橋梁養(yǎng)護(hù)評(píng)定中存在問題及改進(jìn)措施

杜 磊 谷 雨 王 勇

(1.河北省電力建設(shè)第一工程公司，河北 石家莊 050000；2.石家莊城市職業(yè)學(xué)院，河北 石家莊 050000；3.宣化科技職業(yè)學(xué)院，河北 張家口 075000)

0 引 言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，公路建設(shè)呈現(xiàn)超?？焖侔l(fā)展的局面，為了適應(yīng)新形勢(shì)的要求，根據(jù)新公路工程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系的要求，2004年頒布了《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》(JTG H11-2004)(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》).《規(guī)范》自頒布執(zhí)行以來，在指導(dǎo)我國(guó)公路養(yǎng)護(hù)管理工作中發(fā)揮了很大作用，但是該規(guī)范在橋梁養(yǎng)護(hù)評(píng)估中也存在著問題和不足之處，本文將結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，探討性的提出橋梁養(yǎng)護(hù)的評(píng)估方法以期指導(dǎo)工程實(shí)際.

1 目前橋梁養(yǎng)護(hù)評(píng)估中相關(guān)的問題

1.1 粗略的評(píng)估模型

現(xiàn)有的評(píng)估模型大多是基于中小橋梁的，且結(jié)構(gòu)形式單一，采用定級(jí)評(píng)估方法，圍繞結(jié)構(gòu)的外觀狀態(tài)和正常使用性能進(jìn)行定性的、粗淺的安全評(píng)估.評(píng)估模型的粗略主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

1.1.1 不同的橋型有不同的結(jié)構(gòu)組成形式和不同的典型病害，同一類構(gòu)件相同病害對(duì)不同型式的橋的總體使用狀況的影響也是不同的，因此用一種類型的評(píng)估模型來評(píng)估所有型式的橋梁是不恰當(dāng)?shù)?《規(guī)范》中推薦的評(píng)估方法即是以一種類型的評(píng)估模型來評(píng)估各種型式的橋梁.《規(guī)范》推薦評(píng)估方法簡(jiǎn)單易于操作，但是評(píng)估較為粗略.

1.1.2 現(xiàn)有橋梁多數(shù)為幾種橋梁的組合結(jié)構(gòu)型式，例如主橋是系桿拱橋、引橋是簡(jiǎn)支梁橋.不同的橋型有不同的結(jié)構(gòu)組成以及相應(yīng)的權(quán)重組成，用《規(guī)范》中推薦的綜合評(píng)估方法不能客觀地反映這種多種橋梁結(jié)構(gòu)型式組合的橋梁的使用狀況.

1.1.3 《規(guī)范》中推薦的評(píng)估方法，沒有區(qū)分缺損對(duì)橋梁安全性和使用性影響的不同.橋梁非承重構(gòu)件嚴(yán)重缺損將對(duì)橋梁的使用性產(chǎn)生較大影響，但不影響安全，如欄桿缺失、橋面破壞嚴(yán)重，這些嚴(yán)重影響了橋梁的外觀以及行車舒適，但不會(huì)對(duì)橋梁安全性構(gòu)成較大的影響.

1.2 正確、有效地確立橋梁評(píng)估的權(quán)重和指標(biāo)評(píng)語(yǔ)量化

1.2.1 在橋梁結(jié)構(gòu)評(píng)估中，評(píng)估的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一就是如何科學(xué)、客觀地確定正確反映評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重.《規(guī)范》中推薦的橋梁各部件權(quán)重是考慮全國(guó)范圍的自然條件由專家評(píng)定的，需根據(jù)橋梁實(shí)際情況對(duì)橋梁各部件的權(quán)重進(jìn)行調(diào)整.各指標(biāo)權(quán)重應(yīng)與橋型、橋梁上下部結(jié)構(gòu)形式、跨徑布置、所處環(huán)境、交通量、所用材料等因素有關(guān).

1.2.2 在《規(guī)范》中表3.5.2-2給出了推薦的橋梁各部件權(quán)重及綜合評(píng)估方法，在表中列舉了橋梁各部件名稱及推薦權(quán)重，然而在實(shí)際的橋梁檢測(cè)中，經(jīng)常出現(xiàn)所評(píng)價(jià)的橋梁中各構(gòu)件與規(guī)范中所列的部件不同的情況，例如表中列出了橋墩及基礎(chǔ)(權(quán)重是24)，而檢測(cè)的橋梁是單跨簡(jiǎn)支梁橋的話，就沒橋墩及基礎(chǔ)，只有橋臺(tái)及基礎(chǔ)(權(quán)重是23)，如果仍然按規(guī)范給的推薦權(quán)重去進(jìn)行橋梁評(píng)估就很不合理.

1.2.3 橋梁養(yǎng)護(hù)評(píng)估具有很大的主觀性，評(píng)估的結(jié)果往往與工程技術(shù)人員或?qū)＜业慕?jīng)驗(yàn)和認(rèn)識(shí)程度有關(guān).而目前的橋梁養(yǎng)護(hù)評(píng)價(jià)中缺乏科學(xué)詳細(xì)的底層指標(biāo)評(píng)價(jià)的量化標(biāo)準(zhǔn).

2 橋梁養(yǎng)護(hù)評(píng)估建議

通過前面提出現(xiàn)行橋梁養(yǎng)護(hù)規(guī)范中的不足以及橋梁養(yǎng)護(hù)評(píng)價(jià)實(shí)踐中存在的問題，探討性地提出橋梁養(yǎng)護(hù)評(píng)估方法，旨在建立我國(guó)既有橋梁的客觀合理且實(shí)用的評(píng)價(jià)方法.現(xiàn)針對(duì)前述的問題提出一些橋梁養(yǎng)護(hù)評(píng)估的建議如下：

2.1 評(píng)估方法

橋梁評(píng)估方法應(yīng)能反映構(gòu)件缺損對(duì)橋梁的使用性和安全性的不同影響，以便對(duì)橋梁的維護(hù)和加固做出決策.橋梁養(yǎng)護(hù)評(píng)估中有很大的模糊性和不確定性，因此在橋梁評(píng)價(jià)方法不能反映這種模糊性和不確定性.例如按照《規(guī)范》推薦的方法進(jìn)行橋梁評(píng)估，得到橋梁的綜合評(píng)定分?jǐn)?shù)，評(píng)定分?jǐn)?shù)是90還是92，這意義并不大，并不能說明分?jǐn)?shù)92的橋梁就比分?jǐn)?shù)為90的橋梁要完好.橋梁評(píng)估過程中有很多不確定性因素，例如評(píng)價(jià)人的心理因素.即使是同一個(gè)評(píng)價(jià)工作人員，對(duì)同一對(duì)象在不同時(shí)間的評(píng)價(jià)也可能給出不同的結(jié)果.量變引起質(zhì)變，橋梁評(píng)估等級(jí)則反映了橋梁的質(zhì)變，因此橋梁的評(píng)估等級(jí)更能反映橋梁所處的狀態(tài).采用隸屬度代替分?jǐn)?shù)，利用隸屬度來判斷橋梁的狀態(tài)更合理，而且也符合人的思維模式.

關(guān)于模糊評(píng)估結(jié)果的處理方法，采用加權(quán)平均法和非對(duì)稱貼近度法能較好地反映評(píng)估等級(jí)向量中各個(gè)隸屬度對(duì)評(píng)估結(jié)果的貢獻(xiàn)，相比最大隸屬度法，更具合理性.

2.2 評(píng)估模型

橋梁養(yǎng)護(hù)評(píng)估模型應(yīng)該是面向目標(biāo)和面向過程相統(tǒng)一的，除了最終可以得到橋梁結(jié)構(gòu)總體的模糊綜合評(píng)價(jià)等級(jí)外，在由低到高的逐級(jí)評(píng)價(jià)過程中，還應(yīng)依次得到結(jié)構(gòu)構(gòu)件各影響因素的評(píng)估等級(jí)和各結(jié)構(gòu)構(gòu)件的評(píng)估等級(jí)等信息.橋梁存在的問題很多與結(jié)構(gòu)體系或使用材料選擇不合理及結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)處理不當(dāng)有關(guān)，規(guī)范中推薦的方法未能很好考慮有關(guān)細(xì)節(jié)問題，而只是針對(duì)一般情況，因此住建立評(píng)價(jià)模型時(shí)，應(yīng)盡可能多的考慮全部因素，以便使評(píng)價(jià)結(jié)果更為準(zhǔn)確.不同的橋型有不同的結(jié)構(gòu)組成，如果采用一種評(píng)估模型很難將不同橋型的不同結(jié)構(gòu)組成包含進(jìn)去，這樣得到的評(píng)估結(jié)果將是比較籠統(tǒng)的、不全面的，例如《規(guī)范》推薦的橋梁各部件沒有纜索、吊桿、立柱這些部件，而是采用的上部主要承重構(gòu)件和上部一般承重構(gòu)件來代替，這樣將很難從評(píng)估過程中得到橋梁下級(jí)的評(píng)估等級(jí)，如裂縫寬度等級(jí)、纜索、吊桿等的評(píng)估等級(jí).因此對(duì)于不同的橋型應(yīng)采用不同的評(píng)估模型，這樣并不影響不同橋型橋梁之間的可比性，因?yàn)闃蛄航Y(jié)構(gòu)總體評(píng)價(jià)等級(jí)具有可比性.但是評(píng)估模型不能過多，因?yàn)檫@將給評(píng)估帶來困難，不利于養(yǎng)護(hù)、維修加同決策.

2.3 權(quán)重調(diào)整

對(duì)于實(shí)際橋梁和評(píng)估模型不一致的情況，可以通過增減元素和調(diào)整權(quán)重來解決.例如一座單跨的簡(jiǎn)支梁橋，沒有橋墩，而簡(jiǎn)支梁橋的評(píng)估模型中有橋墩，這時(shí)實(shí)際橋梁和評(píng)估模型是不一致的，這種情況可以通過刪除橋墩這個(gè)元素，并將橋墩對(duì)應(yīng)的權(quán)重按其他元素的權(quán)重比例分?jǐn)偨o其他元素的方法來解決.

2.4 采用變權(quán)

為了反映不重要的構(gòu)件嚴(yán)重?fù)p壞對(duì)橋梁總體使用狀況的較大影響，在橋梁養(yǎng)護(hù)評(píng)價(jià)過程中應(yīng)采用變權(quán)原理.變權(quán)原理考慮了各因素的均衡性，即在評(píng)價(jià)中只要有一個(gè)單因素評(píng)價(jià)值太低，哪怕該因素在總體中是最不重要的，總體評(píng)價(jià)將迅速接近零.變權(quán)綜合評(píng)估法能夠更好地反映個(gè)別部件情況.

2.5 評(píng)估量化及標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)構(gòu)件缺損的形態(tài)、程度及原因的描述力求規(guī)范化和定量化.

指標(biāo)的評(píng)語(yǔ)量化應(yīng)具體問題具體分析，在橋梁養(yǎng)護(hù)評(píng)價(jià)過程中評(píng)語(yǔ)的量化應(yīng)能反映病害所處的階段及可能造成的后果，同時(shí)還應(yīng)能區(qū)分同一種病害類型在不同情況下的對(duì)橋梁的不同損壞后果.

底層指標(biāo)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)需要細(xì)化，這是為降低評(píng)估過程中的主觀性，同時(shí)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)采用隸屬度函數(shù)來反映底層指標(biāo)評(píng)估的模糊性.評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)是養(yǎng)護(hù)人員進(jìn)行評(píng)估量化的依據(jù)，建立詳細(xì)客觀合理的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)是建立在對(duì)橋梁的養(yǎng)護(hù)及研究基礎(chǔ)之上，因此需要積累橋梁養(yǎng)護(hù)資料，不斷研究.

2.6 對(duì)于一座橋有主橋和引橋的情況，應(yīng)分別對(duì)主橋和引橋進(jìn)行評(píng)估

因?yàn)橹鳂蚝鸵龢虻慕Y(jié)構(gòu)型式往往是不同的，結(jié)構(gòu)體系相對(duì)獨(dú)立，這樣可以采用相應(yīng)的評(píng)估模型進(jìn)行評(píng)估；而且主橋和引橋是串聯(lián)的，無論是主橋還是引橋出現(xiàn)問題都將影響全橋的安全性和使用性，分開評(píng)估可以使最終結(jié)果不受主橋和引橋兩者的相互影響(例如主橋的狀態(tài)優(yōu)，而引橋的狀態(tài)差，如果不分開評(píng)估，將可能使全橋的最終評(píng)估狀態(tài)為良，這可能掩蓋了引橋的問題)，這樣對(duì)全橋的安全性和使用性有更明確的判斷，從而更合理地進(jìn)行全橋養(yǎng)護(hù).

3 結(jié) 語(yǔ)

隨著橋梁的大規(guī)模建設(shè)，其養(yǎng)護(hù)評(píng)估是一項(xiàng)復(fù)雜艱巨的任務(wù)，結(jié)合目前的研究現(xiàn)狀，其很多評(píng)估問題還有待進(jìn)一步深入研究.本文提出以上建議可以為橋梁養(yǎng)護(hù)評(píng)估的研究者與實(shí)踐者提供參考，以便更為有效的進(jìn)行橋梁養(yǎng)護(hù)評(píng)估工作.