懸澆箱梁橋上部承重構(gòu)件技術(shù)狀況評(píng)定構(gòu)件劃分方法

葉祖強(qiáng)

（湖南金君工程科技有限公司，湖南 長(zhǎng)沙410000）

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)的公路橋梁建設(shè)取得了舉世矚目的成就。一橋飛架南北，天塹變通途。我國(guó)大力發(fā)展橋梁建設(shè)項(xiàng)目，一座座橋梁在長(zhǎng)江、黃河等大江大河上拔地而起。據(jù)交通運(yùn)輸部發(fā)布的《2019 年交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》中數(shù)據(jù)顯示，2019 年末我國(guó)公路橋梁達(dá)87.83 萬(wàn)座（6063.46 萬(wàn)米），比上年增加2.68 萬(wàn)座（494.86 萬(wàn)米）。到目前，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)現(xiàn)代橋梁總數(shù)超過(guò)100 萬(wàn)座。隨著橋梁服役時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng)，交通量和荷載等級(jí)不斷提高，橋梁養(yǎng)護(hù)管理不適應(yīng)等問(wèn)題，導(dǎo)致已運(yùn)營(yíng)橋梁不同程度的存在一些缺陷、病害，所以橋梁技術(shù)狀況評(píng)定應(yīng)運(yùn)而生，為橋梁養(yǎng)護(hù)維修提供了準(zhǔn)確、可靠的依據(jù)。鑒于《公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG/T H21-2011）未對(duì)構(gòu)件劃分、編號(hào)等方面作出明確規(guī)定，本文結(jié)合具體工程實(shí)例，針對(duì)懸澆箱梁橋上部承重構(gòu)件的技術(shù)狀況評(píng)定方法進(jìn)行了分析研究。

1 橋梁概況

某高速公路橋梁，建于2012 年，其主橋上部結(jié)構(gòu)為8 跨連續(xù)懸澆箱梁。2014 年度該橋上部結(jié)構(gòu)評(píng)定為1 類(lèi)；2016 年度該橋上部承重構(gòu)件按48 個(gè)構(gòu)件進(jìn)行部件評(píng)分為66.66 分，上部結(jié)構(gòu)評(píng)定為2 類(lèi)，主要病害表現(xiàn)為箱梁頂板縱向裂縫、腹板斜向裂縫和縱向裂縫（縫寬均未超限）；此次為該橋2018 年度定期檢查。

2 上部承重構(gòu)件編號(hào)

為便于分析論述，特對(duì)該橋上部承重構(gòu)件編號(hào)作如下規(guī)定：

2.1 規(guī)定自路線前進(jìn)方向（里程增大），主橋依次為14#跨～21#跨，主墩為14#～20#墩。

2.2 連續(xù)箱梁編號(hào)與懸臂施工時(shí)一致，如a-b-c#塊表示a#跨b#墩箱梁T 懸臂的第c 節(jié)梁段，面向路線前進(jìn)方向，每一梁段又分左腹板、右腹板、左翼板、右翼板、頂板和底板六個(gè)斷面部位。

3 上部承重構(gòu)件現(xiàn)狀

該橋上部承重構(gòu)件箱內(nèi)外病害類(lèi)型及標(biāo)度見(jiàn)表1。

4 上部承重構(gòu)件技術(shù)狀況評(píng)定

4.1 評(píng)定計(jì)算方法

評(píng)定計(jì)算根據(jù)《公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》條文規(guī)定，結(jié)合有關(guān)研究成果[1-3]執(zhí)行。

4.2 評(píng)定計(jì)算及結(jié)果

由評(píng)定計(jì)算方法可知，在對(duì)橋梁上部承重構(gòu)件進(jìn)行部件技術(shù)狀況評(píng)定前，首先就必須弄清楚構(gòu)件的數(shù)量n，才能根據(jù)病害類(lèi)型及標(biāo)度計(jì)算出ux，進(jìn)而得出PMCI；再根據(jù)n 查表得出對(duì)應(yīng)t值，最終計(jì)算出PCCI。然而標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有給出具體橋型的構(gòu)件劃分方法，因此采取的構(gòu)件劃分方法不同，技術(shù)狀況評(píng)定結(jié)果也就不同，以下通過(guò)四種劃分方法進(jìn)行分析闡述。

4.2.1 8 個(gè)構(gòu)件

此方法將單跨箱梁劃分為一個(gè)整體構(gòu)件，如果該跨箱梁局部存在某種或多種缺陷病害，就認(rèn)為該構(gòu)件同時(shí)存在所有病害類(lèi)型，評(píng)定時(shí)須扣除所有病害類(lèi)型對(duì)應(yīng)的計(jì)算扣分值，具體評(píng)分見(jiàn)表2。

表2 部件技術(shù)狀況評(píng)定一覽表

評(píng)定計(jì)算得分為59.4，達(dá)到了4 類(lèi)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)條款3.2.4，當(dāng)橋梁主要部件技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)度達(dá)到4 類(lèi)時(shí)，意味著材料有嚴(yán)重缺損，或出現(xiàn)中等功能性病害，且發(fā)展較快；結(jié)構(gòu)變形小于或等于規(guī)范值，功能明顯降低[4]。分析認(rèn)為該橋的現(xiàn)狀很顯然不符合上述情況，只是因?yàn)闃?gòu)件劃分方法不當(dāng)，局部的缺陷以偏概全地拉低了單跨的整體評(píng)分。

4.2.2 48 個(gè)構(gòu)件

此方法根據(jù)箱梁橫斷面結(jié)構(gòu)形式，將單跨箱梁劃分為左腹板、右腹板、左翼板、右翼板、頂板和底板六個(gè)斷面構(gòu)件，如果某一梁段斷面存在某種或多種缺陷病害，就認(rèn)為該跨斷面構(gòu)件存在所有病害類(lèi)型，評(píng)定時(shí)須扣除所有病害類(lèi)型對(duì)應(yīng)的計(jì)算扣分值，具體評(píng)分見(jiàn)表3。

表3 部件技術(shù)狀況評(píng)定一覽表

評(píng)定計(jì)算得分為76.8，達(dá)到了3 類(lèi)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)條款3.2.4，當(dāng)橋梁主要部件技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)度達(dá)到3 類(lèi)時(shí)，意味著材料有中等缺損，或出現(xiàn)輕微功能性病害，且發(fā)展緩慢，尚能維持正常使用功能[4]。分析認(rèn)為該橋的現(xiàn)狀基本符合上述情況。

4.2.3 160 個(gè)構(gòu)件

此方法根據(jù)箱梁在懸臂施工過(guò)程中劃分的梁段單元作為單個(gè)構(gòu)件，劃分的構(gòu)件數(shù)量較多，在評(píng)定計(jì)算過(guò)程中能針對(duì)各個(gè)梁段進(jìn)行單獨(dú)評(píng)分，具體評(píng)分見(jiàn)表4。

表4 部件技術(shù)狀況評(píng)定一覽表

評(píng)定計(jì)算得分為74.9，與第2 種構(gòu)件劃分方法得出的結(jié)果基本相同。

進(jìn)而假設(shè)第2 種構(gòu)件劃分方法評(píng)定計(jì)算中無(wú)病害的其它32 個(gè)斷面構(gòu)件均在單個(gè)梁段范圍內(nèi)存在砼局部剝落掉角的情況，均扣25 分，再次評(píng)定計(jì)算得分為60.1，較之前減少16.7 分，變化較大，等級(jí)接近于4 類(lèi)；而按照第3 種構(gòu)件劃分方法再次評(píng)定計(jì)算得分為69.9 分，較之前減少5.0 分，變化較小。此時(shí)，很顯然第3 種構(gòu)件劃分方式得出的評(píng)定結(jié)果更合理。

4.2.4 960 個(gè)構(gòu)件

此方法根據(jù)箱梁在懸臂施工過(guò)程中劃分的梁段單元，結(jié)合箱梁橫斷面結(jié)構(gòu)形式，將每梁段又劃分為左腹板、右腹板、左翼板、右翼板、頂板和底板六個(gè)部位構(gòu)件，劃分構(gòu)件單元數(shù)量多，在評(píng)定計(jì)算過(guò)程中能針對(duì)范圍較小的各個(gè)梁段部位進(jìn)行單獨(dú)評(píng)分，具體評(píng)分見(jiàn)表5。

評(píng)定計(jì)算得分為78.8，與第2 種和第3 種構(gòu)件劃分方法得出的結(jié)果基本相同。

同樣假設(shè)第2 種構(gòu)件劃分方法評(píng)定計(jì)算中無(wú)病害的其它32 個(gè)斷面構(gòu)件均在單個(gè)梁段范圍內(nèi)存在局部剝落掉角的情況，均扣25 分，按照第4 種構(gòu)件劃分方法再次評(píng)定計(jì)算得分為78.0分，較之前減少0.8 分，變化可忽略不計(jì)。由此可見(jiàn)，第3 種和第4 種構(gòu)件劃分方法在評(píng)定結(jié)果上沒(méi)有本質(zhì)上的區(qū)別。

表5 部件技術(shù)狀況評(píng)定一覽表

5 結(jié)論及建議

綜上所述，針對(duì)懸澆箱梁上部承重構(gòu)件的技術(shù)狀況評(píng)定，總結(jié)如下：

5.1 將單跨箱梁作為一個(gè)構(gòu)件劃分是不可取的，評(píng)定結(jié)果較片面、無(wú)代表性。

5.2 當(dāng)缺陷主要公布在單跨箱梁少數(shù)斷面上時(shí)，將單跨箱梁按橫斷面結(jié)構(gòu)形式劃分是可取的，評(píng)定結(jié)果較合理，評(píng)定工作量亦較?。划?dāng)缺陷普遍分布在單跨箱梁各斷面上時(shí)，不建議采納此方法。

5.3 一般情況下，根據(jù)懸臂施工梁段單元（可不考慮橫斷面結(jié)構(gòu)形式）進(jìn)行構(gòu)件劃分，評(píng)定結(jié)果合理、準(zhǔn)確，但評(píng)定工作量相對(duì)較大。

5.4 建議在現(xiàn)場(chǎng)采集缺陷數(shù)據(jù)時(shí)，病害位置按照第四種構(gòu)件劃分方法進(jìn)行編號(hào)記錄，為準(zhǔn)確評(píng)定作好準(zhǔn)備，也為后期養(yǎng)護(hù)維修人員尋找缺陷位置提供方便。