浅谈桥梁的检测评估黄亮

浅谈桥梁的检测评估黄亮

黄亮

黄亮

四川建筑职业技术学院四川德阳618000

摘要：桥梁在使用过程中会受到各种外界因素的作用，致使结构承载力可靠度水平随着时间的推移逐渐降低，最终不能满足预定设计功能要求。因此，许多服役桥梁都需要进行评估鉴定，进而为公路桥梁管养单位提供可行的抉择依据，以采取合理的措施进行加固。

关键词：桥梁；检测评估；承载力

1.引言

半个多世纪来，伴随着国家经济建设和交通事业的飞速发展，我国建成了许多不同结构形式的大跨径悬索桥、斜拉桥、拱桥和连续梁桥等，与此同时，公路交通量急速增长，大型载重车辆越来越多，对公路桥梁的通行能力要求也愈来愈高。然而，桥梁建成通车以后会逐步自然老化，加上损伤累积、车辆荷载的不断增加、环境条件中不利因素的影响以及养护维修欠缺，使得既有桥梁结构的安全度和耐久性不断的下降，运营状况不能满足规定功能要求的问题十分突出。通过调查发现，大量低等级公路甚至是新建的高等级公路上的桥梁在使用过程中暴露出许多缺陷和问题，主要包括桥面铺装层破损、结构开裂、钢筋锈蚀，混凝土侵蚀和老化、横向联接破坏、支座损坏、墩台以及地基承载力不足等等[1]。大多数损伤的桥梁仍可保证正常的通车运营，也有许多损伤的桥梁虽然在使用，但已存在一定的安全事故隐患，另外还有一些损伤严重的桥梁只能限载或停止通车。由于大部分旧桥的设计与施工文件大多散失，实际标准混乱，混凝土强度低、施工质量差、病害严重，因此，对道路运输安全是潜在的隐患。若要更换这些旧桥，不但耗资巨大，还要封闭交通，为我国的国情与财力所不容许，合理的办法应该是对桥梁的运营状况，损伤程度，承载潜力等问题在正确的检测、科学的评估的基础上采取相应的对策[2]。因此，对服役桥梁的承载能力进行科学的评估，确定桥梁结构真实技术状况，为公路桥梁管养单位提供切实可行的抉择依据，进而采取合理的加固补强方法来恢复、提高承载能力，是目前各国均十分关注的一个重大问题，也是目前桥梁工程界研究的热点问题。

2.桥梁检测评估的目的和意义

通过对服役桥梁实际承载能力的检测评定，为服役桥梁使用的安全可靠及加固提供必要的依据和积累必要的技术资料，建立桥梁数据库、检验桥梁结构的质量；确定工程的可靠度，推动和发展服役桥梁评定及新结构的设计计算理论。桥梁检测评估的目的和意义如下[3]：

（1）桥梁由于运营多年，主要部位出现不同程度的病害，通过检测确定桥梁各部位损坏程度及实际承载能力。

（2）由于设计标准的演变，许多旧桥原设计荷载等级不能满足现在交通量和载重量的发展，通过检测，可确定原有桥梁的荷载等级，从而决定是否需要通过加固来提高荷载等级。

（3）随着我国工业建设的发展，超重车辆过桥情况经常发生，通过检测评估，可确定超重车辆是否能安全通过，并为临时加固提供参考。

（4）桥梁遭受特大自然灾害或在建造过程中存在严重缺陷的，需要进行检测评估，确定工程的可靠度。

（5）旧桥设计资料不全，可以通过检测，重新建立和积累技术资料，为加强科学管理和提高桥梁技术水平提供必要条件。

（6）对于一些重要的大桥或特大桥，在建成之后，需要通过检查评估，评定其设计与施工质量，确定工程的可靠度。

（7）通过检测评估，了解桥梁结构实际受力状态，判断结构的安全承载能力，为进行桥梁的修复加固提供可靠依据。

3桥梁检测评估国内外研究现状

国外一些工业发达国家，早在上世纪80年代起，桥梁工程的重点已不再是新桥建设，而是经逐步转移到旧桥的养护维修、检测评估和加固改造方面，并已经取得了长足的发展。1980年英国工程师协会（ISE）发表了《既有结构的评估》；1981年，由西方24个国家参加的国际经济合作与发展组织（OECD）召开了《关于道路桥梁维修管理国际会议》；1982年召开的“国际桥梁结构会议”，1983年召开的“第十七届国际道路会议”上，都有关于桥梁的安全性评估、检查与维修加固等方面的论文报告，提出了“桥梁检查”、“桥梁承载能力的鉴定”、“桥梁养护”等多篇有价值的论文报告。1990、1993和1996年，在英国召开了3次国际桥梁管理会议。另外，还有不少相关会议论文及和专题研究报告。美、英、加拿大等国也先后颁布了基于结构性理论和设计规范的桥梁评估规范或文件。

我国对于旧桥的利用与改造也给予了极大的重视，并积极开展桥梁评估方面的研究工作，逐步积累资料和经验；自70年代以来，我国根据交通运输事业发展的需要，就开始了旧桥检测、评估与加固或改造方面的试验研究工作，公路桥梁界颁布了基于设计规范的桥梁承载能力鉴定文件。并在现有桥梁的验算分析，检测技术，综合评估及其技术改造标准等方面进行了大量的试验研究工作，取得了实用的成果。桥梁检测是一项实践活动，它自始至终都和理论分析保持密切的联系。由于分析时采用的结构模型在设计上存在局限性，对真实结构所采取的简化措施如结构模型自重的模拟对作为复合材料的混凝土的非线形本构关系的处理局部构造细节的忽视等因素，使得模型试验结果常常与理论分析结果相差甚远，尤其在成桥后的通车鉴定中，这两者差别更大。因此，通过设计理论来指导桥梁检测，而检测结果又反过来促进设计理论的完善，二者相辅相成，缺一不可。

实践证明，桥梁的检测、评估是一项即综合繁杂，又在不断发展创新逐步完善的技术，是当今土木工程界所共同关心的热点问题之一，也是桥梁建设可持续发展的一个重要组成部分和关键技术之一。

4.存在的问题

桥梁承载力评估是桥梁工程发展的一个重要领域，是桥梁维修、加固和技术改造的基本依据，也是桥梁管理的重要组成部分。目前，在众多评估方法中，基于结构可靠度理论评估方法最为先进，其突出的特点是承认和揭示了结构属性中存在着不确定性，该方法能客观地反映桥梁的实际情况做出科学地评估。但是就桥梁结构而言，其组成部分多而复杂，且对于结构可靠性分析的影响因素大都是随时间不断变化的，以往结构可靠性分析都是采用静态可靠度方法，没有考虑到桥梁的可靠度时变特性，若要考虑这一特性，即如何处理荷载和抗力的不确定性，尤其是处理这些不定性的随时间变化对结构可靠度的影响，会增加更多的未知参数[4]，计算困难更大，有待于进一步做出研究。

5.小结

我国已建成的很多公路桥梁，随着时间的推移，不同程度地存在着一些病害和承载能力不足的问题，不能满足正常交通运营。因此，对这些桥梁的承载潜力、安全储备等问题进行研究，不仅具有重要的理论意义，而且具有广泛的工程应用前景和重大的经济及社会效益。

参考文献：

[1]吕颖钊.服役混凝土桥梁可靠性评估与寿命预测研究[D].长安大学，2006，6.

[2]李亚东.既有桥梁评估方法研究[J].铁道学报，1997，第3期.

[3]张俊红.服役桥梁检测、可靠性分析与寿命预测、手工艺数值评估及维修加固技术实用手册[M].建筑科学出版社，2001，02期.

[4]张彦玲等.既有桥梁承载力评估方法研究[J].研究与设计，2003.