橋梁技術狀況評定方法比較研究

游 曉 李思達

（1.河南省第二公路工程有限公司，河南 鄭州450000；2.河南省交通科學技術研究院有限公司，河南 鄭州450000）

0 引言

橋梁工程建設中較為重視橋梁的結構設計和施工階段各項指標，而對于建成后的橋梁老化關注則較少，對養(yǎng)護重視不夠，隨著經濟增長對交通的需求不斷擴大，橋梁承擔的運輸任務越來越重，所以對在役橋梁的維修加固以及日常養(yǎng)護應該重視起來，保證交通運輸?shù)恼＿M行。

我國老化橋梁較多，在橋梁維修中要有所側重，根據(jù)橋梁的本身狀態(tài)來采取維護措施，所以應當采取科學的方法評估在役橋梁的工作現(xiàn)狀，做好病害檢查工作，收集可靠資料，加強對在役橋梁技術狀況的評定工作，從而減少維護費用，提高加固效率，對合理的分配養(yǎng)護資源具有重要意義。

1 現(xiàn)有橋梁技術狀況評定方法

我國采用的橋梁技術評定方法為《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》（JTGH21-2004）、《城市橋梁養(yǎng)護技術規(guī)范》（CJJ99 -2003）、《公路橋梁技術狀況評定標準》（JTG/TH21-2011）三種標準和方法，其中《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》（JTGH21-2004）和《城市橋梁養(yǎng)護技術規(guī)范》（CJJ99 -2003）存在一定的范圍交叉，并且各自存在一定的缺陷，《公路橋梁技術狀況評定標準》（JTG/TH21-2011）則具體可行的給出了技術評定方法，能夠全面記錄描述橋梁各部件的缺陷和特征，為橋梁的養(yǎng)護、加固和維修提供了基本依據(jù)。 但由于剛剛實施不久，很多橋梁工程項目中并沒有很好的實施該評定標準，在運用中也沒有取得較為理想的效果，在細節(jié)處操作性差。所以目前的橋梁技術狀況評價方法和標準還處于一定的混亂狀態(tài)，影響了橋梁的養(yǎng)護和管理工作。

橋梁評定中三種標準依據(jù)的方法分別為構件缺損狀況指數(shù)法、常規(guī)綜合評估法以及層次分析法，在結構復雜的大型橋梁中通常會將幾種方法結合起來運用，從而彌補各自的缺陷，提高評估精度。

橋梁的技術狀況評估包括信息采集、評估分析和決策評定三個流程，橋梁評定的過程是由低到高、循序漸進的過程，將實測得到的數(shù)據(jù)代入到既定的評定模型中，根據(jù)結果精度不斷加入采集的數(shù)據(jù)，細化評定模型，得到可靠的評定結果。

2 橋梁技術狀況評定方法比較

2.1 《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》（JTGH21-2004）評定方法

目前這種方法采用較多，主要以加權算術平均和加權幾何平均的方式評估，操作簡便，是一種較為經典的評定方法。評定過程分為一般評定和適應性評定兩種，一般評定是根據(jù)檢測的數(shù)據(jù)綜合評價橋梁各部件的狀況，確定橋梁等級，并相應的制定維修方法；適應性評價則是在橋梁特殊檢查數(shù)據(jù)基礎上，考慮通行、抗震、承載力對結構受力的影響，從而提出維修方案。

橋梁技術狀況評定的流程為確定各部件的權重值，對劃分好的橋梁部件，現(xiàn)場檢查缺損情況、缺損變化態(tài)勢以及缺損對橋梁正常使用的影響，累加每個部件的缺損得到橋梁的整體狀況；將橋梁結構看做串聯(lián)系統(tǒng)，評定時以損壞最嚴重的構件評分作為評定結果，提高安全性指標；將各部件的權重評分放入綜合評定模型計算式中，得到橋梁的運營狀態(tài)；根據(jù)部件的技術指標和總體狀況將評定等級分為五類。

2.2 《城市橋梁養(yǎng)護技術規(guī)范》（CJJ99 -2003）評定方法

這種方法借鑒了層次分析原理，在將影響橋梁狀態(tài)的指標劃分為多層次的基礎上，建立計算模型，以百分制評價指標狀態(tài)，分數(shù)越高說明橋梁工作狀況較好。 以BCI 橋梁狀態(tài)指數(shù)來反映橋梁各部件的狀態(tài)，運用層次分析加權的方式分類評定各部件病害，例如下層的構件評分以扣分值結合計算模型得到， 通過觀測數(shù)據(jù)對細部構件扣分，然后加權得到橋梁BCI 狀態(tài)。

橋面系的狀態(tài)指數(shù)為通過觀測橋面系的各部件損壞來進行扣分，需要評估的指標有橋面鋪裝、橋頭平順度、伸縮裝置、排水系統(tǒng)、人行道以及護欄等。橋梁上部技術狀況狀態(tài)指數(shù)根據(jù)橋梁各跨的技術狀態(tài)指數(shù)來計算，需要考慮的指標有主梁、橫向聯(lián)系、懸臂梁、掛梁、掛梁支座、桁架橋桁片、主節(jié)點、縱梁、橫梁、拱橋主拱圈等。 下部結構狀態(tài)指數(shù)要逐墩進行評定，主要指標有蓋梁、墩身、基礎、支座、臺冒、臺身、錐坡、耳墻等。

2.3 《公路橋梁技術狀況評定標準》（JTG/TH21-2011）評定方法

橋梁構件技術狀況評定是根據(jù)不同橋型和評定單元，按照規(guī)定的指標標度類別、評定扣分標準計算橋面系、上部結構和下部結構的各構件評分。 橋梁各部件的技術狀況評定則是根據(jù)各構件的平均評分、最低構件評分以及構件的總數(shù)量來進行計算。橋梁總體技術狀況指標則是根據(jù)橋面系評分、上部結構評分和下部結構評分綜合加權得到。

2.4 三種方法的比較

《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》 是目前采用最為廣泛的評定方法，《城市橋梁養(yǎng)護技術規(guī)范》運用范圍則較小，在橋型的劃分上都比較欠缺，對構件的關注程度低，評定結果受工程師經驗影響較大。

《公路橋梁技術狀況評定標準》則在一般評定基礎上，關注橋梁具體構件的病害，根據(jù)橋型的不同劃分不同的評定單元，數(shù)據(jù)來源精確，檢測工作精細，細化了檢查指標，并制定了相應的評定標準。并且改進了橋梁技術狀況評定模型，使橋梁構件與部件、部件與總體之間的聯(lián)系更加緊密，缺失部件的權重根據(jù)既有部件權重占總體比例來進行二次分別，更加符合實際部件狀況。

3 三種評定方法的改進建議

3.1 《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》評定方法缺陷與改進建議

這種方法概念清晰，應用方便，能夠有效的提高橋梁維修養(yǎng)護效率，但由于橋梁評定工作要求越來越高，此規(guī)范已經不能滿足橋梁的評定工作，其主要特點為對工程師的工程經驗要求較高，不同工程師對橋梁的損害程度認識有所不同，不同地區(qū)的病害指標存在很大的認識差異，導致了評定結果差異性較大。

改進建議為重視部件的權值，對未設部件進行二次分配原理重新分配， 重要構件在60 分以下時認為是最差構件， 記錄現(xiàn)場的病害過程，并對病害特征進行描述，即而對構件評分。

3.2 《城市橋梁養(yǎng)護技術規(guī)范》評定方法的缺陷與改進建議

這種方法增加了部分參評項，對病害類型具體化，外觀調查較為客觀，是定性檢測到定量評估轉化的較為理想的一種模式。

構件和病害類型評定時不能擴展、修改，橋梁所屬地區(qū)與結構形式的不同，不能采用統(tǒng)一的權重，未設構件不能重新分配，不能有效描述病害特征，造成實際操作時較為困難，雖然采用百分制進行評定，但扣分的等級較少，并且每一級的扣分值一定，精度達不到要求，計算模式采用算術平均，不能有效的突出危險構件，造成橋梁可能在危險狀態(tài)下繼續(xù)工作。 改進建議為對各部件進行分類并權重賦值，未設部件要重新分配計算，定量描述橋型病害，采用主流的等級劃分，對服役多年的橋梁技術狀況評定不建議采用這種方法。

3.3 《公路橋梁技術狀況評定標準》評定方法的缺陷和改進建議

采用先分布再綜合的方式分別對橋梁的橋面系、上部結構和下部結構進行評定，在進行部件和總體的綜合評價，可信度高。缺陷為對橋梁的每個構件都進行評分計算，加大了工程量和成本，構件評分計算結果會因排序的不同而改變，規(guī)范中沒有列出所有的病害，構件的單個編號增加了檢查和報告編寫的復雜性，容易忽視橋梁的單一病害嚴重程度，而只重視病害數(shù)量。

改進建議為多數(shù)構件采取檢測方式， 少數(shù)以目測方法進行評分，將嚴重病害放在前面，減小相鄰病害的關聯(lián)影響，遺漏病害以類似病害扣分，編號簡單化，類似構件采取統(tǒng)一編號，輕微病害減小扣分，取消累計計算法處理輕微病害。

［1］禹智濤，韓大建.既有橋梁可靠性的綜合評估方法[J].中南公路工程，2003，（3）：8-12.

［2］孫東生.鋼管混凝土拱橋部件權重調整與綜合評定方法研究[D].重慶：重慶交通大學，2011.

［3］張治國.基于模態(tài)分析理論和神經網絡的橋梁損傷識別方法研究[D].武漢：武漢理工大學，2005.

［4］何祖亮.基于不確定層次分析法的鋼管混凝土拱橋安全性評價方法研究[D].武漢：武漢理工大學，2003.

［5］土永平.公路橋梁技術狀況等級評定方法的探討[D].四川：西南交通大學，2006.

［6］許肇峰.既有鋼筋混凝土橋梁損傷狀況綜合評估方法研究[D].四川：西南交通大學，2006.