城市桥梁技术状况评定方法浅析

李小国，黄炜煜，杨可可

(1.岳阳市规划勘测设计有限公司，湖南 岳阳 414000；2.湖南省水利水电职业技术学院，湖南 长沙 410131)

0 引言

随着我国交通基础设施投资规模的不断扩大和城市化进程的不断推进，我国城市桥梁建设发展突飞猛进，结构新颖、造型美观的各类桥梁也日渐增多。在城市桥梁建设获得长足进步的同时，部分建造年代久远的桥梁原设计标准低、结构构件劣化，使用功能下降，且突发的地质气候灾害、交通车流量急剧增大、集装车辆超载导致桥梁产生各类病害，并日趋严重[1]。如何及时检查桥梁病害、发现异常现象，依据评估标准正确检定结构物的实际损伤程度，客观评价桥梁的实际承载能力，从而采用合理的维修加固方法，已成当前工程技术人员亟待研究的重要问题[2]。

在桥梁技术的评估研究方面，各国依据实际情况，研究制订符合本国的评估规范标准。基本原理差异不大，多采用结构分级的方法。评估内容一般包括使用功能状况、结构缺损状况、实际承载能力、重要性等方面。目前我国城市桥梁的技术状况评估标准主要依据为《城市桥梁养护技术规范》(CJJ 99-2003)[3]，规范中的评估方法以结构状况评估为主，本文中选择一座中承式混凝土拱桥进行技术状况评估，为我国城市桥梁技术状况评估的修订提供有益参考。

1 规范评估体系

CJJ99-2003根据桥梁在城市中的重要性，将桥梁分为五类养护等级。Ⅰ类养护的桥梁和Ⅱ～Ⅴ类养护的桥梁分别采用两种不同的评估方法：Ⅰ类养护的桥梁按其完好状态直接分为合格级和不合格级；Ⅱ～Ⅴ类养护的桥梁采用分层加权法，根据评估结果将桥梁的技术状况分为A～E五个等级。

将桥梁结构按照如下顺序进行分级：“全桥→三个部位→十五个部件→每个构件”四个层次，在各部位和部件的分级中采用固定的权重值，具体构件中损坏类型的权值参照经验公式：ωij=3μ3-5.5μ2+3.5μ计算得出。可参照文献[3]中4.5.2由最底层构件开始计算，逐层加权综合得到上层直至到全桥的技术状况指数BCI[4][5]。

2 中承式混凝土箱型拱桥评估实例

2.1 桥梁概况

某桥梁跨径为80 m的中承式混凝土箱型拱桥，该桥设计荷载为汽车-20级、挂车-100，矢跨比为1/3，悬链线拱轴线，拱顶设有一道横撑相连。拱肋采用C40混凝土箱拱，混凝土桥面板与3道纵向肋梁和横向系梁为整体现浇，U型桥台。养护等级为城市桥梁Ⅰ级。

2.2 技术状况检测

(1)桥面系：全桥桥面有多处交错裂缝，网裂面积约占全桥总面积的2%；第3跨右侧行车道有1处开裂破损，A=1×0.8 m2；伸缩缝有泥沙堵塞，橡胶条老化，2#伸缩缝保护带开裂，最大缝宽为2 mm；个别护栏破损露筋。

(2)排水系统：全桥有12个泄水孔，8个泄水孔堵塞，部分泄水孔设置不合理，雨水侵蚀梁底。

(3)栏杆、护栏：上游侧护栏有1处破损露筋，下游侧护栏有2处破损露筋。

(4)混凝土箱拱：总体状况良好，2#主拱圈1#拱脚处左、右两侧各有1处胀裂露筋，A1=0.1 m2、A2=0.4 m2。

(5)吊杆：2#拱肋2#吊杆不锈钢护套开裂，1#拱肋1#吊杆下部混凝土防水护筒开裂。

(6)现浇桥面板：桥面板技术状况良好，未见明显病害。

(7)纵向肋梁：纵向肋梁为刚性系杆，全部纵向肋梁多处竖向裂缝，最大缝宽为0.18 mm，且1-1#、1-3#纵梁在5#立柱顶部发生梁体断裂、露筋。

(8)横向系梁：全部横向系梁多处竖向裂缝，最大缝宽为0.22 mm。

(9)立柱：个别立柱有局部破损露筋，程度较轻。

(10)下部结构：总体技术状况良好，未见明显病害。

(11)其它：标线模糊，灯具完好。该桥未设置支座、桥墩、锥坡护坡和调治构造物。

2.3 技术状况评估

根据CJJ 99-2003规定，吊杆拱桥属于特殊结构桥梁，按照其中的4.5.3条“上部结构有落梁和脱空趋势或梁、板断裂”时，可直接评定为不合格级桥。由于该桥1-1#、1-3#纵梁断裂，影响桥梁结构的安全，桥梁技术状况等级评定为“不合格级”，应立即修复。

2.4 按照公路桥梁技术状况评定标准(JTG/T H21-2011)[6]评估

JTG/T H21-2011中按不同桥型进行桥梁评定分类，并对不同桥型的部件进行细化；根据不同桥型的部件类型制定评定细则，细化评定指标并提出量化标准，改进桥梁技术状况的评定模型。上述中承式混凝土箱型拱桥中没有设置某些构件时，根据此构件隶属于上部、下部构件或桥面系关系，将此缺失构件的权重分配给其它部件，参照文献[6]中表4.2.2.3可得下页表1。

全桥技术状况等级评定时，参考文献[6]中4.1.8条，因该桥的主要部件纵梁存在多处裂缝，且有1-1#、1-3#纵梁断裂，评分达到5类且影响桥梁安全，可按照桥梁主要部件最差的缺损状况评定，所以该桥的总体技术状况评分Dr为37.51，为5类桥梁。

对比JTG/T H21-2011，组合式拱桥在CJJ 99-2003中为特殊结构桥梁，规范CJJ 99-2003缺乏对组合式拱桥的具体评估内容，无法直接详细表现桥梁结构各组成部分的技术状况，评估结果受主观因素影响较大。

表1 某中承式混凝土箱型拱桥评估结果表

3 规范中其它不足

3.1 评估方法的适用性

CJJ 99-2003对Ⅰ类和Ⅱ～Ⅴ类桥梁采取不同的评估方法，分类方法值得商榷。其中Ⅱ～Ⅴ类桥梁的评估采用分层加权法，部件划分细化，但上部结构只列出几种常见梁，评定模型仍然不够完备适用。对于Ⅰ类桥则依据结构损伤程度和是否影响桥梁安全，直接评定为合格与不合格等级，无法直观准确反映桥梁整体及部件的技术状况，评估方法受主观因素影响较大。

3.2 构件缺损状况及扣分标准

对Ⅱ～Ⅴ类桥梁CJJ 99-2003给出了较详细的构件缺损分类和扣分标准，但规范中的部分缺损扣分值存在不合理性，如桥面铺装“坑槽”损坏程度无论大小，扣分值均为65分。上部结构PC或RC梁式构件中梁体下挠为“轻微”时扣分值为40分，而梁体由于受力而产生的裂缝为“明显”时扣分值为35分。

3.3 未设置的桥梁构件评分

当桥梁没有设置某构件时，规范中没有适用的处理方法，如规定权重分配给其它部件处理方法，因而不同的检查人员可能得到不同的评估结果。

3.4 不合格桥和D级桥梁单项评定指标

CJJ 99-2003中规定当出现第4.5.3条和附录D评分等级、扣分表中16种构件“*”损坏类型时，Ⅱ～Ⅴ类桥梁不再分层加权评估而直接评定为D级桥，使得Ⅱ～Ⅴ类桥梁损坏程度可能达到E级而只能止于D级，不能准确评估桥梁的技术状况；Ⅰ类养护桥梁直接评定为不合格桥梁，不能详细得出桥梁结构各组成部分的技术状况。

4 结语

本文介绍了CJJ 99-2003中桥梁技术状况指数的计算方法，对一座中承式混凝土拱桥分别按照城市桥梁养护技术规范和公路桥梁技术状况评定标准进行了技术状况评估，最后从评估方法的适用性等几方面分析规范CJJ 99-2003的不足之处，并提出以下几点建议：(1)规范附录D中可适用评估的桥型不够全面。例如“钢-混”组合式桥梁和钢管混凝土拱桥在城市中应用比较广泛，但规范中缺少相应的评估内容，应以现有规范为基础，对其它未列入规范中的桥型开展相关研究。(2)规范中对构件的划分较为粗糙，对各类病害的描述以文字为主，部分病害程度划分不合理，应以现有规范为基础，不断积累资料和经验，根据不同桥型完善详细的评估细则。(3)对Ⅰ类和Ⅱ～Ⅴ类桥梁采取不同的评估方法，分类评估方法有待研究改进。依据构件局部严重病害采用直接评估方法，规范CJJ 99-2003中该方法有局限性，使得有些可能达到E级的桥梁在评估时只能止于D级，不能准确反映桥梁的实际技术状况。建议对其进行相关的修订，以免当某些主要构件出现严重影响结构安全的病害，桥梁整体技术状况评估还较好时，造成实际危险程度被覆盖。

[1]石川一美.日本道路桥梁的性能评价及检测技术[C].第七届全国建筑物鉴定与加固改造学术会议论文集，2004.

[2]于晓光.国内、外桥梁养护检测规范对比[J].世界桥梁，2012，42(2)：59-62.

[3]CJJ 99-2003，城市桥梁养护技术规范[S].

[4]陈宝春，余印根.公路与城市桥梁技术状况评估方法对比分析[J].中国公路学报，2013，26(3)：94-100.

[5]黄卿维，余印根，韦建刚，等.钢管混凝土拱桥技术状况检查与评估[J].建筑科学与工程学报，2011，28(3)：34-39.

[6]JTG/T H21-2011，公路桥梁技术状况评定标准[S].