钢便桥安全评估及养护管理要点研究

李成财

（中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江杭州 311122）

钢便桥是为满足道路通行需要修建的临时性桥梁，具有架设快捷、载重量大、适应性强等特点。通车运行后，随着时间的推移，钢便桥易出现螺母螺栓松动、钢材生锈、钢管桩沉降、桥面铺装损害等问题。相关问题会带来安全隐患，需要对钢便桥进行定期检测，评估其结构的安全性，及时发现问题并解决，保证钢便桥在运营期间安全运行。

1 钢便桥评估方法研究

目前，用于评估桥梁状况的规范主要包括《公路桥涵养护规范》（JTG H11—2004）、《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG/T 21—2011）及《城市桥梁养护技术标准》（CJJ 99—2017）[1]等。在总结与分析前期研究的基础上[2-3]，《城市桥梁养护技术标准》（CJJ 99—2017）是评估钢便桥结构安全的有效方法，其结合钢便桥主要病害，梳理并提取了钢便桥密切相关的损坏评价要素，具有较高的适用性和可操作性。

采用状况指数BCI表征桥梁结构的完好状态，使用结构指数BSI表征桥梁不同组成部分的最不利单个要素的结构状况，基于层次分析法，分别对桥面系、桥梁上部结构、桥梁下部结构及桥梁整体状况等进行分析。

2 桥面系评估

用状况指数BCIm表示桥面系的技术状况，用结构指数BSIm表示桥面系结构状况。BCIm和BSIm的计算：

式中：DPhi——第h类要素第i项损坏的扣分值；ωhi——第h类要素中第i项损坏的权重；MDPh——第h类要素中损坏的总扣分值；ωh——第h类要素的权重。

钢便桥桥面系评估要素主要有桥面铺装、桥头平顺、伸缩装置、排水系统、人行道、栏杆或护栏等，其对应常见损坏主要为坑槽和坑洞；桥头沉降和螺帽松动；缝内沉积物阻塞和伸缩缝处异常声响；泄水管阻塞和桥面积水；网裂；松动错位和丢失残缺等。此外，还需要考虑钢便桥桥上交通信号、标志、标线、照明设施有否腐蚀、老化、缺损等。

3 上部结构评估

用状况指数BCIs表示上部结构的技术状况，用结构指数BSIs表示上部结构的结构状况，上部结构的技术状况需逐跨进行。

BCIs和BSIs的计算：

式中：DPijk——第i跨上部结构中第j类构件第k项损坏的扣分值；ωijk——第i跨上部结构中第j类构件第k项损坏的权重；SDPij——第i跨上部结构中第j类构件的损坏的总扣分值；BCIsi——第i跨上部结构的技术状况指数；ωij——第i跨上部结构第j类构件的权重；b——桥梁跨数。

钢便桥上部结构评估要素主要有钢结构物和横向连接，其对应的常见损坏有油漆剥落、锈蚀、焊缝裂纹或开裂、铆钉损失、螺栓松动、连接件脱焊松动；连接件断裂、梁体异常振动等。

4 下部结构评估

用状况指数BCIx表示下部结构的技术状况，用结构指数BSIx表示下部结构的结构状况，下部结构的技术状况应逐墩（台）进行。

BCIx和BSIx的计算：

式中：DPjkl——第j号墩（台）下部结构中第k类构件第l项损坏的扣分值；ωjkl——第j号墩（台）下部结构中第k类构件第l项损坏的权重；SDPjk——第j号墩（台）下部结构中第k类构件的总扣分值；BCIxj——第j号墩（台）下部结构技术状况指数；ωjk——第j号墩（台）下部结构中第k类构件的权重；b——桥梁跨数。

钢便桥下部结构评估要素主要有桥墩（台）和基础，其对应的常见损坏有桥墩（台）与基础有无滑动、倾斜、下沉、冻拔等；台背填土有无沉降、裂缝、挤压、隆起等；钢管桩及横向连接有无锈蚀，防腐油漆有无剥落、隆起、变色等，焊缝有无开裂，铆钉和螺栓有无松动、损坏或丢失等；扩大基础地基有无侵蚀；桩基顶段在水位涨落、干湿交替变化处有无冲刷磨损等。

5 钢便桥整体状况评估

根据钢便桥桥面系、上部结构和下部结构的技术状况指数，钢便桥整体技术状况指数BCI计算：

式中：ωm——桥面系的权重；ωs——上部结构的权重；ωx——下部结构的权重。

钢便桥完好状况评估标准如表1所示。

表1 钢便桥完好状况评估标

6 钢便桥养护要点分析

钢便桥养护指为了确保钢便桥始终处于正常工作及安全运营状态，对其进行的检查、检测、评估、保养维修及档案资料与安全防护管理等工作。科学的钢便桥评估是开展养护工作的基础，损害要素把控是否得当、检测人员素质高低等是影响评估结果的关键因素。

合理的检测与养护周期是持续掌握钢便桥状态、及时修复桥梁损坏、保证其结构安全的重要条件。需要对钢便桥的重点损害监测、养护团队建设、养护体系建立等管理工作要点高度关注。

6.1 重点损害监测，及时发现病害

钢便桥重点损害主要包括易出现的损害以及对结构安全影响大的损害，如沥青路面破损、桥面系坑槽坑洞、人行道护栏断裂、钢结构物螺栓锈蚀及松动变形等。钢便桥病害的早期表现较为轻微，在日常的管养工作中有针对性地关注重点部位损害，能够及时发现问题、分析问题、解决问题，阻断损害发展、降低养护成本。

在钢便桥管养工作中，应当明确日常养护及定期养护的重要位置和工作内容，及时对易发生损害和桥梁最大受力点等关键部位进行检查与养护，保证其结构安全与正常运行。还需要将与常见损害密切相关的要素纳入监控范围，如监控过桥车辆吨位、监控大件运输等，以便将管养工作前置，降低不良外界因素对桥梁的影响。

6.2 养护团队建设

钢便桥养护工作需要做到日常化、精细化、科学化，即需要根据钢便桥的特性与具体情况，结合相关规范与标准，研究并采取合理的检测、评估及养护手段，为钢便桥安全运行提供保障。

钢便桥检测是否全面精细、桥梁养护是否及时有效，与养护团队密切相关。高素质的养护团队是保证钢便桥养护工作顺利开展的关键因素，应注重养护人才队伍建设。

（1）将钢便桥养护的专业培训融入养护管理人员的日常工作中，进一步增强其知识储备、提升其业务能力，并注重对实践经验的借鉴与总结。

（2）钢便桥的日常检测与养护工作在一定程度上存在重复性与烦琐性，容易使养护人员产生懈怠与敷衍心理，应做好质量教育、完善监督机制，落实检测养护责任制，将提升养护人员内部认知与加强外部监督相结合，进一步提升养护人员的综合素质。

6.3 养护体系建立

钢便桥养护包括损害检测、钢便桥评估、保养维修、安全防护、档案资料管理等多项工作，需要建立合理的养护体系，确保各项工作落实到位、衔接有序。

（1）在研究规范与实际状况的基础上，形成简明适用的指南或手册，做好交底，明确钢便桥养护的重点损坏部位、检测养护周期、保养维修工作关键点等。

（2）建立包含钢便桥基础信息、病害及损坏、历史养护数据等资料的档案库，确保各信息全面真实、方便取用，以便为后续养护工作的开展提供参考与支撑。

（3）利用信息化手段，如运用实时监测系统、BIM平台等，进一步增强损害检测的实时性、钢便桥评估的科学性，探索各病害产生、发展与变化的特点及规律，提高钢便桥养护与管理水平。

7 结语

综上所述，钢便桥运营期间安全检测难度高、涉及面广，应当坚持“预防为主，防治结合”的原则，以承重部位为重点，加强日常巡查及全面养护。应进一步应用现代传感器、通信、计算机及网络技术，优化组合结构监测、综合报警、数据分析处理、结构评估等功能，实时监督与检测钢便桥在环境、荷载等因素作用下的结构响应，为科学管理提供依据，保证钢便桥安全运营、延长其使用寿命。