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南方山区农村公路桥梁病害特征及其对策毕业论文

 2020-02-17 12:02  

摘 要

伴随着社会主义新农村的建设,农村交通事业的发展也越来越受到重视。为了建立农村四通八达的现代交通网络,需要了解现存农村公路桥梁的病害特征,还要想出有关的办法来处理这些病害。农村能否使其自身的交通事业不断的发展,很大程度上取决于建造农村桥梁。

本文是以举例对比的研究方法展开的专题研究。整片文章分四个部分:第一(第一章),介绍本文的研究背景和必要性,提出本文的研究路线等。其次(第二章)对南方农村公路桥梁的调研结果分析汇总,分析现状原因等。接着(第三章),简述桥梁检测时的内容,方法,编号规则后,根据在孝感市大悟县山区公路桥梁的几百座的桥梁检测结果,分别汇总其圬工拱,双曲拱,板梁的主要病害特征,并研究分析其产生原因。然后(第四章),检测过程中各种桥梁裂缝进行分类分析,产生原因及预防对策。再者(第五章),针对调研检测结果,对山区农村公路桥梁所处状况提出相应的防治和维修加固以及养护对策。最后(第六章),本文工作进行总结和提出对此课题的相关方面的有待发展研究的方面。

本文的重要研究成果有如下:

  1. 调研了南方山区农村公路桥梁的现状,明确了南方山区农村公路桥梁的桥型特点,主要病害特征,确定了其病害的来源等。
  2. 检测了南方数百座南方山区农村公路桥梁后,对比分析了圬工拱,双曲拱,板梁各种的主要病害,指出它们各自的病害成因,并得到它们的相似处和不同处。
  3. 将检测出各种裂缝进行分类,分别研究其产生原因,避免方法,处理方法等。
  4. 针对目前的南方山区农村公路桥梁的病害,提出相应的对策,养护方法,预防措施。

关键词:农村桥梁;病害;原因;改造

Abstract

With the construction of a new socialist countryside, the development of rural transportation has also received more and more attention. In order to establish the modern transportation network, it is necessary to understand the disease characteristics of existing rural highway bridges and put forward some corresponding countermeasures. The development of rural transportation and the construction of rural bridges are one of the important contents. The good or bad construction of rural bridges is directly related to the success or failure of rural transportation development.

This paper is a thematic study using a comparative method. The full text is divided into four parts: First(the first chapter), introduce the background and necessity of this article, and put forward the research route of this article. Secondly(Chapter 2) to the southern rural highway bridge research results analysis summary, analysis of the current situation of the reasons. Then(Chapter 3), after briefly describing the contents, methods, and numbering rules of the bridge inspection, according to the results of the inspection of hundreds of bridges in the mountain road bridges in Dawu County, Xiaogan City, the main characteristics of the main diseases of the masonry arch, the hyperbolic arch, and the beam were summarized. And study and analyze its reasons. Then(Chapter 4), various bridge cracks are classified and analyzed during the detection process, and the reasons and prevention measures are taken. Furthermore(Chapter 5), according to the results of investigation and detection, the corresponding prevention, maintenance and reinforcement of rural highway bridges in mountainous areas are put forward. Finally(Chapter 6), this paper summarizes the work and puts forward the prospect of this topic.

The important research results of this paper are as follows:

1. This paper investigates the present situation of rural highway bridges in mountainous areas in the South, clarifies the characteristics of the bridges, the main disease characteristics, and summarizes and analyzes the sources of the diseases.

2. After detecting hundreds of rural highway bridges in southern mountainous areas in the South, the main diseases of masonry arches, double curved arches, and plate beams were compared and analyzed. The causes of their respective diseases were pointed out, and their similarities and differences were obtained.

3. Classify the various cracks detected, study the causes, avoid methods, and treat methods.

4. According to the current diseases of rural highway bridges in the mountainous areas of the South, corresponding countermeasures, conservation methods, and preventive measures are proposed.

Key words: Rural bridge; Dangerous bridge; Reasons; Reform

目录

摘要………………………………………………………………………………………………I

Abstract …………………………………………………………………………………………II

第一章 绪论 1

1.1问题提出的背景 1

1.2国内发展与研究现状 2

1.3本文的主要工作及创新点 4

第二章 南方农村公路桥梁的现状调研结果 6

2.1南方农村公路桥梁的桥型及受力特点 6

2.2南方农村公路桥梁常见病害 10

2.3南方农村公路桥梁病害产生的原因 11

2.3.1设计方面的因素 11

2.3.2施工方面的因素 12

2.3.3使用方面的因素 13

2.4本章小结 13

第三章 南方山区农村公路桥梁病害的检测及分析 15

3.1桥梁检测与评价 15

3.1.1检测依据 15

3.1.2桥梁检查种类和项目 15

3.1.3检测记录 19

3.2检测结果及分析 19

3.2.1圬工拱桥检测 19

3.2.2双曲拱桥检测 25

3.2.3板桥检测 31

3.2.4钢筋混凝土连续T梁检测 35

3.2.5涵洞检测 37

3.3本章总结 39

第四章 南方山区农村公路桥梁裂缝分析及预防对策 40

4.1非荷载裂缝 40

4.1.1混凝土收缩裂缝 40

4.1.2混凝土沉落裂缝 41

4.1.3钢筋锈蚀引起的裂缝 42

4.1.4骨料膨胀引起的裂缝 43

4.2荷载裂缝 44

4.3本章小结 45

第五章 南方山区农村公路桥梁的维护及养护措施 46

5.1各种桥梁的维护及养护 46

5.1.1钢筋混凝土桥 46

5.1.2圬工(拱)桥 46

5.1.3双曲拱桥 47

5.1.4涵洞或涵管 47

5.2桥梁下部结构及调治的维修及养护 50

5.2.1桥梁基础的缺陷 50

5.2.2墩台基础的养护与维修 51

5.2.3桥台滑移倾斜的处理 51

5.2.4调治构造物的维护及养护 52

5.3桥梁支座的维护及养护 52

5.4桥面系的维护及养护 53

5.4.1栏杆、护轮带 53

5.4.2伸缩缝 53

5.4.3桥面排水设施 54

5.4.4桥面铺装层 54

5.4.5桥头引道 55

5.5本章总结 55

第六章 总结与展望 57

6.1总结 57

6.2展望 58

主要参考文献 60

致 谢 62

第一章 绪论

1.1问题提出的背景

交通运输的发展是社会发展的重要一环,公路运输在交通运输所占的比例越来越大(见图1.1),而桥梁是公路运输中不可或缺的一部分,全国桥梁的数量也不断的增多。1953年至1957年这几年是桥梁发展平稳的时期,对一些管理和技术规范进行了补充和改进,并且对木桥进行养护,县域和农村桥梁得以共同发展,桥梁重量可达35000。大跃期(1958-1966年)期间,钻孔灌注技术炉火纯青,双曲拱桥梁在全国范围内开始建造,桥梁数量统计达到104000座。而接下来的十年是动荡的十年,中国的经济停滞但桥梁继续在建设发展,因为统一制定了道路标准,临时性桥梁或木桥被重建,桥梁数量可达117000座,但这段时间受到了“文化大革命”、“建设、管理和保护道路桥梁”的严重影响,技术水平上并没有什么实质上的提高。新的社会主义建设时期(从1977年后),国家决定支持基础建设,过去几千年来建设的桥梁的总量也没有改革开放后建设桥梁多,各种各样的桥梁结构被运用,质量和水平均达到了的世界水平,中国桥梁的发展进入一个新的桥梁道路高速发展阶段,由最新的数据显示,当前公路桥梁数量已达800000座[1]。但是,国家在高度发展建设新桥时,忽视了对旧桥的养护和维护,导致桥梁的病害严重,其中以农村桥梁更为严重[22-23]

图1.1中国各种客运方式的构成比例

南方山区农村往往是病害桥梁的重灾区。我国南方山区农村公路桥梁,80%建造于二十世纪七八十年代。交通量日益变大,旧桥的低荷载标准已不能适应当前的交通量;由于当时较差的技术条件对建设桥梁的影响,加上不断恶化的自然环境、人类破坏、洪水地震等自然灾难和其他因素的影响,大多南方山区农村公路桥梁现在都有程度不同的病害特征。按目前的情况来看,南方山区农村公路桥梁根本无法适应国家经济发展。当前也不仅仅是农村交通日益增多,需要南方农村道路桥梁的维护和加强,更是我国城乡一体化发展战略和新农村建设的要求。自20世纪90年代末以来,道路交通局的相关部门也越来越重视国内桥梁的现状。大型建筑企业和研究设计机构开始对桥梁养护或维固技术和管理进行研究,因此在桥梁管理养护方面有所进步和发展,特别是《公路桥梁加固施工技术规范》《公路桥梁加固设计规范》《公路桥梁养护规范》等相关的规范标准的诞生令公路桥梁在养护施工加固的过程中有统一的标准。但是南方山区农村公路桥梁具有数量庞大、桥梁较小、病害多的特点,病害特征以裂缝,露筋,桥台横向开裂等为主,甚至有些桥早已冲毁,若是水位一旦升高,桥将无法通行。南方山区农村公路桥梁的固有属性和环境让养护或加固变得困难,并且我国发展桥梁养护加固的时期较晚,市场管理水平太低,没有相关的措施和规范予以保证,桥梁小,数量多,相关的操作施工人员能力高低不等鱼龙混杂等各种各样有害于公路桥梁稳定发展的因素,让桥梁养护和管理工作不尽人意。

因此,如何使用有限的资金,并在最需要的地方使用它们以保证南方山区农村公路桥梁的安全并对已经产生病害的桥梁进行处理,是一个非常紧迫的经济和现实问题。本文立足于南方山区农村公路桥梁,在大量的现场调研检测的基础上,就南方山区农村公路桥梁的病害特征和对策予以研究分析。

1.2国内发展与研究现状

从20世纪60年代开始,中国在公路桥梁道路领域进行了大量的研究和实验来满足正处于发展中的维修养护市场的需求,从而解决桥梁在维修养护方面上一直难以突破的问题。同样国际研究的热点问题之一也是桥梁的维修加固与检测评定。国内外桥梁研究人员正在研究智能检测设备、无损检测工艺、评价桥梁承载力和耐久性的方法及并桥梁加固方法等研究。

我国交通部公路科学研究所带头研究国家当时难点课程----“维修加固成套技术和桥梁检测评定在公路方面的研究”。为了满足我国公路桥梁的需求,投入了大量的科研资金,组织了多家科研小组,对桥梁使用功能的评价、承载能力和耐久性的鉴定以及桥梁养护加固的手段方法等从理论基础到具体的实施办法都进行了研究,并取得了突破性的成果。

中国公路桥梁的快速发展是用项目组的科研人员辛苦调研检测换来的。其主要的研究成果[13]不仅为如何评定桥梁技术状况制定了标准,而且对如何选用桥梁材质,如何评定桥梁的耐久性状况,如何评定桥梁承载能力等方面提供了方法。下表为我国目前在桥梁维护加固具体的成果及意义:

表1-1 我国桥梁检测加固方面的成果及意义

对于南方山区农村公路桥梁的病害研究仅停留在表面。陈博虎,俞文虎[11]在2014年对江阴市的农村桥梁简单调研后提出了部分危桥产生原因和改造措施,但是并未能对农村桥梁的病害做出具体分析。周福森[12]主要研究了桥面系的病害与维修加固的办法,对桥梁超载问题的处理。张艳敏[21]从裂缝,混凝土脱落和钢筋锈蚀,基础变形或下沉,桥面破坏四个方面简单介绍了南方桥梁的病害特征,并分析其产生原因和对策,但全文都是较理论的分析,没有实际调研和探测的痕迹,使其说服力不足。王焱,张新华[10]对农村桥梁的病害产生原因进行了较为充分的分析,但对病害特征和维修加固的方法介绍过于简略。吉海龙[26]对农村公路桥梁病害的成因和管理养护的办法做出了研究,但研究力度不够且没有对典型病害进行分析。唐殿瑞[27]对恩施自治州鹤峰县山区桥梁进行调研后,对建设管养策略进行研究。本篇文章很好的将实际与理论相结合,但是对南方山区桥梁病害的特征及产生原因的论述分析较少。

1.3本文的主要工作及创新点

本文主要通过现场调研,具体检测南方农村某地的山区公路桥梁,来反映目前中国南方农村公路桥梁的病害特征,并研究相应的对策。

我选择了检测湖北省孝感市大悟县(见图1.2)的公路桥梁,大悟县地处大别山脉西段,境内丘陵密布,蜿蜒起伏,溪流河水穿插在山间,这样的地形必然会修建数量较多的桥梁,且这里的农村桥梁能反映南方山区桥梁的总体特征,属于具有典型特征的南方山区农村公路桥梁。自1980年以来,大悟县农村公路桥梁的建设如火如荼,这些桥梁对大悟县农村经济的增长与发展至关重要。然而,经过这么多年的使用,存在一部分桥梁产生损坏或病害,还有些病害已经十分严重,变成了不能通行的危桥,这肯定对当地村民的生命安全以及农村经济的发展造成不利的影响。大悟县的桥梁具有数量庞大、桥型不多、病害多且杂的特点,病害以桥面裂缝,桥面护栏、桥墩、桥梁拱肋漏筋锈蚀,桥台开裂等为主。

本文旨在通过对大悟县的桥梁病害研究分析的结果推出普遍结论,然后找出针对其病害的应对办法。首先对桥梁结构进行桥梁检测工作,然后总结查找一些相关的桥梁缺陷资料,编写桥梁健康状况报告,对比归纳整理得出山区农村公路桥梁的主要病害类型。之后根据山区农村公路桥梁的结构、荷载及环境特点,对农村典型的桥梁结构病害进行系统的研究分析,分析其病害产生的原理、病害程度的影响因素、各典型病害对农村桥梁结构承载力和农村桥梁结构的耐久性的影响等,结合实际情况查阅相关资料找出解决桥梁病害相应对策。

本文的最大创新点就是在于根据实地检测的结果,用归纳总结法来得出一般南方山区农村公路桥梁的病害特征,最终提出相应的解决措施和养护措施。

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