橋梁技術(shù)狀況評(píng)估分析及養(yǎng)護(hù)決策

1、橋梁技術(shù)狀況評(píng)估分析及養(yǎng)護(hù)決策摘要：橋梁是交通動(dòng)脈的咽喉，它的運(yùn)營(yíng)狀況關(guān)乎經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活。橋梁技術(shù)狀況評(píng)估及橋梁養(yǎng)護(hù)決策系統(tǒng)的研究在許多發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)比較成熟，而在我國(guó)還處于發(fā)展階段。橋梁養(yǎng)護(hù)決策和管理系統(tǒng)的研究對(duì)于確保通過(guò)科學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)確定養(yǎng)護(hù)對(duì)策，延長(zhǎng)橋梁使用壽命，保證橋梁的安全運(yùn)營(yíng)具有重要意義。關(guān)鍵詞：橋梁技術(shù)狀況評(píng)估；方法；橋梁養(yǎng)護(hù)決策abstract: bridge is the throat of traffic, whose operation conditions relates tor economic development and peoples life. whil

2、e the bridge technology assessment and the decision system research of bridge maintenance has been mature in many developed countries, it still in the development stage in china. bridge maintenance decision and management system research has important significance for prolonging the service life and

3、 ensuring the safe operation of bridge by the scientific, reasonable and economical maintenance measures.key words: bridge technology assessment; method; bridge maintenance decision中圖分類(lèi)號(hào)：k928.78文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：2095-2104（2012）一、橋梁技術(shù)狀況評(píng)估的意義所謂評(píng)估，就是評(píng)價(jià)、估計(jì)某一事物的價(jià)值或優(yōu)劣。對(duì)橋梁工程，有文獻(xiàn)認(rèn)為橋梁評(píng)估就是“評(píng)定承載能力、確定材料強(qiáng)度或?qū)Y(jié)構(gòu)條件的分類(lèi)”。在

4、英國(guó)近年頒布的橋梁評(píng)估文件中，定義評(píng)估是“調(diào)查并依據(jù)規(guī)定的車(chē)輛荷載等級(jí)確定結(jié)構(gòu)的承載能力”。由于橋梁評(píng)估涉及的范圍廣、因素多，在對(duì)其內(nèi)涵的理解上，往往有所偏重，如有的把評(píng)估的重點(diǎn)放在橋梁承載能力方面，有的放在耐久性方面等。一種較為全面的定義是：橋梁評(píng)估就是利用特定信息，分析既有橋梁可靠性并為使橋梁保持一定水平的可靠性而做出相應(yīng)工程決策的過(guò)程。目前我國(guó)管理部門(mén)對(duì)新建橋梁進(jìn)行竣工驗(yàn)收，以后就轉(zhuǎn)入維護(hù)。只有當(dāng)橋梁發(fā)生明顯缺陷時(shí)，才進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估。而橋梁從出現(xiàn)病害到轉(zhuǎn)變?yōu)楦蟮氖鹿实臅r(shí)間往往很短，所以對(duì)橋梁技術(shù)狀況進(jìn)行經(jīng)常性評(píng)估對(duì)橋梁管理人員來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)很重要的任務(wù)。因此，橋梁管理部門(mén)需要根據(jù)橋梁技術(shù)狀況

5、評(píng)估，及時(shí)了解橋梁的安全性能，根據(jù)實(shí)際情況安排橋梁養(yǎng)護(hù)、維修、改建等工作，保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全使用，從而保證整個(gè)交通網(wǎng)絡(luò)的正常暢通。二、橋梁技術(shù)狀況評(píng)估的具體方法對(duì)既有橋梁的評(píng)估已經(jīng)引起世界性的關(guān)注。自 80 年代起，在一些工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，橋梁工程的重點(diǎn)已經(jīng)逐步轉(zhuǎn)向既有橋梁的養(yǎng)護(hù)維修、鑒定評(píng)估和加固改進(jìn)方面，并已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。近年來(lái)，我國(guó)也在積極開(kāi)展橋梁評(píng)估方面的研究工作，逐步積累資料和經(jīng)驗(yàn)。具體評(píng)估方法如下：1、橋梁技術(shù)狀況綜合評(píng)估。橋梁技術(shù)狀況綜合評(píng)估主要是通過(guò)有經(jīng)驗(yàn)的橋梁技術(shù)人員對(duì)既有橋梁定期檢查，從橋梁各分部結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的材料缺陷、裂縫、變形、位移等損傷或缺陷的嚴(yán)重程度，及定性和定量

6、檢查結(jié)果對(duì)橋梁質(zhì)量進(jìn)行分類(lèi)、評(píng)分。例如公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范（jtgh11-2004）的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)分為五類(lèi)，對(duì)應(yīng)的對(duì)策由正常養(yǎng)護(hù)到改建或重建。目前在評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)、方法上已有大量的研究，此類(lèi)評(píng)定技術(shù)已逐步成熟，但是此類(lèi)評(píng)定技術(shù)主要依據(jù)是大量的定性信息，其取值相當(dāng)程度上依賴(lài)于評(píng)定工程師的自身經(jīng)驗(yàn)和判斷，人為主觀因素較多，不同的評(píng)定者可能得出不同的結(jié)論。2、橋梁承載能力評(píng)估。橋梁承載能力是一個(gè)重要的技術(shù)指標(biāo)，是橋梁的性能的綜合體現(xiàn)。從內(nèi)容上來(lái)看它主要包括橋梁的安全性和耐久性。公路舊橋承載能力鑒定方法對(duì)橋梁承載能力做了如下定義：當(dāng)一個(gè)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的一部分達(dá)到一個(gè)使它不適合的特殊狀態(tài)，即不再滿(mǎn)足設(shè)計(jì)所需要的功能和要求

7、時(shí)，所能承受外荷載的最大能力。目前，常用的橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力評(píng)估方法有：一是現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)法。在對(duì)橋梁進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)后，結(jié)合理論分析手段，對(duì)橋梁進(jìn)行診斷識(shí)別，建立橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作模型，進(jìn)而根據(jù)這個(gè)模型確定橋梁的實(shí)際承載能力。二是理論計(jì)算分析評(píng)估方法在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和病害檢測(cè)分析的基礎(chǔ)上，考慮結(jié)構(gòu)病害、損傷的影響，按照現(xiàn)行規(guī)范檢算結(jié)構(gòu)的承載能力和使用功能是目前我國(guó)采用的主要評(píng)估方法。三是專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)評(píng)定法。根據(jù)方式不同，專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)評(píng)定法可以分為專(zhuān)家意見(jiàn)調(diào)查和專(zhuān)家系統(tǒng)兩種類(lèi)型。專(zhuān)家意見(jiàn)調(diào)查，是指直接收集、分析、歸納專(zhuān)家意見(jiàn)，對(duì)橋梁的安全性能做出評(píng)估的方法。專(zhuān)家系統(tǒng)是用計(jì)算機(jī)模擬有經(jīng)驗(yàn)專(zhuān)家的決策機(jī)理，對(duì)舊橋進(jìn)

8、行綜合評(píng)估。在橋梁工程領(lǐng)域，無(wú)論設(shè)計(jì)、施工還是管理方面，均存在一些不確定性的因素或理論研究還沒(méi)有涉及的因素，這些因素大多難以用數(shù)值計(jì)算加以解決，而專(zhuān)家系統(tǒng)有時(shí)可以解決困難。專(zhuān)家系統(tǒng)在評(píng)估應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外作了大量的研究，并開(kāi)發(fā)出了一些橋梁評(píng)估專(zhuān)家系統(tǒng)。3、橋梁適應(yīng)性評(píng)估。橋梁適應(yīng)性評(píng)估，即功能性評(píng)估，主要針對(duì)橋梁功能性損傷，如主梁線形、橋面鋪裝及附屬設(shè)施損壞情況等進(jìn)行評(píng)估。交通部公路研究所開(kāi)發(fā)的 cbms2007 系統(tǒng)中主要從橋梁行車(chē)條件適應(yīng)性，橋梁通過(guò)能力適應(yīng)性，橋梁環(huán)境適應(yīng)性三方面評(píng)價(jià)橋梁適應(yīng)性。其中：橋梁行車(chē)條件適應(yīng)性從橋梁寬度、橋面鋪裝、伸縮縫質(zhì)量、橋頭跳車(chē)狀況、橋面線形 5 個(gè)方面評(píng)定；橋

9、梁通過(guò)能力適應(yīng)性主要通過(guò)對(duì)橋梁現(xiàn)有橋下凈高與規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的橋下凈高的比較系數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)；橋梁環(huán)境適應(yīng)性主要根據(jù)環(huán)境適應(yīng)系數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)，分為完全協(xié)調(diào)、基本協(xié)調(diào)、一般、不協(xié)調(diào)、很不協(xié)調(diào)五個(gè)等級(jí)。三、橋梁養(yǎng)護(hù)決策在橋梁技術(shù)狀況評(píng)估與預(yù)測(cè)，橋梁養(yǎng)護(hù)經(jīng)濟(jì)分析和項(xiàng)目?jī)?yōu)化排序的基礎(chǔ)上，即進(jìn)入最終的決策階段。1、橋梁養(yǎng)護(hù)基本對(duì)策。由于橋梁缺損狀況比較復(fù)雜，工程實(shí)踐中依據(jù)多年來(lái)養(yǎng)護(hù)工作實(shí)施的經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)橋梁狀況、材料、施工習(xí)慣及環(huán)境條件，己經(jīng)形成了多種橋梁養(yǎng)護(hù)對(duì)策。為便于系統(tǒng)合理分配資金，需對(duì)這些養(yǎng)護(hù)對(duì)策進(jìn)行歸納和分類(lèi)。在歸納時(shí)，既要照顧到目前常用的對(duì)策，又要注意到各種對(duì)策與典型的橋梁狀況相結(jié)合。橋涵構(gòu)造物的養(yǎng)護(hù)，首先

10、應(yīng)使原結(jié)構(gòu)保持設(shè)計(jì)荷載等級(jí)的承載要求及設(shè)計(jì)交通量的通行要求。根據(jù)交通發(fā)展的需要，對(duì)適應(yīng)性不能滿(mǎn)足的橋梁，應(yīng)采取提高承載力、加寬、加長(zhǎng)、基礎(chǔ)防護(hù)等改造措施來(lái)提高承載能力和通行能力。在確定改造或改建工程方案時(shí)，應(yīng)注意新舊結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，充分發(fā)揮原有結(jié)構(gòu)的作用。具體的措施包括：正常保養(yǎng)，小修、中修、大修或改造、改建或重建。2、橋梁養(yǎng)護(hù)決策的基本方法目前在橋梁管理的養(yǎng)護(hù)決策中經(jīng)常采用的分析方法有經(jīng)濟(jì)分析法和經(jīng)驗(yàn)法兩類(lèi)。（1）經(jīng)濟(jì)分析方法。對(duì)可能的備選方案建立相關(guān)經(jīng)濟(jì)模型，通常進(jìn)行壽命周期費(fèi)用分析，應(yīng)用橋梁技術(shù)狀況預(yù)測(cè)模型來(lái)預(yù)測(cè)橋梁在選擇不同養(yǎng)護(hù)方案后的技術(shù)狀況隨時(shí)間變化規(guī)律，在此基礎(chǔ)上選擇經(jīng)濟(jì)上合理的

11、對(duì)策。但其正確性依賴(lài)于對(duì)維修對(duì)策壽命周期費(fèi)用及效果的預(yù)估正確與否。（2）經(jīng)驗(yàn)法。包括專(zhuān)家系統(tǒng)法和決策樹(shù)法兩種?；驹硎墙柚谀承┫到y(tǒng)化的方法，總結(jié)和提煉橋梁養(yǎng)護(hù)工程師長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，并以過(guò)程化的形式為橋梁選擇合理可行的養(yǎng)護(hù)維修及改造對(duì)策。專(zhuān)家系統(tǒng)法相對(duì)于決策樹(shù)法來(lái)說(shuō)考慮更多的因素，處理更復(fù)雜的邏輯關(guān)系，對(duì)橋梁檢測(cè)與評(píng)價(jià)的要求較高，系統(tǒng)建立與維護(hù)費(fèi)用過(guò)大，實(shí)際中采用不多。而決策樹(shù)法則比較簡(jiǎn)單明了，因此在橋梁管理的實(shí)踐中應(yīng)用最為廣泛，它的特點(diǎn)是采用了樹(shù)狀圖的形式，在深入分析影響對(duì)策選擇因素的基礎(chǔ)上，選擇幾個(gè)主要影響因素，綜合工程師的維修經(jīng)驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上用樹(shù)狀圖表述主要影響因素與養(yǎng)護(hù)對(duì)策間的邏輯關(guān)系。橋梁養(yǎng)護(hù)決策分析中選用道路等級(jí)、橋梁類(lèi)型、交通量、承載能力、橋梁缺損狀況等比較確定的決策影響因素建立的模型比較直觀，易于工程師和各級(jí)管理人員所理解，在確定各種組合條件的可能