国内、外桥梁养护检测规范对比

'国内、外桥梁养护检测规范对比于晓光59国内、外桥梁养护检测规范对比于晓光(1．中铁大桥局集团桥科院有限公司，湖北武汉430034；2．桥梁结构安全与健康湖北省重点实验室，湖北武汉430034)摘要：为了更好地将桥梁现场检测所得的资料准确地应用于桥梁技术状况评价，提高检测水平、采用准确的评价方法是当务之急。通过收集美国、中国台湾、德国、英国、日本、中国等几个国家和地区关于桥梁养护规范中对既有桥梁的检测与评价方法，并将各个规范评价方法从检测体系、检测技术和评估体系3方面进行比较，得出养护规范中桥梁评价的异同点，提出桥梁检测评价注意事项。关键词：桥梁工程；规范；养护；检测；评估中图分类号：U445．7文献标志码：A文章编号：1671—7767(2012)02—0059—041概述能力评定手册》(AAsHTOLRFR)作为桥梁检测与据统计，2010年底我国公路总里程突破400万评价的主要依据_】]，其次还有《桥梁技术状况评价公里，其中高速公路7．41万公里，二级以上公路45万手册》(MCE)、《桥梁检查维护手册》(AASHTO公里，县乡公路180万公里。目前我国现役桥梁约MMIB)和《国家桥梁检查标准》(NBIS)。57万座，仅2005~2007年间新增桥梁23万座。随美国桥梁检测分为初始检查、常规检查、损害检着我国交通基础设施投资规模的不断扩大，我国桥查、深入检查、断裂危险构件检查、水下检查和特殊梁建设必将迎来又一个发展高峰。在我国桥梁建设检查。其中常规检查一般不超过2年，断裂危险构取得巨大成绩的同时，突发的地质灾害、日趋多变的件检查一般不超过2年，水下检查一般不超过5年，自然气候、交通流量的增加导致桥梁问题日趋严重，而深人检查一般根据桥梁状况具体制定检测频率和以致现有危桥数量占桥梁总数约17。如何将检检测范围。以上检查内容根据外观状况对桥梁进行测所得的第一手资料准确地用于桥梁技术状况评分级，从O～9共1O个级别，见表1。价，给养护和检测单位提出了更高的要求。提高检测表1美国桥梁检测分级水平、采用准确的评价方法是当务之急，它对保障我国经济平稳发展、社会稳定，对解决桥梁养护管理中的评估与决策问题具有重要的实践意义和现实意义。正确评价桥梁技术状况和合理进行桥梁养护管理决策大多具有多指标、多因素、并常带有不确定性的特点，而评价方法的科学性和实用性直接关系到养护者采用什么样的方式、方法进行维修、加固和管理。本文通过对国内、外几种检测与养护方式的对比，借鉴各国的成功经验，认识桥梁养护规范的不足之处，改善和完善桥梁评价方法、桥梁养护体系，提高桥梁管养水平，保障人民生命和财产安全。2．2中国台湾规范中国台湾在检测中使用最多的规范有《公路桥2各国及地区规范概况梁一般目视检测手册》。和《公路养护手册》[交技2．1美国规范(92)字第0920010402号]。目前，台湾共有3种检美国主要采用《公路桥梁技术状况评价与承载测评估方法：D．E．R法、ABCDN法和九级评估法。收稿日期：2011一¨一14作者简介：于晓光(1978一)，男，工程师，2004年毕业于内蒙古工业大学土木工程专业，工学学士，2007年毕业于长安大学桥梁与隧道工程专业，工学硕士(E—mail：349425055@qq．corn)。 60世界桥梁2012，40(2)D．E．R法是根据构件的损伤情况评价其劣化在目测没有问题时照样进行，重点检查路面、桥面、的严重程度(Degree)、劣化范围(Extent)、此种劣化桥身、桥墩等；每6年一次重点检测，用各种仪器全现象对桥梁结构安全性和服务性的影响(Relevan—面、彻底、详细检查，也可以称为承载能力检测，特别cy)，最终判断其维修的急迫性(Urgency)。按照D．是桥梁，包括稳定性，排水性能，桥面标志、标线和裂E．R评价方法，桥梁构件可分为5个级别，见表2。缝，螺丝、锚头松动情况，钢桥锈蚀情况，钢筋是否裸表2D．E．R法桥梁检测分级露和各种受力以及密封程度是否正常等都进行彻底的检查。特殊情况，如发生洪水、地震、车撞等事故，事后养护部门立即用仪器进行检测。2．4英国规范英国公路桥梁评价标准BD21／01[5]主要用于干线公路桥梁的评价，而用于评价非干线公路桥梁时，则需参阅运输部标准——BD34、BA34、BD46、在台湾使用最多的为D．E．R法，相对D．E．RBD50和BA79。BD21／ol标准可用于评价钢桥、法来说，ABCDN法和九级评估法均比较简单，表3混凝土桥以及圬工拱桥，但不适用于木桥和石板桥。和表4分别为ABCDN法和九级评估法标准表。标准BD21／01对桥梁的评价采用的是排序表3ABCDN评估方法判定标准法，主要步骤是按照英国运输部BS5400、BD15、判定标准状况说明BA16、BA55标准所提供的计算方法，并考虑结构A损伤轻微，须作重点检查自身缺损状况进行承载能力评价，对于计算结果满B有损伤，须进行监视，必要时视状况维修足承载力要求的进行正常养护；将承载能力不满足一损伤显著，变形持续进行，功能可能降低必须加以一补强规定的桥梁定为次等级桥梁，次等级桥梁的评价依损伤显著，有重大变形及结构物功能降低，为确保据英国运输部技术规程BA79。BA79／90将次等D交通安全顺畅，或避免第三者造成障碍，必须采取紧急补修级桥梁评价划分为5个等级，见表5。N无此项目或无法判断结构物的损伤状况表5次等级桥梁评价等级OK上述以外情形等级特点描述1保守评估桥梁承载能力采用更精确的包括有限元等在内分析方法，甚至考虑非线性和塑性分析严重损坏，潜伏危险进行材料试验，以评价强度；≥50m的桥梁应进行特大量破坏，危及结构安全殊车辆荷载评价广泛破坏或丧失原设计功能4对可靠度和安全系数进行评价，以正确评价承载能力中度损坏或劣化，需要维护保养5采用荷载和强度值的概率数据进行可靠性分析轻度破坏，维持原设计功能英国规范除了规定对次等级桥梁进行评价外，轻微破坏，状况正常还规定了次等级桥梁的监测周期与内容以及监测所状况良好遵循的原则，监测分为3类：基本检查、详细检查、深不适用，表示该桥梁没有该项检测项目表示该项检测项目无法检测评估入调查。其主要内容见表6。表6次等级桥梁监测分类2．3德国规范分类特点描述德国养护、检测规范主要是德国工业标准DIN目测检查和照片记录等，一般不进行详细的测量。1076c，DIN1076桥梁检查包括一般检查和常规监基本检查检查的周期一般为几个星期至2个月，主要取决于测，所有桥梁结构均应在每年几乎相同时间段内进桥梁的状况行一般检测，主要检查明显的损伤和缺陷。常规监①检查和记录病害的程度和性质；②测量关键部位和病害区域的变形或应变；③交通荷载调查。详细测每年2次，主要针对严重损伤和缺陷进行监测。详细检查检查的频率一般是数个月，必要时可能需连续观测，主要取决于病害可能导致的破坏形式，病害进据DIN1076规定，正常情况桥梁的检测时限一步发展的可能性和结果等每3个月一小检(称季检，目测)；每年一大检(称年诛八凋：鱼如果病害在短期内有可能进一步发展并导致结构检，目测或用仪器)；每3年一次全面检查(用仪器)，破坏，则必须进行深入的调查 国内、外桥梁养护检测规范对比于晓光612．5日本规范表9中国桥梁养护规范桥梁检查频率日本桥梁检测分为定期检测和中间检测嘲，定期检测每5年进行1次，中间检测为定期检测时发现损伤或确认维护加固的效果时在下一次定期检测前进行的检测。检测的频率和标准见表7。表7日本桥梁检测频率和标准6年，是依据桥梁定期及特殊检查资料，结合试验与结构受力分析，评估桥梁的实际承载能力、通行能根据外观检测结果，将损伤分为5个级别，其判力、抗洪能力，提出桥梁养护改造方案，适应性评估定标准见表8。的主要规范为《公路旧桥承载能力评定规程》。表8损伤判定标准等级状态3各国规范与我国规范对比有较明显损伤、不能确保安全。迅速制定维护、加固对策3．1检测体系11一定程度的损伤，但没有影响到耐荷性能，需讨论各国规范桥梁检测采用基于经验和推测的评分“有无维护或加固的必要来判断结构的损伤，但养护检测的体系大体相同，偶有一些损伤但没有维护、加固的必要。监视损伤的发展趋势有检测内容不一致的地方，如美国规范设有专门的Ⅳ有轻微损伤水下检测和断裂危险构件检查，我国规范中没有该0K没有损伤类项目的详细指导意见；在洪水、地震、车撞、船撞等日本桥梁评价采用的是耐负荷性能评价方式，情况，我国《公路桥涵养护规范》要求进行应急检查，即通过测定桥梁的实际应力与设计应力相比较来判与德国、日本等国规范要求基本一致。从整个检测断桥梁耐负荷性能。通常会连续测定72h，从中得体系来看，我国规范已基本涵盖了我国常规桥梁检到的最大应力度与设计应力度相比较，评价现阶段测中遇到的大部分问题。交通量下桥梁的耐负荷性能。耐负荷性能小于1时3．2检测技术为安全；耐负荷性能大于1时需要加固。从检测技术方面来看，各国规范均采用的是目2．6中国规范测、物理方法、无损检测及化学方法等。美国桥梁检我国桥梁现行养护规范有《城市桥梁养护技术测手册中对人工检测的规定相当详细和全面，包括规范》(CJJ99—2003)和《公路桥涵养护规范》(JTG检测计划、检测工具、到达桥梁构件的措施、检测人H11—2004)。《城市桥梁养护技术规范》将城市桥员资质要求、防护措施、交通管制等，其指导性和可梁按道路系统中的地位划分为5类，检查分为经常操作性相当强。我国规范对于人工检测的具体实施性检查、定期检测和特殊检测。《公路桥涵养护规环节没有详细规定。在无损检测技术方面，美国的范》同样将桥梁检查分为经常性检查、定期检查和特技术手段更为多样，以混凝土桥梁为例，有超声波、殊检查。检查的频率见表9。分层探测仪、电化学方法、电磁波方法、脉冲法、地面在桥梁评估方面，《城市桥梁养护技术规范》采雷达、冲击回波法、红外线热像仪、回弹法、混凝土渗用的是BCI法，根据被检查部位的权重和损伤状况透率测试、内窥镜测试等检测技术；日本则采用光导进行分项评分再综合评估的方法进行。《公路桥涵法、弹性波法对桥梁构件进行无损检测；中国台湾规养护规范》则采用一般性评估和适应性评估。一般范则采用声发射法、雷达波法、超音波法、射线照相性评估是依据桥梁定期检查资料，通过对桥梁各部法、涡电流法、磁粒法等方法。件技术状况的综合评估，确定桥梁的技术状况等级，3．3评估体系提出各类桥梁的养护措施。适应性评估周期为3～我国公路桥梁评估分为一般性评估和适应性评 62世界桥梁2012，40(2)估；美国要求采用的评估包括结构状态评估、综合性受到地震、洪水侵蚀严重、船舶撞击等应立即进行应能评估、健全性评估和承载能力评估；英国规范采用急检查；②桥梁检算和承载能力评估应考虑交通流初步评估和详细评估方式；中国台湾采用状况指标、量，必要时可应用荷载谱评价桥梁应力状态；③规范优选指标、功能指标及整体优选指标4种指标进行应对检测人员的技术能力、资质给予严格的规定；④桥梁评估；日本采用耐负荷指标评估桥梁状况。从制定比较完备的桥梁检测手册，规范桥梁检测市场；评估方法可以看出，美国、英国、日本、中国台湾所采⑤桥梁检测与养护应以预防为主，改变过去相对滞用的评估方法均考虑当前交通量的影响，日本规范后的做法。甚至直接采用当前交通量作用下实际应力评估桥梁参考文献：承载能力，中国台湾对桥梁承载能力重要性的划分也是以交通量来衡量的。[1]AASHTO(2003)，GuideManualforConditionEvalua—tionandLoadandResistanceFactorRating(LRFR)of基于检算法和基于荷载试验法的承载能力评估HighwayBridgesIs3．都是目前主要的评估方法l8_，我国规范对新、老桥E2J曹明旭，张宇峰，朱从明．中美桥梁养护规范的对比研究梁设计荷载的取用没有明确规定，通常的做法是以I-J]．黑龙江交通科技，2009，(10)：146—148．规范生效时间来界定桥梁的设计荷载。美国桥梁的)-33交通部国道高速公路局(1996)，公路桥梁一般目视检测承载能力评估分为3个级别，即设计荷载评估、法定手册Es3．荷载评估和允许荷载评估。设计荷载评估则是采用E43DIN1076，HighwayStructures—TestingandInspec—最新的设计荷载，法定荷载评估则是按照各州规定tionES]．的荷载进行评估，允许荷载评估则评估桥梁承受特[5]BD21／01，TheAssessmentofHighwayBridgesand殊荷载(如超重车)的能力，这种考虑最新设计荷载Structures[S]．1-6]石川一美．日本道路桥梁的性能评价及检测技术Ec]／／的做法值得我国桥梁检测人员学习。第七届全国建筑物鉴定与加固改造学术会议论文集，2004：446—454．4结论及建议ET]梅秀道，陈开利，钟继卫．香港与内地关于大跨度斜拉桥本文简要地介绍了美国、中国台湾、德国、英国、荷载试验的比较EJ]．世界桥梁，2010，(4)：63—67．日本、中国等几个国家和地区关于桥梁养护规范中E8]徐俊，王志平，陈惟珍．老龄桁架桥的检测评估方法对桥梁检测的评定和承载能力的检算与评估，并将EJ]．桥梁建设，2010，(6)：21—24．各规范进行了对比，针对我国桥梁养护规范现状，提出几点建议：①检测内容上应增加水下检测，尤其是(编辑：陈雷)ComparisonofBridgeMaintenanceandInspectionCodeinChinaandOverseasYUXiao-guang(1．BridgeScienceResearchInstituteLtdChinaRailwayMajorBridgeEngineeringGroup，Wuhan430034，China；2．KeyLaboratoryofBridgeStructuresafetyandHealthofHubeiProvince，Wuhan430034，China)Abstract：TomakebetterUseoftheinformationgotfromfieldtestingintheevaluationofthetechnologicalconditionofbridgeandtoimprovetheinspectionlevel，itisurgenttoadoptaccurateevaluationmethod．Theinspectionandevaluationmethodforexistingbridgesinbridgemainte—nancecodesofAmerica，Taiwan，Germany，Britain，Japan，andchinawerecollected．Andthroughthecomparisonoftheevaluationmethodsineachcodefromthethreeaspectsofinspec—tionsystem，inspectiontechniqueandevaluationsystem，thesimilaritiesanddifferencesofbridgeevaluationindifferentmaintenancecodeswereobtainedandthemattersneedingattentioninbridgeinspectionevaluationwereproposed．Keywords：bridgeengineering；code；maintenance；inspection；evaluation'