摘    要

隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，以及技術(shù)的不斷革新，越來越多的大跨距橋梁開工建設(shè)，現(xiàn)已形成包括跨海大橋、高速橋梁等在內(nèi)的一系列大跨距大橋的施工體系，并在施工與研究過程中逐步的完善。而從現(xiàn)有的橋梁建設(shè)實例中我們發(fā)現(xiàn)，斜拉橋以及懸索橋交付使用后，需要進行嚴(yán)格的維護與保養(yǎng)，否則容易出現(xiàn)一系列的損傷、腐蝕與磨損�，F(xiàn)階段的研究則主要集中在具體橋梁的案例分析階段，因此缺乏對于斜拉橋與懸索橋整體的建設(shè)與腐蝕現(xiàn)狀的研究與總結(jié)，進而無法對其內(nèi)的共性因素與處置對策進行系統(tǒng)的分析�；谶@個背景，本文以斜拉橋與懸索橋為研究對象，對其腐蝕現(xiàn)狀進行研究與分析，，其研究目的在于通過大量案例的分析能夠找到并總結(jié)出共性的規(guī)律，對斜拉橋以及懸索橋的整體腐蝕現(xiàn)狀進行評價，并通過腐蝕現(xiàn)狀以及形成的因素、原因等內(nèi)容的歸納與總結(jié)找到具體的共性原因，為后續(xù)的相關(guān)橋梁設(shè)計、施工與維護奠定理論基礎(chǔ)。在本文的研究過程中采用的研究方法主要為案例總結(jié)、理論歸納以及實證研究等三種，在對具體的案例進行總結(jié)與分析的基礎(chǔ)上，對其內(nèi)存在的共性規(guī)律進行總結(jié)，以頻次與位點等相關(guān)信息為依托，對其可能形成的斜拉橋與懸索橋的腐蝕病害進行系統(tǒng)的總結(jié)，并根據(jù)總結(jié)的結(jié)果進行客觀的評價。通過研究發(fā)現(xiàn)懸索橋與斜拉橋腐蝕現(xiàn)象相對嚴(yán)重，已經(jīng)成為限制其使用安全的第一要素。在具體的頻次與位點分析中我們發(fā)現(xiàn)，斜拉橋的主要腐蝕位點分布在索體（97.0%）以及拉索護套上（93.9%），二者同時具有相關(guān)關(guān)系，此外，纜索下錨頭（75.8%）與上錨頭（42.4%）也存在一定的腐蝕問題，針對斜拉橋的腐蝕原因分析表明，由于防護工藝缺陷、施工缺陷以及施工不遵從等現(xiàn)象產(chǎn)生的腐蝕問題是其產(chǎn)生的根本原因，比例分別占到了37%、25%和28%；在懸索橋的相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)，主要腐蝕位點分布在下錨碇（100.0%）以及懸索上（93.8%）。此外，上錨碇（75.0%）、索塔（18.8%）與吊桿（18.8%）也存在一定的腐蝕問題，針對懸索橋的腐蝕原因分析表明，由于施工不遵從、施工缺陷、防護工藝缺陷以及設(shè)計缺陷等現(xiàn)象產(chǎn)生的腐蝕問題是其產(chǎn)生的根本原因，比例分別占到了34%、27%、22%和16%；希望通過本文的研究能夠為今后的相關(guān)橋梁施工體系建設(shè)以及腐蝕損傷防護提供必要的理論基礎(chǔ)與實踐指導(dǎo)。  
關(guān)鍵詞：斜拉橋；懸索橋；腐蝕損傷；原因及處理

Abstract

With the continuous development of the economy, innovation andtechnology, more and more large span bridge construction, constructionsystem has formed a series of large span bridge including bridge, bridge,high speed, and in the construction and research in the process ofgradual improvement. From the existing bridge construction examples we found, cable-stayed bridge and suspension bridge after delivery, the need for maintenance of strict, otherwise prone to injury, a series of corrosion and wear. The present study is mainly concentrated in theconcrete bridge case analysis stage, so the lack of the research and summary of the construction and the overall corrosion status of cable-stayed bridge and suspension bridge, and not in common factors andCountermeasures of system analysis. Based on this background, thecable-stayed bridge and suspension bridge as the research object, study and analysis of the corrosion situation, its purpose is through the analysis of a large number of cases can be found and summed up thecommon rules, evaluation of the cable-stayed bridge and the overallcorrosion status of suspension bridge, and through the content and formof corrosion the reason for such factors, summed up and summarized to find common specific reasons, for the design, construction and maintenance of bridges related follow-up theoretical basis. Research methods used in the research process of this paper is mainly case summary, theoretical analysis and empirical research three, based on the summary and analysis of specific cases, the common law of its existence within the summary, to the frequency and site and other relevant information as the basis, a systematic summary of corrosion disease ofcable-stayed bridge and suspension bridge may be formed, and the objective evaluation based on a summary of the results. Through the study of long-span suspension bridge and cable-stayed bridge corrosionphenomenon is relatively serious, limiting its safety has become the first element of use. In the frequency and site specific analysis we found that,the main corrosion sites of the cable-stayed bridge cable distribution in the body (97%) and cable sheath (93.9%), the two also has arelationship, in addition, the cable anchor head (75.8%) and (42.4%) the anchor head also exist corrosion problems, according to the the causes of corrosion of the cable-stayed bridge analysis shows that, due tocorrosion problems protection process defects, construction defects and the construction does not comply with the phenomenon is the root causes, the proportion respectively accounted for 37%, 25% and 28%; in the related research of suspension bridge, the main corrosion sitesdistributed in the lower anchor (100%) and cable (93.8%). In addition, the upper anchor (75%), (18.8%) and the tower (18.8%) there are some problems for corrosion, corrosion reason of suspension bridge analysis shows that, due to corrosion problems, the construction does not comply with the construction defects, defect protection technology and design defects is a phenomenon of the root causes, the proportion accounted for at 34%, 27%, 22% and 16%; I hope this study can provide theoretical basis and practical guidance for the necessary system for construction of bridge in the future and related corrosion protection.
Key Words：Cable-stayed bridge; suspension bridge; corrosion damage; causes and treatment
 
目    錄
摘    要 I
Abstract II
引    言 1
1  緒論 2
1.1  研究背景和意義 2
1.2  國內(nèi)外大跨度橋梁應(yīng)用發(fā)展概況 3
2.1.1  斜拉橋 3
2.1.2  懸索橋 7
1.3  本文研究內(nèi)容 10
2  斜拉橋拉索腐蝕情況調(diào)查 11
2.1  國內(nèi)斜拉橋拉索腐蝕案例 11
2.2  國外斜拉橋拉索腐蝕案例 29
2.3  拉索腐蝕分析及處理方法 36
2.3.1  腐蝕損傷 36
2.3.2  原因分析 38
2.3.3  處理方法 40
2.4  本章小結(jié) 43
3 懸索橋纜索腐蝕情況調(diào)查 45
3.1國內(nèi)懸索橋纜索腐蝕案例 45
3.2國外懸索橋纜索腐蝕案例 48
3.3纜索腐蝕分析及處理方法 54
3.3.1 腐蝕損傷 54
3.3.2 原因分析 56
3.3.3 處理方法 57
3.4本章小結(jié) 60
4 結(jié)論與展望 61
4.1結(jié)論 61
4.2展望 62
參 考 文 獻 63
致    謝 67
學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 68
 
引    言

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，橋梁施工體系日益完善，斜拉橋與懸索橋等設(shè)計模式在景觀橋梁以及大跨距功能橋梁的建設(shè)中較為常見。而由于其具有承重結(jié)構(gòu)單元合理、橋梁重力較低以及受到地形限制較少等特點而備受關(guān)注。與此同時，受到施工工藝的影響，其重力的荷載主體僅能夠采用金屬構(gòu)件來進行施工，這也使得后續(xù)的維護成本與要求相對較高。從世界范圍來看，懸索橋與斜拉橋的施工環(huán)境更為復(fù)雜，養(yǎng)護難度更高，使得人們不得不從其建設(shè)優(yōu)勢的分析轉(zhuǎn)而對其存在的可持續(xù)問題進行討論。從現(xiàn)有的研究現(xiàn)狀來看，斜拉橋與懸索橋的索體、纜索錨頭以及其他相關(guān)構(gòu)建的病害使其腐蝕損傷的多發(fā)結(jié)構(gòu)，如果不進行正確的維護與處理，容易形成其耐久性下降、應(yīng)力水平缺失，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重的使用壽命與使用安全風(fēng)險。從病害形成的原因來看，除了人為維護等主觀不遵從因素之外，其他自然因素，包括應(yīng)力腐蝕、電化學(xué)腐蝕、疲勞腐蝕等在內(nèi)的因素對其影響效果顯著�；谶@個背景本文對現(xiàn)階段已經(jīng)投入使用的懸索橋與斜拉橋進行實證研究，探討不同橋梁案例的腐蝕病害現(xiàn)狀，為后續(xù)的分析奠定案例基礎(chǔ)。并通過對其腐蝕病害以及自然環(huán)境等多維度綜合分析，提出其病害產(chǎn)生的多發(fā)構(gòu)建統(tǒng)計以及原因總結(jié)。為將來可能出現(xiàn)的病害處置與預(yù)防奠定理論基礎(chǔ)。希望通過本文的研究能夠為今后的相關(guān)工作與科研奠定理論基礎(chǔ)與實踐指導(dǎo)。

4 結(jié)論與展望

4.1結(jié)論
通過本文的分析我們得到了如下幾方面結(jié)論：
在斜拉橋方面：第一，索體的腐蝕損傷最為嚴(yán)重，其腐蝕比例達到了97%，即是幾乎所有的橋梁案例中均存在不同程度的索體腐蝕情況。同時，我們發(fā)現(xiàn)在幾乎所有的大跨度橋梁案例中都有索體腐蝕的現(xiàn)象存在，而不同的是腐蝕程度因施工工藝以及防護工藝而不同。此種現(xiàn)象不僅說明了橋梁索體作為腐蝕的多發(fā)點而存在，同時也說明了在應(yīng)力損耗的過程中該位點的腐蝕損傷的貢獻最大。
第二，由于外力而導(dǎo)致的阻斷式防護失效的因素占到全體原因的3%；由于設(shè)計缺陷因素導(dǎo)致的阻斷式防護失效的因素占到全體原因的7%；二者均對其有一定的影響，但是沒有達到主要影響的水平。此外，施工缺陷、防護工藝缺陷以及施工不遵從的阻斷式防護失效因素分別占到全體原因的25%、37%和28%，是其產(chǎn)生腐蝕的主要因素。對其進行具體分析發(fā)現(xiàn)，施工缺陷是指此種施工工藝在橋梁建設(shè)過程中存在不成熟等問題，自身容易形成阻斷不徹底的現(xiàn)象；而防護工藝缺陷主要是由于防護措施自身無法滿足徹底隔絕的目的。從比例方面去分析，絕大部分的腐蝕產(chǎn)生在施工過程中的不遵從現(xiàn)象，即施工過程沒有達到設(shè)計的質(zhì)量要求，對于防護措施中的施工建設(shè)存在偷工減量以及質(zhì)量不高的因素。
第三，為了保障現(xiàn)有橋梁的使用安全，并為后續(xù)橋梁的建設(shè)與施工提供必要的理論基礎(chǔ)與實踐指導(dǎo)，我們需要對橋梁腐蝕情況進行全面的處理。從上文的案例分析中我們可以發(fā)現(xiàn)，其主要的處置方式可以分為部分更換、全部更換、定期維護、加強施工監(jiān)管等方面。而上述的若干種處理方式均需要建立完善的橋梁腐蝕損傷的評價體系。該體系的建立應(yīng)該對不同的橋梁應(yīng)力部位與構(gòu)件進行分析，并對腐蝕深度以及強度等特征值進行客觀的描述。只有這樣才能夠?qū)ζ浜罄m(xù)的處理提供科學(xué)的依據(jù)，并為可持續(xù)的橋梁維護提供周期性的指導(dǎo)意見。在具體的處置過程中我們應(yīng)該遵循：評價——體系建立——維護方法確定——處置的四步驟原則來進行。
在懸索橋方面：我國懸索橋建設(shè)技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，同時也是世界范圍內(nèi)懸索橋數(shù)量最多的國家與地區(qū)。但是在懸索橋維護與保養(yǎng)方面還存在著諸多不足。在本章的研究過程中，主要針對國內(nèi)外懸索橋現(xiàn)狀進行總結(jié)與分析。經(jīng)過案例分析我們發(fā)現(xiàn)，無論是國外的懸索橋建設(shè)項目，還是我國的懸索橋建設(shè)實例均存在著腐蝕損傷困擾。腐蝕程度雖然在橋梁之間各有不同，但是總體上表現(xiàn)為趨于腐蝕的整體趨勢。腐蝕現(xiàn)象一旦存在將會對橋梁主要構(gòu)件的應(yīng)力水平與使用壽命造成嚴(yán)重影響，甚至?xí)苯油{到橋梁的使用安全，對通行車輛的財產(chǎn)人身安全造成隱患。在這樣的背景下，我們需要對腐蝕現(xiàn)狀、產(chǎn)生的原因其具體的處置措施進行分析與討論。本章節(jié)也正是基于這個思路來進行研究的。在具體的研究過程中，基于案例我們對其腐蝕部位的頻次進行了統(tǒng)計，經(jīng)過統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，更多的腐蝕部位發(fā)生在懸索與下錨碇部位，其腐蝕頻次分別達到了93.8%和100%；從原因方面來進行分析，腐蝕防護措施的設(shè)計以及相關(guān)施工的不遵從是產(chǎn)生懸索橋腐蝕現(xiàn)象的根本原因�；谶@個原因，我們對現(xiàn)階段橋梁處置體系進行了總結(jié)，制定了“評價——體系建立——維護方法確定——處置” 的四步驟處理方案。并根據(jù)本文的研究結(jié)果，確定了橋梁腐蝕情況得具體評價指標(biāo)體系以及相關(guān)的指標(biāo)，為后續(xù)的處置提供了理論基礎(chǔ)。同時建立了評價體系與維護方法確定之間的相互關(guān)系，為橋梁具體的維護施工奠定了方法選擇理論。并根據(jù)案例總結(jié)了處置的三種方式，分析不同方式處置條件下的優(yōu)劣性為后續(xù)橋梁的具體維護施工提供實踐指導(dǎo)。

參 考 文 獻

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本文編號：125063