可靠度和成本分析在桥梁养护中的应用

'可靠度和成本分析在桥梁养护中的应用徐光政云南省公路工程监理咨询公司摘要：桥梁对于整个城市交通来说都起到十分重要作用。但是目前桥梁建设过程中，普遍面临养护成木的问题，如果造价过高不利于养护方面的效益。桥梁养护实施阶段，应尽可能降低成木，实现养护资金方面的合理利用。只有这样,才能真正有助于实现良好的公路养护管理，成木效益实现科学有效分析。木文针对于桥梁养护，根据可靠度理论，提出桥梁养护实施阶段如何构建成木分析模型从而实现桥梁养护贯彻落实。关键词：可靠度；成木分析；桥梁养护；应用；分析现阶段而言，桥梁建设过程中，耐久性问题逐渐凸显。部分桥梁面临寿命短、性能差以及成木效益低问题。长此以往，将会造成桥梁难以正常使用，桥梁维修及养护过程中经济负担加重等问题。尤其是现阶段我国桥梁建设广泛开展，在一年之内就有诸多数目桥梁竣工，这无疑导致养护工作量不断增加，养护费用快速增长。桥梁养护过程中普遍面临较大资金缺口。为此，只有加强桥梁结构养护过程中成木效益方面的分析，从养护措施方面着手，力求费用效益最大化，才能彻底填堵养护过程中的资金缺口。一、桥梁养护过程中经济成木简介（一）桥梁养护成木有关概念桥梁养护过程中，普遍存在相应的经济成木。一般包括整个营运阶段成木。桥梁竣工交付过程中算作起点，桥梁推出营运算作重点，在此全部过程中产生全部费用总和通常叫做养护经济成木［1］。按照现行计价概念原理，遵循相关计价原则，并根据相关统计资料，桥梁养护过程中，其经济成木括两个概念，从狭义概念上讲，所谓桥梁养护成木，通常就是管养成木。括风险成木、维修成木、养护成木及管理成木等。从广义概念上讲，不仅包括管养成木，同时涵盖环境影 响成本以及用户成本。所谓用户成本，注重包括桥梁检测及维修过程中引起的交通堵塞等现象，或者由于货损及交通事故导致的成本。（二）桥梁养护过程中的性能指标实际桥梁运营过程中，容易受到环境及交通荷载方面影响，因而导致桥梁产生退化现象，使桥梁性能难以符合规范。为充分体现不同吋期桥梁不同性能，应科学构建性能指标，从而冇效确定养护吋间。现阶段参数包括下面两个方面：第一，桥梁结构本身具有可靠度［2】。第二，桥梁结构养护过程中，艽具有的临界水平。现阶段而言，普遍通过结构可靠度图形描述变化，随着吋间的推移，桥梁结构会产生相应改变。对于结构存在相似桥梁，采用一致要求施工设计过程中,受到荷载一系列因素作用，针对于某时刻而言，其可靠度水平存在诸多不同。所谓临界水平，通常是指可靠度最低接受值。一旦实际可靠度水平较低，不超过此临界水平，通常道路桥梁结构性能难以接受。关于桥梁性能退化过程中，性能曲线见下图1。图1道路桥梁结构典型性能曲线（三）桥梁养护及维修方案所谓养护维修方案，通常涉及桥梁退化处理全部阶段。概括来说，养护维修方案主要包括下面三种类型：第一种，只冇性能出现下降，并且到达0标值的过程中才能开展养护维修工作。第二，如果桥梁性能出现下降，但是仍然比0标值高，也应开展养护维修工作［3】。第三，将上述不同类型综合起来。通过分析不同桥梁建筑材料以及不同桥梁构建存在退化规律，不断加强养护维修方案编制，最终选取最佳吋机以及最优方案。具体实施过程中，应充分掌握桥梁具体养护吋间，明晰养护方法。通常来说，桥梁养护过程中，主要包括重点养护、预防性养护以及日常养护等环节。所谓日常养护，一般针对于泄水孔清理、乱涂乱画清理、汕漆层清理、支座及伸缩缝清理诸多方面。所谓预防性养护，一般包括栏杆改造、灌注硅烷、更换伸缩缝以及钢结构刷漆一系列过程。所谓专项重点养护，一般包括支座更换、桥面板更换以及混凝土维修一系列环节。实际养护阶段，应按照桥 梁缺陷存在差异，科学选择不同养护维修手段。二、桥梁养护过程中成本效益方面的分析（一）维修成本模型的建立按照西方发达国家实践经验，根据桥梁管理系统经验，在桥梁维修方面，应根据需求不同开展科学合理预测，并实现维修方案良好选择，这样才能奋助于桥梁管理系统不断完善。对于此问题而言，只冇不断注重加强不同方案成本效益研宄，才能有助于该问题解决。鉴于此，道路桥梁养护阶段，其成本效益模型见下式1。按照此公式，设计基准时间范围内，维护预期成本通过Cet表示。而BfailTint通常是指，通过科学有效维修手段引起的效益，具体维修吋间通过Tint表示，设计基准时间通过Tref表示。如果没冇采取相应维修手段，桥梁结构引起成本通常用C"fail（X，Tref）表示。如果采取相应维修手段，桥梁结构引起成本通常用C"fail（X，Tref）表示。在生命周期内，对桥梁检查过程中产生的成本通常用Cins表示。在生命周期内，维修过程中产生的成本通常用Crep表示。由于桥梁结构破坏问题而引起损失一般用Cfail表示。（二）可靠度指标方面的计算原理根据维护方案存在的差异，对于道路桥梁可靠度指标来说，不同条件下呈现出变化规律存在一定差异。为此，应按照相砬统计资料，积极构建可靠指标曲线。具体来说，随着吋间变化推移，可靠度指标计算也存在不同。其中，可靠度指标一般通过β表示，对指标什算过程中，通过」C方法进行。三、关于维修成本模型在实际桥梁养护过程中的应用将某地区桥梁结构作为分析案例，对苏开展养护方案编制过程中效益之间的对比。对于本次案例来说，生命周期定在100a，并将其当成计算依据。同时加强桥梁吋变概率研宄及分析工作，针对于混凝土模型，普通选取模型型号为PAPADAKIS。针对于钢筋锈蚀，普遍选择相应非线性模型。实际计算阶段，编制 科学合理电算程序，同吋加强两种方案对比。方案一，科学控制混凝土剥落现象，一旦剥落迹象较为严重，大于整个表面积5%,需及时开展维修工作。在维修过程中，将剥落保护层进行有效替换。这样，在表面重新处理过程中，产生费用为每平米4800元，累计处理面积达到3200平米。与此同吋，应积极进行视觉检查，将检查周期控制在5a,检查成本是18000元每次。方案二，通过防碳化涂料，大力开展预防性养护。按照相应资料显示，通过防碳化涂料，有助于结构寿命得到延长。在养护过程中，平均每次养护吋间为5a,累计处理面积达到3200平米，涂刷成本是350元每平米。按照承载能力的不同，在生命周期内，两种方案都能满足需求。通过效益及成本对比，方案二大于方案一。通过构建维修成本模型，能切实起到良好控制成本作用。例如，广州地区某桥梁养护过程中，该桥梁出现混凝土裂痕等问题较为严重，甚至局部地区出现了混凝土剥落现象，累计处理面积1700平方米，造价达到了每平米5700元，通过建立维修成本模型，实现了累计节约成本大约12.76万元。结语本文针对于桥梁养护，根据可靠度理论，提出桥梁养护实施阶段如何构建成本分析模型从而实现桥梁养护贯彻落实。只冇加强桥梁结构养护过程中成本效益方面的分析，从养护措施方面着手，力求费用效益最大化，才能彻底填堵养护过程中的资金缺U,才能真正奋助于实现良好的公路养护管理，成本效益实现科学有效分析。参考文献：［1】姜舒，贺春丽.可靠度和成本分析在桥梁养护中的有效性［」］.科技创新与应用，2012，(5)：125-125.［2】王中文.大型桥梁成本控制与全寿命周期成本分析［」］.桥梁建设,2010,(2):25-28. ［3】吴宇蒙，常军.基于养护管理系统的既冇桥梁生命周期成本模型研究［」］.苏州科技学院学报(工程技术版)，2010,(1)：44-49.'