根源，进行桥梁病害诊断分析是桥梁维修加固的重要环节，也是桥梁维修加固设计的前提。

    大跨度桥梁的复杂性，使得研究者难以对其病害原因给出合理的解释。同一桥型中，构件不同；同一构件中，材料、所处环境、管理养护等方面不同，都会使桥梁产生完全不一样的病害。这就必须通过调研、收集国内外发生各种病害及事故的多座桥梁的实例，对所需要研究的桥型病害进行归类和原因分析，并将它们放到病害数据库中供桥梁养护管理部门参考。此外，利用建立桥梁病害分析的精细化模型的方法，模拟病害过程，分析其易损部位和关键部位，并进行桥梁的特性分析，包括各种工况下桥梁的静力特性、动力特性分析（例如，在进行斜拉桥病害分析时，可假设多种不同斜拉索的损伤程度、分布情况，进行有关静、动力分析，研究拉索损伤对桥梁结构受力性能的影响）。静力分析主要是获得在各主要工况下桥梁线形、内力等结构整体性能；动力分析主要是获得结构自振频率、振型、阻尼比等动力特性，从而为桥梁病害知识库的建立打下基础，为养护维修决策提供依据。
 
3.4 大跨度桥梁的主动养护理念

    大跨度桥梁的养护管理理念应该由传统养护工作的防御性转向技术预测，变以往的消极防御为主动养护，即将现场调查、现场检测与监测、计算识别与判别、维修与预测的整个过程系统化。 桥梁结构的长期性能预测关系到结构将来维修计划的制订以及维护工作的优先级排序[10]，通过对结构各构件的合理预测、掌握桥梁工作状态的变化趋势，管理者可以选择养护维修工作的最佳时机，并及时制订养护维修计划，从而降低维修成本和桥梁出现重大事故的概率，维修工作不及时将会严重影响大跨度桥梁结构的使用寿命。系统中以哈尔滨松花江斜拉桥为研究对象，综合考虑了混凝土的收缩、徐变及预应力钢束松弛等时效因素对斜拉桥结构的影响，运用综合计算时效影响的时效分析数值算法，完成对该桥整个运营使用期内，任意时刻结构应力、挠度、索力等长期性能预测，并随着运营期内实测结果的改变动态更改结构预测模型。另外，根据国内近十几年大型斜拉桥的建设、使用经验，从结构的耐久性理论入手，对哈尔滨松花江斜拉桥各主要构件和附属构件的耐久性进行了预测分析，包括混凝土构件的碳化深度、混凝土锈胀开裂、混凝土表面涂装、钢主梁的防腐蚀涂装、斜拉索及其防护系统以及橡
胶支座耐老化性等内容的预测。

    通过对大量已建斜拉桥的调研，系统中为不同的桥梁病害形式提供相对实用的维修策略，并针对桥梁的长期性能预测给出了维修预案，其中包括斜拉桥的换索预案。考虑斜拉索可能出现病害的工况组合，利用大型有限元程序 ANSYS 进行分析，建立由空间杆、梁、板壳单元组成的空间有限元模型，以斜拉索索力优化理论为基础，利用最小余能原理，建立通过换索、调索改善结构线形与内力的理论和方法，进行换索过程的计算分析。

学习了谢谢