公路桥梁技术状态评估及养护对策

发布时间：2022-10-05 10:07 热度：

　　摘要：公路交通的发展是国家经济水平提高和综合实力增强的一个重要标志，近年来，随着我国经济实力的增强，公路基础设施建设不断发展，公路桥梁的数量也相应增加。同时，原有公路网上的桥梁由于交通载荷、自然环境等的影响，性能劣化，需要维修与养护。
　　关键词：桥梁；技术状态评估；养护
　　
　　一、 公路桥梁技术状态评估的意义
　　过去的十几年中，中国开展了全球最大规模的公路基础设施建设，桥梁技术得到快速发展。公路基础建设的发展为我国经济的腾飞做出了重大的贡献，但是，很多的桥梁服役了相当长的时间，由于交通荷载和自然环境等的影响，发生了程度不同的结构性或功能性损坏，急需维修养护。桥梁技术状态评估是利用桥梁检测所得到的信息，对桥梁的缺损、承载能力、服务水平等所作的一项综合评定。在桥梁的整个生命周期内进行定期的状态检测评估尤为重要，这样可以确保：（1）桥梁是否处在健康运营状态；（2）桥梁退化速度是否过快；（3）是否存在影响公众安全的明显缺陷。目前我国管理部门对新建桥梁进行竣工验收，以后就转入维护。只有当桥梁发生明显缺陷时，才进行状态评估。而桥梁从出现病害到转变为更大的事故的时间往往很短，所以对桥梁技术状况进行经常性评估对桥梁管理人员来说是一项很重要的任务。如四川綦江大桥桥面出现突然断裂，可能和管理人员无法检查到吊桥的缺陷有关，结果导致重大事故的发生。因此，桥梁管理部门需要根据桥梁技术状况评估，及时了解桥梁的安全性能，根据实际情况安排桥梁养护、维修、改建等工作，保证桥梁结构的安全使用，从而保证整个交通网络的正常畅通。
　　
　　二、 公路桥梁技术状态评估的方法
　　当前，各种评估方法和评估理论已基本都被尝试应用于桥梁结构技术状态的评估中，并且都相应的建立了桥梁结构的评估模型，但总的来说目前桥梁评估的方法大致分为：
　　1、基于外观调查的综合评定法
　　常规综合评估方法对研究工作的开展起到了很好的奠基作用，是目前既有桥梁评估应用中的主流。但对于很难用定量的方法描述的事物，该方法的可靠性和评估精度容易受参评人员主观因素影响。
　　2、基于人工智能（神经网络，模糊理论等）的评估
　　模糊综合评估方法是借助模糊数学的一些概念，对实际问题进行综合评估的方法。模糊综合法以模糊数学为基础，应用模糊关系合成的原理，将一些边界不清、不易定量的因素定量化进行评估。模糊综合评估法较好地解决了事物的模糊性与算法的确定性这一矛盾，能很好地反映客观事物的本质，但是，如何选择模糊运算法则，如何合理确定隶属函数形式等问题还不可能得到根本解决。
　　3、基于可靠度的评估方法
　　目前可靠度理论在桥梁技术状态评估中的应用尚处于初级阶段，重点放在桥梁承载能力评估方面，对于构件的失效评估能较好实现，但对于整体结构的失效评估尚不成熟，对于结构失效模式的确定也还有待进一步研究。
　　4、基于分析计算的评估方法
　　这种方法的分析过程类似于新桥设计，它根据对现有结构的无损检测，按实测的结构材料性能值和几何尺寸值以及实际的荷载情况对结构的抗力模型、荷载模型进行修正，然后对结构进行承载能力和正常使用极限状态进行验算，由验算结果判断结构的技术状况。这种方法由于涉及的模型参数较多且通过常规的检测手段难以获取，另外，它还需要建立复杂的数学模型，因此对较重要的或有特殊要求的结构才采用这种方法。
　　5、基于荷载试验的评估方法。
　　基于荷载试验的评估方法是指对桥梁进行现场荷载试验，获知桥梁结构的各种响应，再结合理论分析手段，对试验桥梁进行识别，从而来评定桥梁的实际承载能力状况。根据荷载的性质可以分为静态荷载试验和动态荷载试验，他们分别获得静态响应和动态响应方面的数据。将荷载试验的结果与理论值进行比较，即可得到相关的校验系数，然后即可得到桥梁的承载能力状况。由于荷载试验费用昂贵，将之用到公路网的众多桥梁上，费用巨大，此外，荷载试验还具有一定的破坏性，可能使潜在的病害加剧，因此，往往只对路网上的个别或少数桥梁进行荷载试验。
　　基于人工智能和可靠度的评估方法被认为是下一代桥梁评估方法，但由于研究时间比较短，且需要大量的桥梁样本数据，应用到桥梁管理系统并非易事。基于分析计算的评估方法所需的模型参数难以获取且需要建立复杂的数学模型，应用起来较为困难。基于荷载试验的评估方法费用昂贵，将之用到公路网的众多桥梁上，费用巨大，不大可能。因此，目前桥梁管理系统中大多应用基于外观调查的综合评定法。
　　
　　三、 公路桥梁养护对策
　　根据公路桥梁技术状态的评估，要对桥梁的不同情况采取一定的养护对策，由于桥梁缺损状况比较复杂，工程实践中依据多年来养护工作实施的经验，针对桥梁状况、材料、施工习惯及环境条件，己经形成了多种桥梁养护对策。为便于系统合理分配资金，需对这些养护对策进行归纳和分类。在归纳时，既要照顾到目前常用的对策，又要注意到各种对策与典型的桥梁状况相结合。桥涵构造物的养护，首先应使原结构保持设计荷载等级的承载要求及设计交通量的通行要求。根据交通发展的需要，对适应性不能满足的桥梁，应采取提高承载力、加宽、加长、基础防护等改造措施来提高承载能力和通行能力。具体的措施包括：正常保养，小修、中修、大修或改造、改建或重建。
　　
　　小结
　　公路基础建设的发展为我国经济的发展做出了巨大的贡献，同时，公路桥梁的管理和养护也需要耗费大量的技术和财力，如何在经济性和安全性之间取得最佳平衡是一个非常棘手的问题，怎样最大限度的挖掘我国既有桥梁结构的承载潜力，进而取得最好的经济效益是摆在专家学者和工程师们面前的紧迫任务。如何对在役桥梁结构状态做出准确评估，不仅是桥梁管理与养护部门进行养护决策的依据，亦是桥梁建设可持续发展的一个重要组成部分和关键技术之一。
　　
　　参考文献：
　　[1]张劲泉，李万恒，任红伟，程寿山等，公路旧桥承载力评定方法及工程实例[M]，北京:人民交通出版社，2007