橋梁技術(shù)狀況評(píng)定方法比較研究

游 曉 李思達(dá)

（1.河南省第二公路工程有限公司，河南 鄭州450000；2.河南省交通科學(xué)技術(shù)研究院有限公司，河南 鄭州450000）

0 引言

橋梁工程建設(shè)中較為重視橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工階段各項(xiàng)指標(biāo)，而對(duì)于建成后的橋梁老化關(guān)注則較少，對(duì)養(yǎng)護(hù)重視不夠，隨著經(jīng)濟(jì)增長對(duì)交通的需求不斷擴(kuò)大，橋梁承擔(dān)的運(yùn)輸任務(wù)越來越重，所以對(duì)在役橋梁的維修加固以及日常養(yǎng)護(hù)應(yīng)該重視起來，保證交通運(yùn)輸?shù)恼＿M(jìn)行。

我國老化橋梁較多，在橋梁維修中要有所側(cè)重，根據(jù)橋梁的本身狀態(tài)來采取維護(hù)措施，所以應(yīng)當(dāng)采取科學(xué)的方法評(píng)估在役橋梁的工作現(xiàn)狀，做好病害檢查工作，收集可靠資料，加強(qiáng)對(duì)在役橋梁技術(shù)狀況的評(píng)定工作，從而減少維護(hù)費(fèi)用，提高加固效率，對(duì)合理的分配養(yǎng)護(hù)資源具有重要意義。

1 現(xiàn)有橋梁技術(shù)狀況評(píng)定方法

我國采用的橋梁技術(shù)評(píng)定方法為《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》（JTGH21-2004）、《城市橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（CJJ99 -2003）、《公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG/TH21-2011）三種標(biāo)準(zhǔn)和方法，其中《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》（JTGH21-2004）和《城市橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（CJJ99 -2003）存在一定的范圍交叉，并且各自存在一定的缺陷，《公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG/TH21-2011）則具體可行的給出了技術(shù)評(píng)定方法，能夠全面記錄描述橋梁各部件的缺陷和特征，為橋梁的養(yǎng)護(hù)、加固和維修提供了基本依據(jù)。 但由于剛剛實(shí)施不久，很多橋梁工程項(xiàng)目中并沒有很好的實(shí)施該評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，在運(yùn)用中也沒有取得較為理想的效果，在細(xì)節(jié)處操作性差。所以目前的橋梁技術(shù)狀況評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)還處于一定的混亂狀態(tài)，影響了橋梁的養(yǎng)護(hù)和管理工作。

橋梁評(píng)定中三種標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)的方法分別為構(gòu)件缺損狀況指數(shù)法、常規(guī)綜合評(píng)估法以及層次分析法，在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型橋梁中通常會(huì)將幾種方法結(jié)合起來運(yùn)用，從而彌補(bǔ)各自的缺陷，提高評(píng)估精度。

橋梁的技術(shù)狀況評(píng)估包括信息采集、評(píng)估分析和決策評(píng)定三個(gè)流程，橋梁評(píng)定的過程是由低到高、循序漸進(jìn)的過程，將實(shí)測(cè)得到的數(shù)據(jù)代入到既定的評(píng)定模型中，根據(jù)結(jié)果精度不斷加入采集的數(shù)據(jù)，細(xì)化評(píng)定模型，得到可靠的評(píng)定結(jié)果。

2 橋梁技術(shù)狀況評(píng)定方法比較

2.1 《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》（JTGH21-2004）評(píng)定方法

目前這種方法采用較多，主要以加權(quán)算術(shù)平均和加權(quán)幾何平均的方式評(píng)估，操作簡便，是一種較為經(jīng)典的評(píng)定方法。評(píng)定過程分為一般評(píng)定和適應(yīng)性評(píng)定兩種，一般評(píng)定是根據(jù)檢測(cè)的數(shù)據(jù)綜合評(píng)價(jià)橋梁各部件的狀況，確定橋梁等級(jí)，并相應(yīng)的制定維修方法；適應(yīng)性評(píng)價(jià)則是在橋梁特殊檢查數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，考慮通行、抗震、承載力對(duì)結(jié)構(gòu)受力的影響，從而提出維修方案。

橋梁技術(shù)狀況評(píng)定的流程為確定各部件的權(quán)重值，對(duì)劃分好的橋梁部件，現(xiàn)場檢查缺損情況、缺損變化態(tài)勢(shì)以及缺損對(duì)橋梁正常使用的影響，累加每個(gè)部件的缺損得到橋梁的整體狀況；將橋梁結(jié)構(gòu)看做串聯(lián)系統(tǒng)，評(píng)定時(shí)以損壞最嚴(yán)重的構(gòu)件評(píng)分作為評(píng)定結(jié)果，提高安全性指標(biāo)；將各部件的權(quán)重評(píng)分放入綜合評(píng)定模型計(jì)算式中，得到橋梁的運(yùn)營狀態(tài)；根據(jù)部件的技術(shù)指標(biāo)和總體狀況將評(píng)定等級(jí)分為五類。

2.2 《城市橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（CJJ99 -2003）評(píng)定方法

這種方法借鑒了層次分析原理，在將影響橋梁狀態(tài)的指標(biāo)劃分為多層次的基礎(chǔ)上，建立計(jì)算模型，以百分制評(píng)價(jià)指標(biāo)狀態(tài)，分?jǐn)?shù)越高說明橋梁工作狀況較好。 以BCI 橋梁狀態(tài)指數(shù)來反映橋梁各部件的狀態(tài)，運(yùn)用層次分析加權(quán)的方式分類評(píng)定各部件病害，例如下層的構(gòu)件評(píng)分以扣分值結(jié)合計(jì)算模型得到， 通過觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)細(xì)部構(gòu)件扣分，然后加權(quán)得到橋梁BCI 狀態(tài)。

橋面系的狀態(tài)指數(shù)為通過觀測(cè)橋面系的各部件損壞來進(jìn)行扣分，需要評(píng)估的指標(biāo)有橋面鋪裝、橋頭平順度、伸縮裝置、排水系統(tǒng)、人行道以及護(hù)欄等。橋梁上部技術(shù)狀況狀態(tài)指數(shù)根據(jù)橋梁各跨的技術(shù)狀態(tài)指數(shù)來計(jì)算，需要考慮的指標(biāo)有主梁、橫向聯(lián)系、懸臂梁、掛梁、掛梁支座、桁架橋桁片、主節(jié)點(diǎn)、縱梁、橫梁、拱橋主拱圈等。 下部結(jié)構(gòu)狀態(tài)指數(shù)要逐墩進(jìn)行評(píng)定，主要指標(biāo)有蓋梁、墩身、基礎(chǔ)、支座、臺(tái)冒、臺(tái)身、錐坡、耳墻等。

2.3 《公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG/TH21-2011）評(píng)定方法

橋梁構(gòu)件技術(shù)狀況評(píng)定是根據(jù)不同橋型和評(píng)定單元，按照規(guī)定的指標(biāo)標(biāo)度類別、評(píng)定扣分標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算橋面系、上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的各構(gòu)件評(píng)分。 橋梁各部件的技術(shù)狀況評(píng)定則是根據(jù)各構(gòu)件的平均評(píng)分、最低構(gòu)件評(píng)分以及構(gòu)件的總數(shù)量來進(jìn)行計(jì)算。橋梁總體技術(shù)狀況指標(biāo)則是根據(jù)橋面系評(píng)分、上部結(jié)構(gòu)評(píng)分和下部結(jié)構(gòu)評(píng)分綜合加權(quán)得到。

2.4 三種方法的比較

《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》 是目前采用最為廣泛的評(píng)定方法，《城市橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》運(yùn)用范圍則較小，在橋型的劃分上都比較欠缺，對(duì)構(gòu)件的關(guān)注程度低，評(píng)定結(jié)果受工程師經(jīng)驗(yàn)影響較大。

《公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》則在一般評(píng)定基礎(chǔ)上，關(guān)注橋梁具體構(gòu)件的病害，根據(jù)橋型的不同劃分不同的評(píng)定單元，數(shù)據(jù)來源精確，檢測(cè)工作精細(xì)，細(xì)化了檢查指標(biāo)，并制定了相應(yīng)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。并且改進(jìn)了橋梁技術(shù)狀況評(píng)定模型，使橋梁構(gòu)件與部件、部件與總體之間的聯(lián)系更加緊密，缺失部件的權(quán)重根據(jù)既有部件權(quán)重占總體比例來進(jìn)行二次分別，更加符合實(shí)際部件狀況。

3 三種評(píng)定方法的改進(jìn)建議

3.1 《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》評(píng)定方法缺陷與改進(jìn)建議

這種方法概念清晰，應(yīng)用方便，能夠有效的提高橋梁維修養(yǎng)護(hù)效率，但由于橋梁評(píng)定工作要求越來越高，此規(guī)范已經(jīng)不能滿足橋梁的評(píng)定工作，其主要特點(diǎn)為對(duì)工程師的工程經(jīng)驗(yàn)要求較高，不同工程師對(duì)橋梁的損害程度認(rèn)識(shí)有所不同，不同地區(qū)的病害指標(biāo)存在很大的認(rèn)識(shí)差異，導(dǎo)致了評(píng)定結(jié)果差異性較大。

改進(jìn)建議為重視部件的權(quán)值，對(duì)未設(shè)部件進(jìn)行二次分配原理重新分配， 重要構(gòu)件在60 分以下時(shí)認(rèn)為是最差構(gòu)件， 記錄現(xiàn)場的病害過程，并對(duì)病害特征進(jìn)行描述，即而對(duì)構(gòu)件評(píng)分。

3.2 《城市橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》評(píng)定方法的缺陷與改進(jìn)建議

這種方法增加了部分參評(píng)項(xiàng)，對(duì)病害類型具體化，外觀調(diào)查較為客觀，是定性檢測(cè)到定量評(píng)估轉(zhuǎn)化的較為理想的一種模式。

構(gòu)件和病害類型評(píng)定時(shí)不能擴(kuò)展、修改，橋梁所屬地區(qū)與結(jié)構(gòu)形式的不同，不能采用統(tǒng)一的權(quán)重，未設(shè)構(gòu)件不能重新分配，不能有效描述病害特征，造成實(shí)際操作時(shí)較為困難，雖然采用百分制進(jìn)行評(píng)定，但扣分的等級(jí)較少，并且每一級(jí)的扣分值一定，精度達(dá)不到要求，計(jì)算模式采用算術(shù)平均，不能有效的突出危險(xiǎn)構(gòu)件，造成橋梁可能在危險(xiǎn)狀態(tài)下繼續(xù)工作。 改進(jìn)建議為對(duì)各部件進(jìn)行分類并權(quán)重賦值，未設(shè)部件要重新分配計(jì)算，定量描述橋型病害，采用主流的等級(jí)劃分，對(duì)服役多年的橋梁技術(shù)狀況評(píng)定不建議采用這種方法。

3.3 《公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》評(píng)定方法的缺陷和改進(jìn)建議

采用先分布再綜合的方式分別對(duì)橋梁的橋面系、上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)定，在進(jìn)行部件和總體的綜合評(píng)價(jià)，可信度高。缺陷為對(duì)橋梁的每個(gè)構(gòu)件都進(jìn)行評(píng)分計(jì)算，加大了工程量和成本，構(gòu)件評(píng)分計(jì)算結(jié)果會(huì)因排序的不同而改變，規(guī)范中沒有列出所有的病害，構(gòu)件的單個(gè)編號(hào)增加了檢查和報(bào)告編寫的復(fù)雜性，容易忽視橋梁的單一病害嚴(yán)重程度，而只重視病害數(shù)量。

改進(jìn)建議為多數(shù)構(gòu)件采取檢測(cè)方式， 少數(shù)以目測(cè)方法進(jìn)行評(píng)分，將嚴(yán)重病害放在前面，減小相鄰病害的關(guān)聯(lián)影響，遺漏病害以類似病害扣分，編號(hào)簡單化，類似構(gòu)件采取統(tǒng)一編號(hào)，輕微病害減小扣分，取消累計(jì)計(jì)算法處理輕微病害。

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