桥梁结构耐久性检测及评估指标体系分析

汤发书

（保利长大工程有限公司，广东 广州 511400）

桥梁作为交通运输的重要组成内容，其在施工和运营中受到外部荷载环境等影响，不可避免地会出现和发生各种各样的病害，其路用性能遭到损害，导致其耐久性指标受到影响而下降。为提升桥梁使用的安全性，保障其预期使用寿命，需要针对其病害展开调查预评价并采取适当的措施予以修复，最大化地发挥其预期效用[1]。桥梁的耐久性检测与评估就是对正常使用状态下的桥梁结构展开检测，评价其各个构件的运转状态，综合评价桥梁的耐久性指标，判断其在运营期内是否满足基本的安全性与适用性，预测其是否达到设计使用年限[2]。

本文主要对某桥梁工程病害作全面分析，建立与之相应的耐久性评估体系，分析其薄弱点，指导技术人员针对性地选择处理措施，将其使用寿命维持在相对合适的范围，发掘出最大化潜力提升项目效益。

一、桥梁结构耐久性检测及调查

对桥梁的关键位置一般会采用专业化技术设备检测，检测内容包括构件的外观检查、材料状态、变形情况以及荷载条件等。以我国沿海某桥梁工程为例分析，该桥梁为3m×8m钢筋混凝土空心板简支梁桥，其桥面设计宽度为12m，桩柱式桥墩设计，于2006年竣工，2018年展开耐久性检测。

（一）混凝土保护层厚度及钢筋位置检测

一般保护层厚度越小则钢筋越容易发生锈蚀，桥梁耐久也就越低。同时钢筋位置的合理与否也会产生突出影响。该工程采取Profometer5钢筋保护层测试仪来检测，内容包括钢筋直径、位置及保护层厚度。

（二）混凝土碳化深度检测与分析

混凝土碳化深度检测中，使用75%酒精及白色酚酞粉末按一定比例混合成的检测试剂完成。在混凝土的新鲜创面上喷洒，若试剂颜色由无色变为紫红色，表示碳化程度不高或未发生碳化；试剂不变色表示已发生碳化，应借助0.01mm电子测深卡尺测定碳化深度。

（三）混凝土电阻率的检测

高性能混凝土电阻率更突出，电阻率较低对钢筋难以发挥保护效果。该指标的检测比较简单，可结合实际灵活选择。

（四）混凝土中钢筋锈蚀电位检测

钢筋锈蚀电位检测中，半电池电位法比较常见。可以监测由于电化学腐蚀所导致的电位变化来大致确定钢筋锈蚀程度，但目前以定性评价为主[3]。该项目采用CANIN型钢筋锈蚀测定仪，将仪器两端分别与混凝土、钢筋相连，对于钢筋裸露的构件直接连接；对没有裸露钢筋的需要借助钢筋定位仪确定构件内钢筋分布，并定位剔凿使钢筋裸露出来，再连接仪器。需要注意，连接前应充分打磨钢筋表面消除锈迹。

（五）检测及调查结果

通过上述检测及调查，其耐久性检测结果如表1所示。

表1 桥梁耐久性检测结果汇总表

（注：表中所标注的“保护层厚度”指的是钢筋保护层厚度特征值与规定最小保护层厚度之间的比值。）

二、建立桥梁结构耐久性评估指标体系

（一）桥梁结构耐久性评估的方法

桥梁耐久性评估的主要流程归结为：在综合考虑结构各构件对耐久性的影响程度后，借助层次分析法以及变权理论等建立评价模型，完善判断矩阵，对各影响因素的定性描述转变为定量评价，建立一套具体、准确的评价方法。

（二）桥梁结构耐久性评估的层次模型

桥梁结构耐久性受复杂因素作用，主要为以下几点：

1.材料因素

主要指混凝土中骨料的碱性、级配、抗渗性等指标。

2.桥梁结构设计

主要包括钢筋保护层厚度、排水设计及附属设施建设等。

3.环境条件

湿度、温度、碳化作用强度等。

影响桥梁结构整体耐久性指标分为上部结构、下部结构及其他构件三部分。这些内容分别作为耐久性评价的子目标层，单独评价并按一定权重进行综合。大多数桥梁结构，上部结构主要指主梁；下部结构则包括桥墩、台及基础。对子目标的影响可细化为混凝土开裂、碳化及钢筋锈蚀等，这是耐久性评价最为基础的指标层。

（三）桥梁结构耐久性评估及结果分析

1.基于规范评估桥梁

根据《公路桥梁技术状况评定标准》评估，得出评定结果如表2所示。

表2 桥梁技术状况评定结果

表2中评定结果显示，该桥梁评估等级为二类。检测中发现该桥梁支座病害十分严重，但在评估总分中没体现出来，对表征桥梁结构整体状态十分不利。按照规范要求耐久性评价忽略了氯离子含量影响。

2.桥梁结构耐久性评估

根据桥梁结构耐久性评估标准，以上部承重构件、下部承重构件和其它部件三部分作为耐久性影响因素，其评价指标分为多个层次，总目标层为桥梁结构耐久性评估；一级指标层分为：上部承重构件、下部承重构件、其他部件；上部承重构件的指标层中钢筋锈蚀、混凝土裂缝、碳化深度、混凝土破损、保护层厚度、混凝土质量评估分数分别为94.7、93.75、95.65、100、100、100；下部承重构件评估分数分别为57.6、80、95.03、100、100、100；其他部件的指标层中桥面铺装状况、上部一般构件、支座状况、排水状况、伸缩缝状况评估分数分别为91.7、98.2、49.7、95、91.3。

根据评估得分可见，桥梁结构耐久性评估方法能够细化到影响桥梁耐久性的各个因素，按照相应标准计算，具有很强的适应性和可行性。借助这一评估方法，管理人员能够对桥梁的耐久性做到量化把控，清晰、准确地掌握桥梁运营中存在的各个问题，以指导后续的养护工作。

三、结语

桥梁结构耐久性作为影响桥梁使用性能与寿命的关键，其检测结果直接影响后续维护运营。为提升评价结果的可靠性与真实性，耐久性指标需要不断深入研究并基于工程实际进行调整；同时要关注检测技术、设备的更新迭代，基于高新技术成果与时俱进地革新，尤其是应结合影响桥梁结构耐久性的指标，提升评价体系的科学性。本文提出的评价方法充分考虑了各项因素，并基于影响层次进行了加权评价，有着较好的应用效果。