城市橋梁技術狀況評定方法淺析

李小國，黃煒煜，楊可可

(1.岳陽市規劃勘測設計有限公司，湖南 岳陽 414000；2.湖南省水利水電職業技術學院，湖南 長沙 410131)

0 引言

隨著我國交通基礎設施投資規模的不斷擴大和城市化進程的不斷推進，我國城市橋梁建設發展突飛猛進，結構新穎、造型美觀的各類橋梁也日漸增多。在城市橋梁建設獲得長足進步的同時，部分建造年代久遠的橋梁原設計標準低、結構構件劣化，使用功能下降，且突發的地質氣候災害、交通車流量急劇增大、集裝車輛超載導致橋梁產生各類病害，并日趨嚴重[1]。如何及時檢查橋梁病害、發現異?，F象，依據評估標準正確檢定結構物的實際損傷程度，客觀評價橋梁的實際承載能力，從而采用合理的維修加固方法，已成當前工程技術人員亟待研究的重要問題[2]。

在橋梁技術的評估研究方面，各國依據實際情況，研究制訂符合本國的評估規范標準?；驹聿町惒淮螅嗖捎媒Y構分級的方法。評估內容一般包括使用功能狀況、結構缺損狀況、實際承載能力、重要性等方面。目前我國城市橋梁的技術狀況評估標準主要依據為《城市橋梁養護技術規范》(CJJ 99-2003)[3]，規范中的評估方法以結構狀況評估為主，本文中選擇一座中承式混凝土拱橋進行技術狀況評估，為我國城市橋梁技術狀況評估的修訂提供有益參考。

1 規范評估體系

CJJ99-2003根據橋梁在城市中的重要性，將橋梁分為五類養護等級。Ⅰ類養護的橋梁和Ⅱ～Ⅴ類養護的橋梁分別采用兩種不同的評估方法：Ⅰ類養護的橋梁按其完好狀態直接分為合格級和不合格級；Ⅱ～Ⅴ類養護的橋梁采用分層加權法，根據評估結果將橋梁的技術狀況分為A～E五個等級。

將橋梁結構按照如下順序進行分級：“全橋→三個部位→十五個部件→每個構件”四個層次，在各部位和部件的分級中采用固定的權重值，具體構件中損壞類型的權值參照經驗公式：ωij=3μ3-5.5μ2+3.5μ計算得出?？蓞⒄瘴墨I[3]中4.5.2由最底層構件開始計算，逐層加權綜合得到上層直至到全橋的技術狀況指數BCI[4][5]。

2 中承式混凝土箱型拱橋評估實例

2.1 橋梁概況

某橋梁跨徑為80 m的中承式混凝土箱型拱橋，該橋設計荷載為汽車-20級、掛車-100，矢跨比為1/3，懸鏈線拱軸線，拱頂設有一道橫撐相連。拱肋采用C40混凝土箱拱，混凝土橋面板與3道縱向肋梁和橫向系梁為整體現澆，U型橋臺。養護等級為城市橋梁Ⅰ級。

2.2 技術狀況檢測

(1)橋面系：全橋橋面有多處交錯裂縫，網裂面積約占全橋總面積的2%；第3跨右側行車道有1處開裂破損，A=1×0.8 m2；伸縮縫有泥沙堵塞，橡膠條老化，2#伸縮縫保護帶開裂，最大縫寬為2 mm；個別護欄破損露筋。

(2)排水系統：全橋有12個泄水孔，8個泄水孔堵塞，部分泄水孔設置不合理，雨水侵蝕梁底。

(3)欄桿、護欄：上游側護欄有1處破損露筋，下游側護欄有2處破損露筋。

(4)混凝土箱拱：總體狀況良好，2#主拱圈1#拱腳處左、右兩側各有1處脹裂露筋，A1=0.1 m2、A2=0.4 m2。

(5)吊桿：2#拱肋2#吊桿不銹鋼護套開裂，1#拱肋1#吊桿下部混凝土防水護筒開裂。

(6)現澆橋面板：橋面板技術狀況良好，未見明顯病害。

(7)縱向肋梁：縱向肋梁為剛性系桿，全部縱向肋梁多處豎向裂縫，最大縫寬為0.18 mm，且1-1#、1-3#縱梁在5#立柱頂部發生梁體斷裂、露筋。

(8)橫向系梁：全部橫向系梁多處豎向裂縫，最大縫寬為0.22 mm。

(9)立柱：個別立柱有局部破損露筋，程度較輕。

(10)下部結構：總體技術狀況良好，未見明顯病害。

(11)其它：標線模糊，燈具完好。該橋未設置支座、橋墩、錐坡護坡和調治構造物。

2.3 技術狀況評估

根據CJJ 99-2003規定，吊桿拱橋屬于特殊結構橋梁，按照其中的4.5.3條“上部結構有落梁和脫空趨勢或梁、板斷裂”時，可直接評定為不合格級橋。由于該橋1-1#、1-3#縱梁斷裂，影響橋梁結構的安全，橋梁技術狀況等級評定為“不合格級”，應立即修復。

2.4 按照公路橋梁技術狀況評定標準(JTG/T H21-2011)[6]評估

JTG/T H21-2011中按不同橋型進行橋梁評定分類，并對不同橋型的部件進行細化；根據不同橋型的部件類型制定評定細則，細化評定指標并提出量化標準，改進橋梁技術狀況的評定模型。上述中承式混凝土箱型拱橋中沒有設置某些構件時，根據此構件隸屬于上部、下部構件或橋面系關系，將此缺失構件的權重分配給其它部件，參照文獻[6]中表4.2.2.3可得下頁表1。

全橋技術狀況等級評定時，參考文獻[6]中4.1.8條，因該橋的主要部件縱梁存在多處裂縫，且有1-1#、1-3#縱梁斷裂，評分達到5類且影響橋梁安全，可按照橋梁主要部件最差的缺損狀況評定，所以該橋的總體技術狀況評分Dr為37.51，為5類橋梁。

對比JTG/T H21-2011，組合式拱橋在CJJ 99-2003中為特殊結構橋梁，規范CJJ 99-2003缺乏對組合式拱橋的具體評估內容，無法直接詳細表現橋梁結構各組成部分的技術狀況，評估結果受主觀因素影響較大。

表1 某中承式混凝土箱型拱橋評估結果表

3 規范中其它不足

3.1 評估方法的適用性

CJJ 99-2003對Ⅰ類和Ⅱ～Ⅴ類橋梁采取不同的評估方法，分類方法值得商榷。其中Ⅱ～Ⅴ類橋梁的評估采用分層加權法，部件劃分細化，但上部結構只列出幾種常見梁，評定模型仍然不夠完備適用。對于Ⅰ類橋則依據結構損傷程度和是否影響橋梁安全，直接評定為合格與不合格等級，無法直觀準確反映橋梁整體及部件的技術狀況，評估方法受主觀因素影響較大。

3.2 構件缺損狀況及扣分標準

對Ⅱ～Ⅴ類橋梁CJJ 99-2003給出了較詳細的構件缺損分類和扣分標準，但規范中的部分缺損扣分值存在不合理性，如橋面鋪裝“坑槽”損壞程度無論大小，扣分值均為65分。上部結構PC或RC梁式構件中梁體下撓為“輕微”時扣分值為40分，而梁體由于受力而產生的裂縫為“明顯”時扣分值為35分。

3.3 未設置的橋梁構件評分

當橋梁沒有設置某構件時，規范中沒有適用的處理方法，如規定權重分配給其它部件處理方法，因而不同的檢查人員可能得到不同的評估結果。

3.4 不合格橋和D級橋梁單項評定指標

CJJ 99-2003中規定當出現第4.5.3條和附錄D評分等級、扣分表中16種構件“*”損壞類型時，Ⅱ～Ⅴ類橋梁不再分層加權評估而直接評定為D級橋，使得Ⅱ～Ⅴ類橋梁損壞程度可能達到E級而只能止于D級，不能準確評估橋梁的技術狀況；Ⅰ類養護橋梁直接評定為不合格橋梁，不能詳細得出橋梁結構各組成部分的技術狀況。

4 結語

本文介紹了CJJ 99-2003中橋梁技術狀況指數的計算方法，對一座中承式混凝土拱橋分別按照城市橋梁養護技術規范和公路橋梁技術狀況評定標準進行了技術狀況評估，最后從評估方法的適用性等幾方面分析規范CJJ 99-2003的不足之處，并提出以下幾點建議：(1)規范附錄D中可適用評估的橋型不夠全面。例如“鋼-混”組合式橋梁和鋼管混凝土拱橋在城市中應用比較廣泛，但規范中缺少相應的評估內容，應以現有規范為基礎，對其它未列入規范中的橋型開展相關研究。(2)規范中對構件的劃分較為粗糙，對各類病害的描述以文字為主，部分病害程度劃分不合理，應以現有規范為基礎，不斷積累資料和經驗，根據不同橋型完善詳細的評估細則。(3)對Ⅰ類和Ⅱ～Ⅴ類橋梁采取不同的評估方法，分類評估方法有待研究改進。依據構件局部嚴重病害采用直接評估方法，規范CJJ 99-2003中該方法有局限性，使得有些可能達到E級的橋梁在評估時只能止于D級，不能準確反映橋梁的實際技術狀況。建議對其進行相關的修訂，以免當某些主要構件出現嚴重影響結構安全的病害，橋梁整體技術狀況評估還較好時，造成實際危險程度被覆蓋。

[1]石川一美.日本道路橋梁的性能評價及檢測技術[C].第七屆全國建筑物鑒定與加固改造學術會議論文集，2004.

[2]于曉光.國內、外橋梁養護檢測規范對比[J].世界橋梁，2012，42(2)：59-62.

[3]CJJ 99-2003，城市橋梁養護技術規范[S].

[4]陳寶春，余印根.公路與城市橋梁技術狀況評估方法對比分析[J].中國公路學報，2013，26(3)：94-100.

[5]黃卿維，余印根，韋建剛，等.鋼管混凝土拱橋技術狀況檢查與評估[J].建筑科學與工程學報，2011，28(3)：34-39.

[6]JTG/T H21-2011，公路橋梁技術狀況評定標準[S].