淺談公路橋梁評(píng)估方法研究現(xiàn)狀

王浩

長春市朝陽區(qū)房屋征收經(jīng)辦中心

淺談公路橋梁評(píng)估方法研究現(xiàn)狀

王浩

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公路橋梁是重要的交通樞紐，在整個(gè)交通網(wǎng)絡(luò)中起著非常重要的作用。當(dāng)公路橋梁受到人為因素或者自然因素的作用，就會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)損傷。為了提高橋梁的使用年限和增加使用的安全性，就需要加強(qiáng)對(duì)公路橋梁狀況的評(píng)估。本研究綜述了公路橋梁概述、不同類型橋梁的評(píng)估方法及分類、公路橋梁承載力及公路橋梁狀態(tài)評(píng)估方法研究現(xiàn)狀等內(nèi)容。

公路橋梁；評(píng)估方法；承載力；狀態(tài)；現(xiàn)狀

公路橋梁在交通網(wǎng)絡(luò)中起著交通樞紐的作用，它的安全性和狀況備受人們的關(guān)注。為了保證公路橋梁的使用壽命和安全性，相關(guān)部門需要加強(qiáng)公路橋梁的狀況評(píng)估。公路橋梁評(píng)估主要涉及了損傷狀況評(píng)估、耐久性評(píng)估、承載力評(píng)估以及使用性評(píng)估等。到目前為止，公路橋梁評(píng)估方法有很多，比如經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法、基于損傷力學(xué)和疲勞斷裂的方法等，通過公路橋梁評(píng)估可以更好地了解公路橋梁使用情況，這樣有利于及時(shí)地對(duì)橋梁進(jìn)行補(bǔ)修，保證橋梁的安全性。

1.路橋梁概述

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國交通建設(shè)也得到了迅速地發(fā)展。然而，高速公路和公路橋梁建設(shè)的快速發(fā)展，使得高速公路及公路橋梁在人們的生活中發(fā)揮著越來越大的作用。但是公路橋梁在長期使用過程中，由于受到環(huán)境因素和人為因素的作用，導(dǎo)致公路橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p傷。

近些年，公路橋梁?jiǎn)栴}時(shí)有發(fā)生，因此公路橋梁評(píng)估越來越受到人們的重視。引發(fā)公路橋梁?jiǎn)栴}的因素很多，要想保證公路橋梁的安全性，就需要加強(qiáng)公路橋梁的養(yǎng)護(hù)和維修。而公路橋梁養(yǎng)護(hù)維修的前提是要進(jìn)行橋梁狀況評(píng)估，所以加強(qiáng)公路橋梁評(píng)估研究顯得尤為重要[1]。

2.同類型橋梁的評(píng)估方法及分類

為了及時(shí)地了解公路橋梁的狀況，就需要對(duì)公路橋梁進(jìn)行評(píng)估。不過公路橋梁評(píng)估涉及到很多方面，而且公路橋梁類型也存在很大的差別，所以進(jìn)行公路橋梁評(píng)估需要結(jié)合橋梁的實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)姆椒ā６以诠窐蛄涸u(píng)估過程中應(yīng)該有評(píng)估重點(diǎn)，通常情況下應(yīng)該將橋梁評(píng)估重點(diǎn)放在承載能力和安全性、耐久性上。所以對(duì)既有公路橋梁的評(píng)估一般以其承載能力為重點(diǎn)進(jìn)行評(píng)估；大型橋梁評(píng)估時(shí)，需要將評(píng)估與健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相結(jié)合,充分利用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)長期監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，主要的評(píng)估內(nèi)容有損傷評(píng)估、狀態(tài)評(píng)估。損失評(píng)估主要是研究如何利用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)或其它方法獲得的數(shù)據(jù)確定結(jié)構(gòu)的損傷部位以及損傷程度；而狀態(tài)評(píng)估主要是利用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、人工檢測(cè)獲得的數(shù)據(jù),采用綜合評(píng)估方法對(duì)大型橋梁的安全性與耐久性作出科學(xué)的評(píng)估[2]。

3.路橋梁評(píng)估研究現(xiàn)狀

3.1.路橋梁承載力評(píng)估方法研究現(xiàn)狀

公路橋梁評(píng)估方法因評(píng)估內(nèi)容而異，在公路橋梁承載力評(píng)估中主要采用的方法有經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法、基于設(shè)計(jì)規(guī)范的方法、基于荷載試驗(yàn)的方法、基于結(jié)構(gòu)可靠性理論的方法、承載能力的計(jì)算機(jī)有限元模擬以及基于損傷力學(xué)和疲勞斷裂的方法等。經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法是指通過廣泛的調(diào)查研究,確定若干影響承載能力的系數(shù)及其取值范圍,對(duì)橋梁承載能力進(jìn)行評(píng)估。該方法具有應(yīng)用簡(jiǎn)便,各系數(shù)是由評(píng)估者視現(xiàn)場(chǎng)情況決定的特點(diǎn)，但是這種方法在實(shí)施中存在一定的難度，即系數(shù)的確定較為困難，而且確定系數(shù)具有較強(qiáng)的主觀性，這使得該方法的適用性受到了很大程度地限制，最終導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果比較粗糙；基于設(shè)計(jì)規(guī)范的方法是指通過橋梁缺損狀況調(diào)查評(píng)估以及質(zhì)量檢測(cè)評(píng)定結(jié)果,通過結(jié)構(gòu)計(jì)算分析,對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)承載能力做出評(píng)定。但對(duì)于鋼筋混凝土公路橋梁的評(píng)估則需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查信息對(duì)結(jié)構(gòu)抗力和荷載效應(yīng)進(jìn)行修正。這種評(píng)估方法具有較強(qiáng)的可操作性,通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)查評(píng)估和檢測(cè)評(píng)定的結(jié)果,結(jié)合結(jié)構(gòu)計(jì)算分析,能較準(zhǔn)確地評(píng)定橋梁現(xiàn)有的承載能力,是目前既有橋梁承載能力評(píng)定較為普遍采用的評(píng)估方法。這種評(píng)估方法的優(yōu)點(diǎn)是評(píng)估結(jié)果具有較強(qiáng)的可靠性，它可彌補(bǔ)基于外觀調(diào)查和設(shè)計(jì)規(guī)范評(píng)定方法的不足,進(jìn)一步明確結(jié)構(gòu)的損傷狀況。不過這種方法也存在一定的缺陷，即該方法需要長時(shí)間封閉交通且試驗(yàn)費(fèi)用高、風(fēng)險(xiǎn)大，而且還可能對(duì)橋梁造成較大程度的損傷；基于結(jié)構(gòu)可靠性理論的方法的主要依據(jù)為結(jié)構(gòu)可靠性理論，該理論闡述通過失效概率或者可靠指標(biāo)來衡量橋梁的安全性。由于以概率統(tǒng)計(jì)為基礎(chǔ),該理論可以處理荷載和抗力的不定性,尤其是可以處理這些不定性的變化對(duì)結(jié)構(gòu)可靠度的影響。這個(gè)方法最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)為如何用有限元來模擬結(jié)構(gòu)真實(shí)的狀況；基于損傷力學(xué)和疲勞斷裂的方法是以損傷力學(xué)為理論依據(jù)，損傷力學(xué)認(rèn)為材料內(nèi)部某點(diǎn)出現(xiàn)損傷是由于該點(diǎn)應(yīng)變值超過了門檻值所造成的變形不能愈合,由此帶來能量耗散[3]。

3.2.路橋梁狀態(tài)評(píng)估方法研究現(xiàn)狀

公路橋梁評(píng)估方法因評(píng)估內(nèi)容而異，在公路橋梁狀態(tài)評(píng)估中通常采用的方法有常規(guī)綜合評(píng)估方法、特爾斐專家評(píng)估法、層次分析法、專家系統(tǒng)、灰色關(guān)聯(lián)度評(píng)價(jià)法、模糊綜合評(píng)判法等。常規(guī)綜合評(píng)估方法主要通過計(jì)算加權(quán)算術(shù)平均、加權(quán)幾何平均而實(shí)現(xiàn)。這種方法具有概念清晰、應(yīng)用簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，它主要用于對(duì)橋梁運(yùn)營狀態(tài)的評(píng)估,其廣泛的適用性說明該方法具有很強(qiáng)的生命力；特爾斐專家評(píng)估法主要是通過匿名的方式向?qū)＜艺髑笠庖姡缓笸ㄟ^幾輪的意見反饋，最終得到最佳的答案，這種方式可以克服專家心里影響系數(shù)的缺點(diǎn),充分表達(dá)每個(gè)專家的觀點(diǎn)，給予分析結(jié)果有效保障；層次分析法是一種多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)的定量方法，這種方法可以將各個(gè)影響因素定量化，這樣可以盡可能地減少主觀因素的影響,使評(píng)價(jià)更加合理；灰色關(guān)聯(lián)度評(píng)價(jià)法是以灰色系統(tǒng)理論為依據(jù)這種方法適合于多目標(biāo)、多屬性的評(píng)價(jià),只是這種方法還不夠成熟；模糊綜合評(píng)判法可以將不確定的各種信息用定量的方法表示出來,再借助于模糊運(yùn)算得到結(jié)構(gòu)的評(píng)判結(jié)果矩陣,通過評(píng)判結(jié)果矩陣可以得到結(jié)果[3]。

結(jié)語

總之，公路橋梁在交通網(wǎng)絡(luò)中的重要性是不言而喻的，但它同時(shí)也具有一定的危險(xiǎn)性，為了降低這種危險(xiǎn)性，就必須及時(shí)地對(duì)公路橋梁做出評(píng)估。然而，橋梁評(píng)估方法具有一定復(fù)雜性，所以要選擇適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行橋梁評(píng)估。

[1]胡志堅(jiān),賈麗君,肖汝誠,袁帥華.既有橋梁技術(shù)狀態(tài)評(píng)估研究現(xiàn)狀與展望[J].國防交通工程與技術(shù).2012(02)：19-21

[2]姜海波,趙人達(dá).可靠性理論評(píng)估舊橋承載能力[J].廣東公路交通.2012(S1)：24-25

[3]張永清,馮忠居.用層次分析法評(píng)價(jià)橋梁的安全性[J].西安公路交通大學(xué)學(xué)報(bào).2011(03)：17-18