桥梁技术状况评定方法分析与比较.pdf

'第40卷第4期四川建筑科学研究2014年8月SichuanBuildingScience131桥梁技术状况评定方法分析与比较任晓辉，裴育(陕西高速公路工程试验检测有限公司，陕西西安710086)摘要：对我国现行的建设部的CJJ99-2003{城市桥梁养护技术规范》、交通运输部的JTGH11—2O04《公路桥涵养护规范》和JTG／TH21—2011《公路桥梁技术状况评定标准》中桥梁技术状况评定方法从评定模型及体系、桥型分类、部件权重设置、等级划分及养护对策等方面进行了详细的分析比较，指出各方法存在的优缺点，并提出了一些建议。关键词：桥梁；技术状况；评定方法；分析比较中图分类号：U446文献标志码：B文章编号：1008—1933(2014)04—131—05者一直致力于桥梁技术状况评定工作的研究，提出0引言各种评定手段和评定方法，并得到了广泛应用。本桥梁的养护管理工作离不开对桥梁技术状况的文对目前国内现行的几种桥梁技术状况评定方法进正确评定，只有了解桥梁的实际状况，才能采取正确行了详细的分析比较，结合多年来从事桥梁检测评的养护维修措施，从而节约养护费用，提高桥梁使用定工作的经验，提出自己的一些见解。寿命和服务水平，保证行车顺畅、舒适。因此，对桥1国内外桥梁技术状况评定方法概梁技术状况进行评定是制定桥梁养护工作计划、采述取正确养护措施、确保桥梁使用安全的重要前提。依据相关桥梁养护规范，在桥梁的使用期间必1．1国外桥梁评定方法⋯须对桥梁进行经常性检查、定期检查和特殊检查，以1)美国《国家桥梁结构调查与评价的记录与编便对桥梁的技术状况作出正确评价。桥梁检查的目码指南》中，桥梁的状况等级评价包括桥面、上部结的一方面是通过对桥梁的使用状况、缺陷情况的现构、下部结构、水道及水道保护等4个构件组，其涵场检查，明确桥梁缺陷的性质、部位、严重程度和发盖了桥梁结构和水道及水道保护的所有构件，其中展趋势，综合评定桥梁及各部件当前的技术状况，确评估(包括下部结构、上部结构、桥面)用的状态级定正确的养护、维修或加固方案，以使结构(或构别分为1O级(0～9)，其中“0”表示最差状况，“9”表件)维持在良好的工作状态；另一方面及时掌握桥示最佳的状况，具体为：梁状况的变化情况，为桥梁科学管理和提高养护水0：破坏状态——不能使用、无法修复、桥梁关平积累技术资料，建立和健全完备的桥梁技术档案，闭。促进和完善桥梁技术管理制度，改善和提高现有桥1：急迫的破坏状态——在关键结构部件上有重梁的技术状况和服务水平。大破坏或截面损失，或者明显地垂直或水平位移，影桥梁技术状况评定是一个复杂的综合评价问响结构的稳定。桥梁须封闭交通。但经修整可恢复题，涉及到许多相关因素：桥梁包括许多不同的结构轻型交通服务。类型；一座桥梁包括上部、下部和桥面系，每部分又2：临界状态——主要结构构件坏化扩大，存在包含许多基本构件；一个基本构件，因设计、施工、使着钢构件中的疲劳裂缝，混凝土构件的剪切裂缝。用中的多种原因可能存在一种或多种程度不同的缺冲刷已淘空下部结构的支承，除非密切监测，否则可损；城市桥梁、公路桥梁技术状况评定标准、方法的能必须封闭桥梁，直到采取纠正措施。不同等。多年来，许多国内外科研人员和桥梁工作3：严重状态——截面的损失(如坏化、剥落或冲刷)已经严重地影响到结构的主要部件。可能有收稿日期：2O1367局部破坏。钢构件中可能有疲劳裂缝。混凝土构件作者简介：任晓辉(1981一)，男，山西l临汾人，工程师，硕士研究生主要从事桥梁检测工作。可能有剪切裂缝。E—mail：26408714@qq．tom4：不良状态——截面损失(如坏化、剥落或冲 l32四川建筑科学研究第40卷刷)扩大。分部位再综合的分层加权法进行，同时也列出可不5：尚好状态——所有主要结构构件完好，但可进行技术状况指数计算而直接将桥梁技术状况评为能有次要截面损失(如坏化、剥落或冲刷)。D级的条件。评估主要根据定期检查的桥梁技术状6：满意状态——结构杆件显示某些次要缺陷。况记录，首先根据各评估要素的病害状况、权重进行7：良好状态——一些小问题。扣分后加权计算分别得到桥面系、上部结构和下部8：甚好状态——未发现问题。结构等各组成部分的技术状况指数，再根据各组成9：优越状态。部分的权重值综合计算得出整个桥梁的技术状况指2)丹麦的桥梁状况等级评价，首先评价桥梁结数(BCI)，评估等级由好至差共分为A、B、C、D、E级5个等级。构的15个标准构件的状况，对每个构件必须确定它的病害类型，病害的范围一般在现场确定。状况等1．2．2交通部JTGH11—2004《公路桥涵养护规范》。级是个数值，值域为0～5，描述了被检查桥梁构件的状况。当完成对所有桥梁构件的状况评价之后，公路桥涵养护规范规定，全桥总体技术状况等根据这些得到的数据进行整座桥梁的状况评价。构级评定的方法有3种：件中的最高(最不利)的状况等级并不一定是全桥1)推荐方法：考虑桥梁各部件缺损程度(大小、的状况等级，最终的结构评价应能反映有病害的构多少或轻重)、缺损对结构的影响(无、小、大)、缺损件、类型、病害的范围、病害的预期发展和病害对交发展变化(趋向稳定、发展缓慢、发展较快)的量化通安全性的影响等。总体原则是全桥的状况等级不评定方法，该方法考虑桥梁各部件权重，根据各部件能高于构件中最高的状况等级，也不能低于如桥台、的缺损状况标度和权重，进行综合评定，确定全桥总桥墩、支座、桥面板、主梁等主要构件任一个的状况。体技术状况等级。3)德国新的桥梁技术状况等级评价方法中，把2)按重要部件最差缺损状况的评定法，即以重结构物划分为13个构件组，每个构件组可再分为更要部件(如墩台与基础、上部承重构件、支座)中最细的结构构件。对每个构件组病害的评价，均有标差缺损状况部件的技术状况等级作为全桥总体技术准的病害评价等级分类，并有对病害的简单描述和状况等级。对一些特征病害的再细分。每个病害类型均有根据3)对照桥梁技术状况评定标准描述凭经验判安全性、稳定性和耐久性准则单独进行评价得到的断的评定法。技术状况等级(共分6个等级)。经过病害类型、病推荐的考虑各部件权重的综合评定方法将桥梁害发生的数量、病害总体影响范围及构件数量的修划分为17个部件，依据各部件的重要程度给予了不正，得到构件组Z的技术状况等级。最终桥梁整同的权值。评定时首先根据部件缺损程度、缺损对体结构的状况等级z基于构件组的最高状况等级结构使用功能的影响程度以及缺损发展变化状况采maxZ。并结合病害在各构件组中的范围修正得到。用累加评分法对各部件分别进行评分，值域为0～1．2国内桥梁评定方法5，“0”表示完好状况，“5”表示危险状况。然后考虑我国目前现行的桥梁技术状况评定方法主要各部件权重，对全桥技术状况进行评分。全桥技术有：建设部的CJJ99-2003《城市桥梁养护技术规状况等级由好至差分为一类、二类、三类、四类、五范》、交通运输部的JTGH11—2o04《公路桥涵养护类。规范》和JTG／TH21—20l1《公路桥梁技术状况评定1．2．3交通运输部JTG／TH21—2011《公路桥梁技标准》。术状况评定标准》1．2．1建设部CJJ99-2003(城市桥梁养护技术规在对国内外公路桥梁评定的实践经验进行消化范》吸收，同时继承了04规范中的优秀成果，交通部于根据城市桥梁在道路系统中的地位，城市桥梁2011年颁布了新的《公路桥梁技术状况评定标准》养护类别分为5类(I类、Ⅱ类、⋯V类)，其中I类作为行业推荐标准。新标准中公路桥梁技术状况评养护的城市桥梁(特大桥梁及特殊结构的桥梁)按定包括桥梁构件、部件、桥面系、上部结构、下部结构影响安全状况进行评估，完好状态分为“合格级”及和全桥评定。评定采用分层综合评定与5类桥梁关“不合格级”两个等级，一旦出现结构构件损伤，影键病害单项控制指标相结合的方法，桥梁技术状况响结构安全，直接评定为不合格级，应立即进行修等级由好至差分为1类、2类、3类、4类、5类。复。新方法的主要特点有：Ⅱ～V类养护类别的桥梁技术状况评估采用先1)分类评级：按不同桥型进行桥梁评定分类， 2014No．4任晓辉，等：桥梁技术状况评定方法分析与比较l33并细化不同桥型的部件分类。2现行桥梁技术状况评定方法分析2)指标细化量化：根据不同桥型的部件类型制与比较定评定细则，将评定指标进行细分并提出量化标准。3)单项控制指标：5类桥单项控制指标具有最本文对现行的3种城市及公路桥梁技术状况评高优先级别，若桥梁满足5类桥单项控制指标中的定方法从评定模型及体系、桥型分类、部件权重设任意一项，那么全桥直接评定为5类危桥。置、等级划分及养护对策等方面进行了详细的分析4)评定模型细化：改进桥梁技术状况的评定模比较，指出各方法存在的优缺点。型，先对桥梁各构件进行评定，然后对桥梁各部件进2．1评定模型及体系方面行评定，再对桥面系、上部结构和下部结构分别进行各规范方法在评定模型及体系方面的分析与比评定，最后进行桥梁总体技术状况的评定。较见表1。表1各规范方法在评定模型及体系方面的分析与比较规范名称评定模型及体系优点缺点龟黛描述，评定的镶’，鎏多的时篓嘉鬟鐾券馋蓑箨霎降简季霎低单萋爨培了检训测即篓人可一员掌的握要求，使得一嘉般养护人员耋经过霾襄萋(-h薹蓁蓦銎囊霎熙蚕。鬻薹!萎蠡一一器翥举评定标准项控翟竿14条5类桥梁单项控制指标趋异显乐J。畀亘巳八’伺何了1反川什进’注：部位为桥面系、上部结构和下部结构。2．2桥型分类方面2．3部件权重设置方面各规范评定方法在桥型分类方面的分析与比较各规范评定方法在部件权重设置方面的分析与见表2。比较见表3。表2各规范评定方法在桥型分类方面的分析与比较 134四川建筑科学研究第40卷套啦嚣洒对属于关桥系梁中未设置的部件，根据此部件的隶根据不同的桥梁特点，使其各组，将其权重值分配给各既有部件，分成部件权重不同，从而保证既有，配原则按照各既有部件权重在全部既有部部件参与评价，使桥梁评价更符，件权重中所占的比例进行分配合实际情况2．4等级划分及养护对策方面分析与比较见表4。各规范评定方法在等级划分及养护对策方面的表4各规范评定方法在等级划分及养护对策方面的分析与比较从表4可以看出，虽然公路规范和城市规范均桥面铺装扣分MDP=65，评分为35；当桥面铺装同将桥梁技术状况分为五级，但其划分依据不同，各级时出现坑槽及横向裂缝两种病害，坑槽扣分DP。．=桥梁所处的技术状况和状态也有所区别。公路规范65，横向裂缝扣分DP=5，依据规范计算得桥面铺的一类、二类、五类与城市规范的A级、B级、E级的装总扣分MDP=60．2，评分为39．8。由此可以发桥梁技术状况、状态以及养护对策基本呈对应关现，城市桥梁养护规范评定模型存在的缺陷，当部件系j。但是，公路规范的三类桥已经是处于较差状病害增多的时候，部件的分值反而会升高，其逻辑态的桥梁，其需要中修，而与之对应的城市规范的C与认识经验相矛盾。级桥梁还属于合格桥梁，只需保养、小修；公路规范②依据《公路桥涵养护规范》，根据部件缺损程的四类桥需要大修或改造，而与之对应的城市规范度、缺损对结构使用功能的影响程度以及缺损发展的D级桥梁仅需中修或大修。同时《公路桥涵养护变化状况采用累加评分法评定桥面铺装缺损状况标规范》四类、五类桥梁的评分均为D<40，而实际评度为3，处于较差状况。定中由于分数很难扣下，很少有采用综合评定法评③依据《公路桥梁技术状况评定标准》，桥面铺定出四类五类桥，绝大部分的四类五类桥都是采用装构件坑槽病害的评定标度为3，裂缝的评定标度最差部件评定法及专家评定法评定得出。为2，其技术状况评分为：DMCII=0o一40一，’×(o0—40))3实例分析某通道桥上部结构采用l～8m钢筋混凝土整=49．4体现浇板梁，下部结构采用薄壁式桥台，扩大基础，2)薄壁台台身存在3条竖向裂缝，长度小于台该桥不存在上部一般承重部件、桥墩、河床、调治构身高度的1／3，缝宽未超限。造物、人行道等五类部件，经定期检查发现该桥存在①依据《城市桥梁养护规范》，台身竖向裂缝扣的主要问题有：分DP=10，计算得台身评分为90。1)桥面铺装存在占总面积3％～5％的坑槽，同②依据《公路桥涵养护规范》，根据部件缺损程时桥面铺装存在短的横向半贯通裂缝。度、缺损对结构使用功能的影响程度以及缺损发展①依据《城市桥梁养护规范》，假设桥面铺装出变化状况采用累加评分法评定桥台缺损状况标度为现一种病害，桥面铺装坑槽，扣分DP=65，计算得2，处于较好状况。 2014No．4任晓辉，等：桥梁技术状况评定方法分析与比较l35③依据《公路桥梁技术状况评定标准》，桥台构况评分为61．5。件竖向裂缝病害的评定标度为2，扣分值35，技术状采用3种桥梁技术状况评定方法分别对上述通况评分为65，桥台构件数量n=2，得到桥台技术状道桥进行了评定，结果见表5。表5某通道桥桥梁技术状况评定《城市桥梁养护规范》《公路桥涵养护规范》《公路桥梁技术状况评定标准》评定方法评定方法评定方法部位序号部件权重评分募裳篓序号藿篡权重辇橐部位序号部件权重喜袭募舞蓑墨9m¨H9桥面铺装0．339．8桥面铺装河床0．070．00／lO桥头平顺0．15l00．0桥头连接部调治构造物0．020．00／11伸缩装置O．251oo．O伸缩缝桥面铺装0．400．4449．4l2排水系统O．1lo0．O人行道伸缩缝装置0．250．28100．0桥面l3人行道0．11o0．O81．90．15栏杆、护栏人行道0．100．00100．0系桥l4护栏0．11o0．O灯具、标志栏杆、护栏0-100·11100-077面．50．20排水设施系排水系统0．100．11100．0调治构造物照明、标志0．050．06100．09m—nnM其他由表5可见，由于部件划分及权重取值不同，加术状况评定标准》进行评定。之病害量化扣分标准的不一致，采用不同技术状况2)建议《公路桥梁技术状况评定标准》中对桥评定方法对于同一座桥梁进行评定得到的结果不尽梁构件如何划分予以明确给出，如：每排桥墩是作为相同。养护规范方法由于部件权重未重新分配，评一个构件还是细化为盖梁、墩身及横系梁3个小构分相对较高；城市桥梁规范方法由于台身竖缝病害件等，消除由于构件划分不同导致的评定结果偏差。量化扣分标准过低，导致评分也相对较高；相对于3)建议研发统一的桥梁管理及技术状况评定《城市桥梁养护规范》和《公路桥涵养护规范》的评软件系统。定方法，《公路桥梁技术状况评定标准》所述方法更4)由于加强对桥面铺装病害的关注，建议为可靠，评分更为合理，更能反应桥梁目前的真实技《公路桥梁技术状况评定标准》桥面铺装主要病害术状况。的标度调整为5级。4结语参考文献：本文对现行的3种城市及公路桥梁技术状况评[1]黄灿．公路桥梁技术状况等级评定方法的探讨[D]．成都：西南交通大学，2006．定方法从评定模型及体系、桥型分类、部件权重设[2]cJJ99-2003城市桥梁养护技术规范[S]．置、等级划分及养护对策等方面进行了详细的分析[3]JTGH11—2Oo4公路桥涵养护规范[s]．比较，可以看出，桥梁状况评定方法各有其优点，但[4]JTG／TH2l—之Ol1公路桥梁技术状况评定标准[s]．同时也都存在着不少的问题。基于多年的桥梁检测[5]卓秋林，王晓东，李武．桥梁养护规范的分析与比较[J]．公评定实践，提出如下建议：路交通科技：应用技术版，2009(4)：56-58．[6]邵永军，张宏．公路桥梁技术状况评定方法研究[c]／／全国1)统一桥梁技术状况评定方法。由于城市桥既有桥梁加固、改造与评价学术会议论文集，2008．梁评定模型存在一些缺陷，建议采用《公路桥梁技'