《公路桥梁技术状况评定标准》理解与应用
2015-08-02于凤
于 凤
(1.河北省交通规划设计院试验检测室(河北瑞志交通技术咨询有限公司);2.河北省道路结构与材料工程技术研究中心)
1 背 景
《公路桥涵养护规范》(JTG H11-2004)(以下简称《规范》)颁布执行以来,在指导我国公路养护管理工作中发挥了很大的作用。近些年来,我国公路建设得到迅猛发展,为了适应新形势的要求,交通部组织有关单位将《规范》中的第三章第五节桥梁评定内容编写为《公路桥梁技术状况评定标准》,单独成册。
《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG/T H21—2011)(以下简称《标准》)作为公路工程行业的推荐性标准于2011年9月1日起施行。作为推荐性标准是由于《规范》仍在执行,该《规范》中桥梁评定的内容并没有作废,即《规范》中的评定方法与《标准》中的评定方法在一段时间内是可以同时存在的,但推荐使用《标准》对桥梁状况进行评定。
2 《规范》的不足
《规范》采用考虑各部件权重的综合评定法或按照桥梁技术状况评定标准表,对桥梁技术状况进行评定。该评定方法简单实用,可以借助个人经验对桥梁进行评定,但是评定结果受评定者知识水平高低影响较大,不同单位、不同人员在评定过程中对病害程度的掌握不同,造成评定结果可能相差较大。通过多年的桥梁定期检查和技术状况评定工作,发现《规范》还存在几点不足之处:
(1)没有按桥型进行分类,也没有按不同桥型划分部件,所有桥型均采用一种方法、一种权重进行评定,缺乏对桥型的考虑。
(2)评定分数界限的规定不合适,导致评定分级下限偏低。因此在实际定期检查评定工作中,大部分的四类、五类桥都是采用最差部件评定法及专家评估法评定出的结果,很少有采用综合评定法评定出四类、五类。
(3)实际工作中当存在某座桥梁没有设置部件,如单跨桥梁无桥墩、部分桥梁无伸缩缝或人行道等类似情况,评定计算中未进行权重的重新分配,造成评定分数偏高。
3 《标准》的特点
《标准》相对《规范》有以下特点:
(1)分类评级:针对不同结构型式将桥梁分为梁式桥、拱式桥、悬索桥和斜拉桥4 类,对不同桥型又划分了不同的部件,如梁式桥有16 类部件,悬索桥有19 类部件等。
(2)指标细化量化:根据不同桥型的部件类型制定评定细则,将评定指标进行细分并提出量化标准。
(3)单项控制指标:提出5 类桥梁技术状况单项控制指标,桥梁符合5 类桥单项控制指标则桥梁总体技术状况直接评定为5 类。
(4)评定模型细化:改进桥梁技术状况的评定模型,先对桥梁各构件进行评定,然后对桥梁各部件进行评定,再对桥面系、上部结构和下部结构分别进行评定,最后进行桥梁总体技术状况的评定。
4 《标准》评定方法
(1)公路桥梁技术状况评定包括桥梁构件、部件、桥面系、上部结构、下部结构和全桥评定。公路桥梁技术状况评定应采用分层综合评定与5 类桥梁单项控制指标相结合的方法,先对桥梁各构件进行评定,然后对桥梁各部件进行评定,再对桥面系、上部结构和下部结构分别进行评定,最后进行桥梁总体技术状况的评定。
5 类桥单项控制指标具有最高优先级别,若桥梁满足5类桥单项控制指标中的任意一项,那么全桥直接评定为5 类桥。若不满足5 类桥单项控制指标则采用分层综合评定法进行评定,在分层评定过程中应考虑《标准》中第四章的4.1.7 的特殊情况处理及4.1.8 中的最差部件评定法。
(2)当单个桥梁存在不同结构形式时,可根据结构形式的分布情况划分评定单元,分别对各评定单元进行桥梁技术状况的等级评定。然后以技术状况等级评定结果最差的一个评定单元作为全桥的评定结果。
(3)由于不同构件对桥梁技术状况的影响程度不同,将桥梁部件分为主要部件和次要部件。主要部件中的构件分数在(0,40)区间时,部件的分数取最差构件的得分值。当主要部件评分达到4 类或5 类且影响桥梁安全时,可按照桥梁主要部件最差的缺损状况评定。主要部件的判断影响到桥梁的技术状况评定工作,对是否能够正确评定桥梁的技术状况起着重要的作用。
5 《标准》和《规范》的对比
(1)评定方法。
表1 《标准》和《规范》评定方法比较表
(2)评定顺序。
表2 《标准》和《规范》评定顺序比较表
(3)评定等级分类界限。
表3 《标准》和《规范》评定等级分类界限比较表
6 评定软件的开发与应用
由于不同桥型所包含的部件名称、数量以及各部件的权重不同,因此针对不同桥型,在对《标准》深入理解的基础上,利用Microsoft excel 函数公式编制开发了不同桥型的桥梁技术状况评定计算软件,方便、实用,大大提高了评定工作的效率。该软件编制总的指导思想是,按照桥梁技术状况评定由构件——部件——结构——全桥四步走的方法,分步进行设计编制。该软件主要包括四种若干个工作表。第一种(个)构件数量,第二种(个)是构件评分,第三种是各部件评分计算表,第四种是结构及全桥评定计算表。具体评定时,以梁式桥为例进行说明。
第一步:在构件数量表(如图1)中,填写各部件的构件总数,若某个部件未设置,则在该处填写0,软件对未设置的部件自动在既有部件中将其权重进行重新分配。《公路桥梁技术状况评定指南》中规定了不同结构型式桥梁的构件划分原则,在进行桥梁技术状况评定时,参照执行。
图1 构件数量表
第二步:在构件评分表中,填写病害构件的评定标度,软件自动计算构件评分。
第三步:在某部件评分表中,填写相通或类似构件病害的评分分值及该分值的数量,所有病害构件评分和相应数量填写完后,软件自动计算该部件评分。
第四步:所有部件评定完后,在结构及全桥评定计算表(如图2)中,软件自动引用各部件评分,并计算结构及全桥评分,得出相应的技术状况等级。
图2 结构及全桥评定计算表
我们对近几年通车运营的某高速公路桥梁进行定期检查后,依据《标准》采用该软件进行了全线桥梁的技术状况评定。评定结果与上一年度依据《规范》进行评定相比:一类桥数量急剧减少,二类桥大量增加,三类桥有少量增加。
7 问题及建议
通过对《标准》的应用发现,依据《标准》对桥梁技术状况进行评定时,部件等级的确定不仅与构件病害程度有关,还与构件数量有直接关系。对于同样数量、同样程度的病害,构件数量较多的部件等级有可能轻于构件数量较少的部件,必然影响到全桥的评定等级。特别是上部结构为整体现浇形式的桥梁,其评分和等级明显低于预制结构的桥梁。
在进行构件评定时,某些病害如梁式桥上部结构渗水等在《标准》中未设置相关评定指标,只能参照碳化评定指标去扣分。建议在修订时将梁式桥上部结构渗水等的评定指标考虑进去。
高速公路部分通道的桥台竖向贯通裂缝且宽度超过限值,但对桥梁结构影响较小,但桥台由于构件数量只有2 个,若桥台还存在渗水或剥落等其它病害,很容易将桥台部件评到四类甚至五类,全桥的评分和等级也将受到影响。建议在修订时考虑桥台的评定指标是否可以进行适当调整。
[1]公路桥涵养护规范(JTG H11-2004)[S].人民交通出版社,2004.
[2]公路桥梁技术状况评定标准(JTG/T H21-2011)[S].人民交通出版社,2011.
[3]郑建交.公路桥梁技术状况评定标准(JTG/T H21-2011)与04 版桥涵养护规范的差异与不同[S].中国水运,2012,12(11).
[4]刘国金.公路桥梁技术状况评定标准浅析[J].北方交通,2012,(10).
[5]耿超.浅析新老规范桥梁技术状况评定方法[J].公路交通科技,2012,(7).