公路、橋梁預(yù)應(yīng)力工程質(zhì)量信息化管理方案匯聚平臺(tái)
中國(guó)橋梁網(wǎng)主持人:各位中國(guó)橋梁網(wǎng)的網(wǎng)友大家好!歡迎您關(guān)注中國(guó)橋梁網(wǎng)《行業(yè)交流》欄目,我是主持人王景云。今天我們有幸邀請(qǐng)到的嘉賓是東南大學(xué)交通學(xué)院橋梁與隧道工程研究所所長(zhǎng)黃僑教授。
中國(guó)橋梁網(wǎng)主持人:黃老師長(zhǎng)期從事橋梁工程的教學(xué)、科研工作,先后完成了幾十項(xiàng)科研及工程項(xiàng)目的技術(shù)咨詢工作。獲國(guó)家發(fā)明專利2項(xiàng)、省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)11項(xiàng),其中一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)3項(xiàng)。發(fā)表學(xué)術(shù)論文170篇。主、參編專著、教材12部。目前主要從事混凝土橋梁工程的耐久性及全壽命設(shè)計(jì)方法。大型橋梁施工控制理論與方法,橋梁養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)、評(píng)價(jià)理論和方法,鋼橋及組合結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)理論等方面的科研工作。歡迎黃老師來(lái)到我們的直播間,請(qǐng)黃老師與我們的廣大網(wǎng)友打個(gè)招呼。
黃僑:各位網(wǎng)友大家好
中國(guó)橋梁網(wǎng)主持人:謝謝黃老師!有一位網(wǎng)友提到,您目前的研究方向是全周期設(shè)計(jì),那么他想問(wèn)一下全周期設(shè)計(jì)在國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)狀如何?全壽命設(shè)計(jì)與現(xiàn)行通用設(shè)計(jì)方法有什么區(qū)別?
黃僑:全壽命設(shè)計(jì)是在2005年以后國(guó)內(nèi)提出的新的方向之一。從全壽命設(shè)計(jì)概念上來(lái)講是要考慮從橋梁規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工到以后的養(yǎng)護(hù)、管理、甚至拆除,在橋梁設(shè)計(jì)當(dāng)中要把這些因素考慮進(jìn)去。這里有一個(gè)重要的問(wèn)題,即經(jīng)濟(jì)問(wèn)題,壽命周期內(nèi)的經(jīng)濟(jì)性分期。我們國(guó)家的橋梁建設(shè)傳統(tǒng)做法只是對(duì)于成橋狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì),我們要求力學(xué)性能在成橋狀態(tài)下進(jìn)行計(jì)算,達(dá)到我們的要求,造價(jià)成本估算也是以成橋?yàn)榛鶞?zhǔn)。對(duì)于全壽命的經(jīng)濟(jì)性是沒(méi)有考慮的,這就是我們的差距。全壽命設(shè)計(jì)目前在我們國(guó)家還是處于研究階段,沒(méi)有到真正實(shí)用階段,但是在美國(guó)全壽命經(jīng)濟(jì)周期已經(jīng)立法,是必須要做的,在美國(guó)建設(shè)程序上是有規(guī)定的。
中國(guó)橋梁網(wǎng)主持人:有一位網(wǎng)友是東南大學(xué)橋梁專業(yè)畢業(yè)的,他有一個(gè)問(wèn)題想請(qǐng)教黃老師,如何在設(shè)計(jì)階段保證橋梁的耐久性?
黃僑:我覺(jué)得設(shè)計(jì)階段的耐久性問(wèn)題涉及幾個(gè)方面,一個(gè)是材料選擇,我們做設(shè)計(jì)的時(shí)候要對(duì)橋梁的材料有一定的要求,材料本身耐久性要好,設(shè)計(jì)選材的時(shí)候要做好,北方地區(qū)涉及冰凍問(wèn)題,材料抗凍性要好。另外從設(shè)計(jì)角度防水是一個(gè)很重要的問(wèn)題,橋梁的排水似乎不重要,但是對(duì)于耐久性來(lái)講很重要。過(guò)去設(shè)計(jì)的橋梁結(jié)構(gòu),尤其是公路橋梁在排水這塊做得不是很細(xì),如果排水做得不好肯定要漏水,或者通過(guò)伸縮縫漏,對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)有所損害,我們要讓水真正走排水管,而不是通過(guò)
黃僑:我覺(jué)得設(shè)計(jì)階段的耐久性問(wèn)題涉及幾個(gè)方面,一個(gè)是材料選擇,我們做設(shè)計(jì)的時(shí)候要對(duì)橋梁的材料有一定的要求,材料本身耐久性要好,設(shè)計(jì)選材的時(shí)候要做好,北方地區(qū)涉及冰凍問(wèn)題,材料抗凍性要好。另外從設(shè)計(jì)角度防水是一個(gè)很重要的問(wèn)題,橋梁的排水似乎不重要,但是對(duì)于耐久性來(lái)講很重要。過(guò)去設(shè)計(jì)的橋梁結(jié)構(gòu),尤其是公路橋梁在排水這塊做得不是很細(xì),如果排水做得不好肯定要漏水,或者通過(guò)伸縮縫漏,對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)有所損害,我們要讓水真正走排水管,而不是通過(guò)橋體本身,這樣對(duì)橋體的耐久性有一定的好處。
中國(guó)橋梁網(wǎng)主持人:一位網(wǎng)友的問(wèn)題是這樣的,對(duì)建成橋梁進(jìn)行健康檢測(cè),如何從橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)提供預(yù)警值?
黃僑:關(guān)于健康監(jiān)測(cè)的問(wèn)題目前可以認(rèn)為是一個(gè)有爭(zhēng)議的問(wèn)題,從學(xué)術(shù)上來(lái)講觀點(diǎn)不太一致,健康監(jiān)測(cè)是一個(gè)很好的理念、想法,但從技術(shù)層面來(lái)講,健康監(jiān)測(cè)本身這套系統(tǒng)的健康能不能保證,系統(tǒng)的耐久性能不能保證?目前個(gè)人認(rèn)為做不到,健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)本身可以用很長(zhǎng)時(shí)間,這件事做不到。目前國(guó)內(nèi)安全健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的大橋很多,監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠正常工作超過(guò)5年的還沒(méi)有,橋梁在新建到運(yùn)營(yíng)5年內(nèi)一般不會(huì)有大問(wèn)題,但是在5年以后,甚至二三十年的時(shí)候,需要監(jiān)測(cè)的時(shí)候,健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)很難保證它還能夠正常運(yùn)行,目前很難說(shuō)能夠提供一個(gè)正確的預(yù)警值。
中國(guó)橋梁網(wǎng)主持人:有一位網(wǎng)友問(wèn),管道灌漿料對(duì)橋梁耐久性的影響有多大?
黃僑:管道灌漿料,材料本身就是水泥漿,要達(dá)到一定的密度,是可以的。關(guān)鍵問(wèn)題出在什么地方呢?灌漿的密實(shí)度是不夠的,我們把管道打開(kāi)以后發(fā)現(xiàn)這些管道里面的灌漿的豐滿程度一般不會(huì)超過(guò)60%,換句話說(shuō)管道里有40%~30%是空的,空的狀態(tài)一旦空氣進(jìn)去以后水氣都會(huì)進(jìn)去,這不是材料問(wèn)題,而是工藝問(wèn)題。灌漿材料工藝達(dá)到非常理想的狀態(tài),目前還沒(méi)有完全做到。
中國(guó)橋梁網(wǎng)主持人:對(duì)于一些大型橋梁是否可以設(shè)置一套智能監(jiān)控系統(tǒng),依托高分辨率的攝像機(jī)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)、監(jiān)控橋梁的狀態(tài)?
黃僑:我們攝像頭能夠看到的問(wèn)題只是外觀的問(wèn)題,比如說(shuō)伸縮縫的運(yùn)行情況,或者一些關(guān)鍵點(diǎn)。但是橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)在的問(wèn)題攝像頭是看不到的,還是需要傳感器,這件事前幾年國(guó)內(nèi)做了很多,監(jiān)控系統(tǒng)做了很多,但是現(xiàn)在能夠正常運(yùn)行的并不多。
中國(guó)橋梁網(wǎng)主持人:有一位網(wǎng)友的問(wèn)題是,由于橋梁混凝土早期養(yǎng)護(hù)對(duì)橋梁混凝土強(qiáng)度起著決定性作用,而一些施工單位、監(jiān)理單位不太重視,怎么辦?
黃僑:我們現(xiàn)在設(shè)計(jì)、施工管理往往不是一個(gè)單位,施工只是搞施工,成橋養(yǎng)護(hù)管理是另外的單位,管理機(jī)制是不一樣的。如果就這個(gè)問(wèn)題來(lái)講,實(shí)際施工操作的時(shí)候,監(jiān)理、監(jiān)控是一個(gè)機(jī)構(gòu)控制的,養(yǎng)護(hù)是另外一套系統(tǒng),問(wèn)題就出在兩者的交接。這樣在接收、管理時(shí)可能需要從頭開(kāi)始,從頭摸情況,這個(gè)過(guò)程中有很多問(wèn)題是會(huì)遺漏的。所以如果是用一個(gè)養(yǎng)護(hù)管理單位從施工開(kāi)始一直到養(yǎng)護(hù)、管理階段,可能管養(yǎng)的效果會(huì)更好一些。
中國(guó)橋梁網(wǎng)主持人:橋梁結(jié)構(gòu)混凝土的耐久性主要指哪些方面?
黃僑:可以這樣來(lái)理解,從結(jié)構(gòu)混凝土角度講,混凝土有碳化、氯離子含量鋼筋銹蝕等。堿骨料反應(yīng)也是一樣,如果出現(xiàn)的話基本上兩年這個(gè)橋就會(huì)爛掉,還有氯離子含量,這幾個(gè)指標(biāo)都是包括在混凝土的材料耐久性方面,都是相關(guān)的指標(biāo),我們?cè)谥贫蛄阂?guī)范的時(shí)候?qū)@個(gè)問(wèn)題已有一些控制指標(biāo)。
中國(guó)橋梁網(wǎng)主持人:應(yīng)該如何提高橋梁及其結(jié)構(gòu)混凝土的耐久性?
黃僑:采用高性能混凝土,有的是講強(qiáng)度提高快,有的是強(qiáng)度提高,針對(duì)性不一樣。高性能混凝土要把混凝土密實(shí)度做好,混凝土的密實(shí)度做好耐久性可以有很大的提高。
中國(guó)橋梁網(wǎng)主持人:冬季橋梁?jiǎn)栴}很嚴(yán)重,大面積混凝土脫落導(dǎo)致鋼筋裸露以至被腐蝕,如何防止這種情況的發(fā)生?
黃僑:這個(gè)問(wèn)題目前來(lái)看很難解決,尤其是北方地區(qū)大雪下了以后.要保證交通暢通要撒鹽,撒鹽以后的好處是雪融化了,但鹽溶化以后釋放大量氯離子,對(duì)混凝土有侵蝕作用,混凝土過(guò)早侵蝕,侵蝕以后使得混凝土里面的鋼筋裸露,解決這個(gè)問(wèn)題最好的辦法是不撒鹽,但是對(duì)于雪后通行是沒(méi)法解決的。我們現(xiàn)在很難想出更好的方法,既沒(méi)有腐蝕又保證盡快通車。但是北歐一些國(guó)家在結(jié)構(gòu)里放一些電阻絲,對(duì)橋梁進(jìn)行加熱,加熱帶來(lái)的好處是混凝土熱了以后,雪下了以后在橋面上不存留,馬上融化,融化以后馬上淌下,但是這些水到橋下之后還是有問(wèn)題,沒(méi)有非常好的辦法。
中國(guó)橋梁網(wǎng)主持人:前一段時(shí)間高速公路養(yǎng)護(hù)當(dāng)中發(fā)現(xiàn)橋梁伸縮縫容易出問(wèn)題,和伸縮縫的質(zhì)量有關(guān)還是其他原因?
黃僑:一方面是伸縮縫本身的問(wèn)題,一方面是施工的問(wèn)題,兩個(gè)都有關(guān)系。
中國(guó)橋梁網(wǎng)主持人:橋梁設(shè)計(jì)年限100年,但是通車不到10年就出現(xiàn)了很多問(wèn)題,有哪些因素對(duì)橋梁損害比較大?如何延長(zhǎng)橋梁 的使用年限?如何從設(shè)計(jì)方面提高橋梁的使用壽命?
黃僑:橋梁設(shè)計(jì)年限100年本身不科學(xué),橋梁設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為100年,這個(gè)跟橋梁設(shè)計(jì)年限100年是不同的概念。我們現(xiàn)在的橋梁沒(méi)有明確的設(shè)計(jì)使用年限,對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)期望值過(guò)高。經(jīng)過(guò)幾十年的應(yīng)用,我們國(guó)家在本土的大量橋梁建設(shè)從20世紀(jì)80年代開(kāi)始,到現(xiàn)在這個(gè)問(wèn)題出現(xiàn)了,是不是說(shuō)橋梁應(yīng)該使用100年,這也不成熟,目前不敢下結(jié)論說(shuō)橋梁設(shè)計(jì)就應(yīng)該使用100年,也可能設(shè)計(jì)使用50年,也可能達(dá)不到。從混凝土耐久性角度來(lái)看,我們過(guò)去的期望值可能過(guò)高。
中國(guó)橋梁網(wǎng)主持人:一位網(wǎng)友說(shuō),以預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁為例,現(xiàn)在的設(shè)計(jì)圖紙中都給出了提高耐久性措施,比如說(shuō)對(duì)裂縫控制,構(gòu)件定期監(jiān)測(cè)和更換,增加阻銹劑,是否有其他的手段出現(xiàn),國(guó)內(nèi)外是否有其他進(jìn)展?
黃僑:這些是必要的,從構(gòu)造設(shè)計(jì)來(lái)講也要有所進(jìn)步,比如說(shuō)排水措施,真正把水排出去,如果用好的話應(yīng)該是有好處的。國(guó)外目前對(duì)這個(gè)問(wèn)題同樣,美國(guó)建設(shè)時(shí)間比我們?cè)?,周期也差不多,美?guó)大量建設(shè)在20世紀(jì)六七十年代,到90年代的時(shí)候一些橋梁?jiǎn)栴}開(kāi)始顯現(xiàn),我個(gè)人認(rèn)為有些問(wèn)題并不是說(shuō)可以完全把它消除掉,我們過(guò)去對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性在認(rèn)識(shí)上有問(wèn)題,是否這種結(jié)構(gòu)能夠使用100年,我們現(xiàn)在應(yīng)再評(píng)估一下。
中國(guó)橋梁網(wǎng)主持人:健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)常規(guī)的監(jiān)測(cè)內(nèi)容有應(yīng)力、變形、裂縫、索力、動(dòng)力特性、使用環(huán)境(風(fēng)、溫度、濕度等),耐久性方面的監(jiān)測(cè)包括:混凝土碳化、鋼筋腐蝕、鋼材銹蝕等,這些方法能不能整合到一起?
黃僑:健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)完全取代人工檢查,目前來(lái)看不現(xiàn)實(shí),因?yàn)槲覀兊臋z測(cè)手段沒(méi)有達(dá)到。例如用傳感器直接得到裂縫寬度很難,裂縫寬度需要用放大鏡來(lái)看,目前是需要人工來(lái)看。用健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)把所有指標(biāo)都檢測(cè)到,目前看來(lái)還不現(xiàn)實(shí)。
中國(guó)橋梁網(wǎng)主持人:因?yàn)闀r(shí)間的關(guān)系,我們這一期在線交流就進(jìn)行到這里,非常感謝黃老師的精彩解答,也非常感謝廣大網(wǎng)友的熱情參與。春節(jié)臨近,中國(guó)橋梁網(wǎng)祝廣大網(wǎng)友新年快樂(lè)!還請(qǐng)廣大網(wǎng)友及時(shí)關(guān)注我們的網(wǎng)站,下期行業(yè)交流的公告我們將會(huì)在網(wǎng)站首頁(yè)發(fā)出。
中國(guó)橋梁網(wǎng)主持人:我們下期行業(yè)交流再見(jiàn)!謝謝黃老師,謝謝大家!
黃僑:感謝各位網(wǎng)友!
中國(guó)橋梁網(wǎng)主持人:謝謝!