在役桥梁病害检测与承载力评定研究

【摘 要】桥梁是路网中不可缺少的组成部分，其作用的好坏与路网的使用及功能息息相关，因此，对桥梁进行维护、加固等措施能够有效保护路网的安全使用和改善路况，桥梁的定期检查和检测也成了桥梁养护和管理不可缺少的环节之一。本文就桥梁现阶段检测的内容、技术等进行叙述，对目前桥梁的检测和承载力评估提出一些思路。

【关键词】桥梁病危害；检测；承载力

随着社会的不断发展，交通道路网络已经成为推动经济发展的重要设施，在道路网络中，桥梁的作用是非常重要的，因此，对其进行维护、修理、加固等措施对整个道路交通网络来说是非常关键的。但随着社会经济发展脚步的不断加快，给道路交通网络带来的压力也逐渐增大，尤其是对于桥梁来说，设计失误、老龄化、超载、流量大、环境恶化以及维护不到位等因素都在让其性能迅速退化。到2006年止，我国共有50余完座各类桥梁，其中的大部分都是在解放后这些年设计建造的。但据有关数据显示，同样是2006年止，我国的危桥就有6000余座。我国目前的桥梁设计都是按使用寿命100年进行的，但这些桥梁仅仅服役二三十年就已成为危桥，究其原因，目前桥梁设计和建造标准大多老旧，已经不能满足当前的需求，而降成为三四级桥，对此类桥梁必须进行有效的维修和加固，才能保证其正常使用，一旦成为危桥再进行翻新修建，其耗资将是一个不小的数目。

在目前，我国对桥梁维护的管理主要有增加载能力、修缮退化及老化、改善早期的不合格桥梁、墩台防撞以及防冲刷的能力的维护、加固等要求。

1 桥梁的定期检查

1.1 相关规定

目前的桥梁检查包括经常性、定期以及特殊性检查三个方面，经常检查包括对桥面设施、上、下部结构以及附属构造物的技术情况进行检查；定期检查有计划的对桥梁主体结构及附属构造物的技术状况进行周期性的检查，同时对技术状况进行评定；特殊检查是在特定的情况下对目标桥梁的技术状况进行鉴定，对导致其病害的因素、破损的程度、承载能力等进行判断。

目前，各国对桥梁定期检查的规定都不一样，我国的规定是以目测结合仪器检查进行桥梁的定期检查，周期一般为3年1次，不能超过3年，对特殊结构桥梁的定期检查则要提高到每年1次，检查时的相关技术规程要以《公路桥涵养护规范》为根据。在进行特殊检查时，需要委托有相应资质以及能力的单位进行，通过仪器设备的检测或试验结合理论分析的方法，进行桥梁缺损状况、病害原因、承载能力以及抗灾能力的评定，然后根据检查结果进行维修措施的制定。

1.2 耐久性病害

对桥梁桥梁结构进行定期检查中，在役桥梁耐久性病害的检查为重点内容，通过对各种病害机理以及原因进行分析，能够为状态的评估提供可靠的依据。混凝土结构的桥梁在设计以及施工中主要考虑冻融破坏、过劳、抗磨损、渗透性以及抗化学侵蚀性等。然而在实际的施工中，由于某种原因往往会把设计中的这些考虑忽略掉，材料的不合格、外加剂的使用常有发生，造成很多桥梁在交工不久后就出现破损。通过调查得知，常见的耐久性因素除以上设计施工中需要考虑的几点外，还有钢筋的锈蚀、碱骨料的反应、自然环境的因素（如酸雨、生物侵蚀等）以及人为、社会等其他因素。如在施工时振捣不实，钢筋分布又密，从而使得混凝土内部存在孔洞，表层混凝土顺筋胀裂不明显，而内部的钢筋已经被严重锈蚀。碱骨料的反应通常比较慢，膨胀会使表面开裂，其裂缝的形貌受钢筋限制力度影响。钢筋限制力较小时，则为杂乱的网状裂缝，有白色碳酸钙析出，且有骨料反应环生出；当钢筋限制力较大时，则为顺筋裂缝。网状裂缝在桥面板发生疲劳裂缝时也会有此表现，这种情况的病害也会有白色碳酸钙晶体析出。但碱骨料反应是整体龟裂，同时有集料反应环生成。

2 技术状况评定

2.1 相关规定

对桥梁进行评价是非常不容易的事情，要对检测来的数据进行精确的计算以及对破坏机理进行正确的分析，才能将桥梁的寿命正确估计出来。对桥梁的评定主要是对其规划使用期限内功能以及承载能力的评价，安全性、耐久性以及适用性是其内容的主要包括。桥梁的评定主要是通过桥梁定期检查得来的数据对桥梁各部件的技术状况进行综合评定，然后根据次评价确定桥梁的技术等级，制定养护措施。

目前各国对桥梁的评定都是采用对桥梁不同构件进行现场评分的方法进行。我国主要是依据《公路桥涵养护规范》进行，有桥梁各部件权重及综合评定、按桥梁部件缺损状况对重要部件的最差缺损状况评定以及按桥梁总体评定标标准进行评定三种方法。

一般评定是通过外观检查进行的，其具有很好的普及性，对基层人员进行现场评定十分方便。但其也有检查管理人员素质参差不齐、使用范围受限（只可用于定期或日常维护检查）、无法对内在结构进行检查、很难对承载能力做出评价等缺点。

除状态指数之外，桥梁技术状况的评定及养护措施的制定还要考虑健康指数和能力评价指数，以便对结构的状态、维修的经济性、交通量等做出正确评定。

2.2 承载能力评定

一般评定的方法是很难对桥梁承载能力做出评定的，在对现役桥梁进行承载力评定时，首先要对其现状进行检查，对其目前承载能力的折减或提高系数进行检算，根据检算出来的结果来确定该桥梁是不是需要进行下一步的荷载试验来确定其承载能力。如需要进行荷载试验，则要在荷载试验后根据试验的结果对其目前承载能力的折减或提高系数重新进行检算，然后还要对其结构强度以及稳定性进行校核。

当前使用的针对检算要点以及方法等方面的规定有些太过于原则，使得检算人员在对不同桥梁进行检算时，计算方法以及模式等方面的选择上有不一样的理解，从而导致检算结果出现差异，甚至相悖。此外，旧有的桥梁承载能力评定方法中，荷载试验鉴定主要是依据结构检算的结果来进行，但其对如何在在检算中运用桥梁的检查以及检测结果、如何确定检算系数取值的定量以及如何对试验结果进行评定等并没有明确的规定及方法，从而导致根据测结果计算分析的评定方法在实际中无法应用，而是需要通过程序相对复杂、费用相对昂贵的荷载试验才能对在役桥梁进行鉴定。此外，目前采用的荷载试验基本都是基于非破坏的基础上进行的，其试验结果只能是短期荷载能力的反映，并不能对影响承载能力的结构极限性能、疲劳性能、材料的强度以及耐久性等因素进行反映。因此，《公路桥梁承载能力检测评定规程》中指出，在役桥梁的承载能力要在现有评定承载能力的基础上，结合对桥梁缺损表观的检查结果、混凝土强度的检查结果以及结构模态的检查结果进行综合分析后，引入承载能力恶化系数、截面折减系数以及活载影响修正系数，才能进行结构承载能力的检算分析。这一方法对影响桥梁承载能力的因素进行了全面的考虑，使结构检算的重要性得到了强化，从理论上来讲是非常合理的，但在实际操作中，其技术难度有了很大的增加，同时还需要大量的检测工作来配合才能进行。

3 结束语

随着社会经济的不断发展，运输业的不断前进，对道路交通网络的要求也不断增加，整个道路交通网络都承受着前所未有的压力，这就使得在役桥梁，尤其是早期建设的在役桥梁其设计以及建造技术都不能符合当下的要求。为了改善这些桥梁的现状，就必须要将对其的维护、修理、加固等重视起来。对在役桥梁现状的评定、维护以及加固改造等需要有相关的技术以及管理措施进行配合，才能有效的实施。在路网桥梁维护管理中，能够提供精确的状态评定、劣化预测以及维修加固对策等是至关重要的，这关系到整个维护方案的设计以及资金投入的计算。因此，提高在役桥梁的检测水平、建立可操作的状态评定指数、加强桥梁的维护决策等有着重要的意义，是整个社会经济发展，改善人民生活水平的重要保障。

参考文献：

[1]华人民共和国行业标准.公路桥梁承载能力检测评定规程（报批稿）

[2]宋一凡.公路桥梁荷载试验与结构评定[M].北京： 人民交通出版社， 2002.