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影响公路桥梁技术状况评定准确性计算疑点分析讨论

时间:2024-07-28

刘 旭

(中铁二局三公司, 成都 610000)

0 引言

为规范公路桥梁技术状况评定,提供桥梁养护决策依据,交通部制定了《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG/T H21-2011)(以下简称《评定标准》)。《评定标准》中规定桥梁技术状况评定采用分层综合评定与5 类桥梁技术状况单项控制指标相结合的形式对全桥总体技术状况进行评定,从而确定桥梁技术状况等级。分层综合评定依次对桥梁构件、部件、上部结构、下部结构、桥面系和全桥技术状况进行评分。在使用《评定标准》进行桥梁技术状况评分过程中存在个别疑点,导致评分出现偏差而影响桥梁总体技术状况等级的评定。为保证桥梁技术状况评定结果的准确性,笔者重点从桥梁构件的技术状况评分计算顺序、桥梁部件的技术状况评分中构件数n 的取值及可能影响桥梁技术状况评定结果的其他因素进行讨论,提出笔者观点和建议,为《评定标准》在使用过程中提供一定的借鉴和参考。

1 桥梁构件技术状况评分计算顺序对构件评分结果影响的讨论分析

桥梁构件的技术状况评分按照《评定标准》中公式(4.1.1)进行,构件各项检测指标扣分值按照构件各检测指标现场实测的标度和所检测指标能达到的最大标度进行扣取,扣分值按照《评定标准》表4.1.1 规定取值。此处将构件评分计算公式摘录如下:

当x=1时, U1=DPi1;当x ≥2时,(其中j=x )

当DPij=100 时, PMCIl(BMCIl或DMCIl)=0

由上述公式可见,当桥梁某构件只存在一种检测指标出现扣分时,此构件最终评分为100 减去该构件检测指标的扣分值,此种计算方法简单且无疑问,本文不作任何讨论。

当桥梁某构件存在两种及以上检测指标出现扣分时,应先计算Ux值,然后计算此构件最终得分为100 减去Ux之总和。如何确定Ux的计算顺序成为构件技术状况评分的关键,不同的计算顺序会得出不同的结果,最终导致此构件的最终评分出现差异。在实际桥梁技术状况评定中,某中桥在检测中发现第1 跨第3 片梁小里程端下设板式支座(构件编号记为0-3#支座)同时出现轻微老化开裂(评定标度为2,扣分值为35)和剪切变形,剪切角度≤45°(评定标度为3,扣分值为45),下面按照两种检测指标扣分值从小到大和扣分值从大到小的顺序进行计算,计算结果见表1。

表1 0-3#支座技术状况评分计算结果

上述计算结果可知,该支座两种检测指标计算顺序不同导致该支座评分出现两种不同结果。该支座评分会影响全桥支座的评分结果,进而影响该桥梁上部结构的评分,最终影响全桥技术状况的评分。《评定标准》中并未明确构件计算顺序,按照上述任一方式计算均存在不合理性。笔者在此大胆提出假设,将上述实际案例进行极端假设:某中桥在检测中发现第1 跨第3 片梁小里程端下设板式支座(构件编号记为0-3#支座)同时出现轻微老化开裂(评定标度为2,扣分值为35)和变形严重,剪切角度>60°(评定标度为5,扣分值为100),再次按照两种检测指标扣分值从小到大和扣分值从大到小的顺序进行计算,计算结果见表2。

表2 0-3#支座技术状况评分计算结果

从上述假设案例计算结果可知:该支座技术状况评分按照检测指标扣分值从大到小计算顺序结果为0,符合《评定标准》中当DPij=100 时,PMCIl(BMCIl或DMCIl)=0 的要求,即当某构件任一检测指标扣分值为100时,构件最终评分为0。同时对上述两个例子计算数据分析按检测指标扣分值从大到小的顺序计算出的该支座最终评分比按检测指标扣分值从小到大的顺序计算出的评分更小,技术状况评定更差,符合桥梁技术状况评定“从严从重”的原则。因此笔者认为在桥梁构件技术状况评分时应按照构件检测指标扣分值从大到小的顺序进行计算更为合理。

2 桥梁部件的技术状况评分中构件n 值取值对部件评分的影响讨论分析及n 值的确定方法

桥梁部件的技术状况评分按照《评定标准》中公式(4.1.2)进行,公式中引入变量t 值,t 值随各部件所包含构件数n 值而变化(t 值按《评定标准》表4.1.2 取值),因此n 值的取值直接影响桥梁部件的评分。

某公路桥梁共计8 跨,每4 跨为一联,共2 联,在技术状况评定中检测发现沥青混凝土桥面铺装距小里程端5 米(第一跨)出现泛油,面积≤10%(评定标度为2,扣分值为25),无其他病害。在对该桥梁桥面铺装的技术状况评分中笔者见过三种不同的算法,一是将全桥桥面铺装作为独立构件划分n=1;二是将桥面铺装按照每联进行划分n=2;三是将桥面铺装按照每跨进行划分n=8。下面按照三种划分方式进行计算,计算结果分别见表3、表4和表5:

表3 桥面铺装技术状况评分按照全桥进行构件划分n=1 时计算结果

支座 上部一般构件 次要部件、明确型部件 0.18(小) 空心板间铰缝按照跨数乘以每跨梁数减1 确定n 值;T 梁和箱梁间湿接缝和横隔板所占权重较低,横隔板统计较为麻烦,将每两片梁之间湿接缝同所有横隔板视为1 个构件,按照跨数乘以每跨梁数减1 确定n 值 主要部件、明确型部件 0.12(小) 按桥梁所设置支座总数确定n 值 翼墙、耳墙 次要部件、明确型部件 0.02(小) 翼墙、耳墙一般在桥台两侧对称设置,构件数量n 取4 锥坡、护坡 次要部件、明确型部件 0.01(小) 锥坡一般在桥台两侧对称设置,护坡在桥台前面设置,构件数量n 取6 桥墩 主要部件、明确型部件 0.30(大) 桥墩分为墩身、盖梁、系梁,墩身与盖梁系梁检测指标和标度不同,应按照全桥所有墩身、盖梁、系梁总和确定n 值 桥台 主要部件、明确型部件 0.30(大) 桥台分为台身和台帽,台身与台帽检测指标和标度不同,桥台应按照台身和台帽划分为2个构件,全桥桥台构件数量n 取4 墩台基础 主要部件、模糊型部件 0.28(大) 基础一般为隐蔽工程,埋置在土中或河中,按照桥墩与桥台数量之和确定n 值 河床 次要部件、模糊型部件 0.07(小) 河床所占权重较低,不进行细分,n 取1 调治构造物 次要部件、模糊型部件 0.02(小) 调治构造物所占权重较低,不进行细分,n 取1 桥面铺装 次要部件、模糊型部件 0.40(大) 桥面铺装按跨进行划分在检测中不宜确定缺陷位置,因此按照每联进行划分,即每相邻两道伸缩缝之间桥面铺装为1 构件,全桥桥面铺装构件数n 值为总伸缩缝道数减1 伸缩缝装置 次要部件、明确型部件 0.25(大) 按照桥梁设置伸缩缝总数确定n 值 人行道 次要部件、明确型部件 0.10(小) 人行道一般在桥面左右两侧对称设置,人行道构件总数n 取2 栏杆、护栏 次要部件、明确型部件 0.10(小) 栏杆、护栏一般在桥面左右两侧对称设置,栏杆、护栏构件总数n 取2 排水系统 次要部件、模糊型部件 0.10(小) 排水系统所占权重小,且不易进行构件划分,构件数n 取1 照明、标志 次要部件、模糊型部件 0.05(小) 照明标志所占权重小,且构件数量多且杂,不易进行构件划分,构件数n 取1

表4 桥面铺装技术状况评分按照每联进行构件划分n=2 时计算结果

表5 桥面铺装技术状况评分按照每跨进行构件划分n=8 时计算结果

按照三种取值方式n=1 时,该桥桥面铺装评分为75;n=2 时,该桥桥面铺装评分为85;当n=8 时,该桥桥面铺装评分为93.9。三种取值方式对最后部件技术状况评分影响巨大,如何确定部件所包含构件数n 值至关重要。笔者认为可以从主要部件、次要部件、模糊型部件、明确型部件及部件所占权重比例等方面来进行讨论。

桥梁主要部件为桥梁承受荷载及传递荷载的结构,以梁式桥为例包括上部承重结构、墩台、基础、支座等,其余构件为次要构件。模糊型部件为不能明确计算出该部件所包含的构件数包括桥梁的照明、标志、排水系统等,明确型部件为能明确计算出该部件所包含的构件数包括墩柱、支座、预制梁或现浇梁等。下面笔者以公路桥梁中最常见的结构梁式桥来进行分析并提出笔者观点,仅同行参考,梁式桥构件n 值见表6。

表6 梁式桥部件中构件数n 值分析确定表

3 影响桥梁技术状况评定结果准确性的其他因素分析和建议

(1)桥梁构件评定指标标度的准确性,桥梁病害检测中对桥梁构件检测指标标度的判定直接影响桥梁构件检测指标扣分值,在病害检测过程中应对桥梁构件出现的病害进行定性和定量描述,既要遵守桥梁技术状况评定“从严从重”原则,也要满足桥梁技术状况评定的合理性,现场对病害标度进行判定。对现场不能准确判断的病害应采用辅助检查设备,记录病害部位、详细病害描述,留下病害影像资料供后期分析判断使用。

(2)桥梁技术状况评定检测的全面性,通常由于工期紧,任务重,或根据现场检测难易程度,选择性检测。对检测中发现的裂缝长度、宽度未进行实测,采用目测的方式进行判断。忽略某些检测项目,只对构件混凝土强度进行检测忽略混凝土碳化深度的检测或只对构件钢筋保护层厚度进行检测忽略钢筋锈蚀的检测。对隐蔽性部位放松检测,基础检测中只对外漏基础进行检测而未对水下基础及河底铺砌缺损情况进行检测。

(3)检测信息记录的完整性,未对结构构件数量进行统计或统计不正确直接影响桥梁部件的技术状况评分,在检测中应对桥梁结构形式,各部件设置情况及部件中构件数量进行统计。对于同一座桥出现两种及以上结构形式应按照分别统计桥梁部件和构件情况。

(4)同一桥梁包含多种结构形式应分开统计各构件数量,按照结构类型分别检测和记录,由于各形式桥梁部件权重分配不同,按照各结构形式分开评定,分别确定各结构形式的技术状况等级。

(5)桥梁各部件中任一构件技术状况评分值在区间时,此部件不在按照《评定标准》公式(4.1.2)进行计算,此部件技术状况评分直接为此构件技术状况评分。如部件中出现两个及以上构件技术状况评分值在区间时,部件评分取构件评分最小值。

(6)各结构形式桥梁部件技术状况按照《评定标准》4.2 中相对应形式部件权重进行计算,对各桥梁中未设置的部件将其权值重新分配给所属结构中其他部件,分配权值按照既有构件比例进行分配而非平均分配。

4 结论

通过对《评定标准》中影响桥梁技术状况评定计算结果准确性的疑点和影响因素进行分析讨论,得出如下结论:

(1)桥梁构件技术状况评分中不同计算顺序会导致构件评分出现不同的结果,影响桥梁技术状况评定的准确性,提出按照构件指标扣分值由大到小的顺序进行计算更为合理。

(2)桥梁部件技术状况评分中构件数n 的取值会导致部件评分出现不同的结果,影响桥梁技术状况评定的准确性,举例说明梁式桥各部件中构件n 值的确定方法。

(3)对桥梁技术状况评定过程中可能影响评定结果准确性的因素进行分析,给出相关建议,为《评定标准》在使用过程中提供一定参考和借鉴。

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