橋梁耐久性及安全性能檢測(cè)評(píng)價(jià)與加固關(guān)鍵技術(shù)研究
2015-06-01
隨著我國(guó)公路交通的迅速發(fā)展，據(jù)統(tǒng)計(jì)，至2008年底，我國(guó)的公路橋梁已經(jīng)達(dá)到59.46萬(wàn)座。但年代已久的橋梁，因受當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平所限，當(dāng)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)，施工水平已經(jīng)落后發(fā)展的需求，加上年代已久的橋梁缺乏有效的養(yǎng)護(hù)與維修，因此，不同程序存在一些損害或者橋梁承載力不足；近年新建設(shè)的橋梁，也暴露出種種問(wèn)題，不實(shí)施加固則不能投入正常使用。
為提高我國(guó)公路橋梁的檢測(cè)、評(píng)定、加固的技術(shù)水平，筆者對(duì)橋梁安全性能評(píng)定和加固作出研究。
一，評(píng)估橋梁的各種方法
在橋梁的運(yùn)營(yíng)及維護(hù)價(jià)段，對(duì)橋梁定期檢測(cè)同時(shí)作出準(zhǔn)確的評(píng)估，可對(duì)橋梁進(jìn)行加固和維修，進(jìn)而保證橋梁的耐久性。
目前對(duì)橋梁的耐久性評(píng)估方法如下：
①目測(cè)打分法
評(píng)估方法:分為（完好、良好）一類-五類（危險(xiǎn)）共五個(gè)等級(jí)。
評(píng)估特色：僅限于有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員，評(píng)估主觀性強(qiáng)、依賴評(píng)定人員的經(jīng)驗(yàn)與判斷。
?、诜治鰴z算法
評(píng)估方法：涉及橋梁調(diào)查、檢測(cè)、檢算、分析承載能力，評(píng)定荷載試驗(yàn)等各方面。
評(píng)估特色：目前系統(tǒng)、完整，通過(guò)簡(jiǎn)單的方法或簡(jiǎn)捷的理論公式得到承載能力的定量數(shù)值。
?、酆奢d試驗(yàn)法
評(píng)估方法：對(duì)橋梁進(jìn)行外觀調(diào)查、粗略評(píng)定，再進(jìn)行荷載試驗(yàn)。
評(píng)估特色：利用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試技術(shù)，可用于橋梁實(shí)際工作狀態(tài)不明確的評(píng)價(jià)和研究，能彌補(bǔ)主觀評(píng)價(jià)和分析計(jì)算方法的不足，進(jìn)一步降低評(píng)價(jià)中的不確定性，成本高。
?、軐＜医?jīng)驗(yàn)評(píng)定法
評(píng)估方法：計(jì)算機(jī)模擬專家的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、水準(zhǔn)對(duì)舊橋進(jìn)行評(píng)估。
評(píng)估特色：設(shè)計(jì)、施工、管理均存在不確定因素，及未涉及因素
?、莼诳煽坷碚摲?br />
評(píng)估方法：可靠度方法從結(jié)構(gòu)概率出發(fā)，以合適的荷載與抗力作為隨機(jī)模型，通過(guò)結(jié)構(gòu)抗力和負(fù)荷來(lái)評(píng)估可靠度。
評(píng)估特色：橋梁隨時(shí)間變化，使用期不同，可靠概率也不相同。荷載的增加與橋梁結(jié)構(gòu)的破損，橋梁系統(tǒng)可靠度時(shí)間逐漸縮小。近來(lái)認(rèn)為，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)失效概率和可靠度指標(biāo)，均無(wú)法對(duì)承載能力進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估。
?、迣哟畏治龇?br />
評(píng)估方法：評(píng)價(jià)模型與指標(biāo)體系依靠它來(lái)建立。
評(píng)估特色：符合人們一般的定量與定性相結(jié)合的橋梁評(píng)估方法，然而存在一定缺陷和局限性。它僅僅只能在過(guò)往的方案中挑選，對(duì)方案粗略排序，無(wú)法創(chuàng)新新的思路，評(píng)估得出的結(jié)果主觀成份較大。
⑦模糊綜合評(píng)價(jià)法
評(píng)估方法：以模糊數(shù)學(xué)會(huì)概念基礎(chǔ)，將一些邊界不清、不易定量的因素定量化，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。
評(píng)估特色：客觀事物本身不明確，沒(méi)有準(zhǔn)確的分類界限，可以考慮該方法評(píng)估，它的解決事物的模糊性，算法本身應(yīng)存在準(zhǔn)確性產(chǎn)生矛盾，它的隸屬性確定，參評(píng)人員主觀上不確定性存在問(wèn)題。
⑧灰色理論評(píng)價(jià)法
評(píng)估方法：將橋梁作作部份信息已知，部份信息未知，在無(wú)法用傳統(tǒng)方式建模，信息量不足時(shí)，可用灰色系統(tǒng)評(píng)估。
評(píng)估特色：然信息不足夠透明時(shí)，可以用該系統(tǒng)判斷得出較準(zhǔn)確的結(jié)果。
?、崮：窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)法
評(píng)估方法：使用模糊邏輯的推理機(jī)制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相結(jié)合，（視網(wǎng)神經(jīng)與模糊系統(tǒng)相結(jié)合）。
評(píng)估特色：可靠性值得置疑，因它所決決定無(wú)法給出適當(dāng)解適，它需學(xué)習(xí)大量樣本，資料性多少，影響分析準(zhǔn)確率。
二、我國(guó)橋梁評(píng)定現(xiàn)狀
大型橋梁與中小型橋梁應(yīng)當(dāng)采取不同的辦法，因其大橋梁可在橋中建立結(jié)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可對(duì)橋梁各部份參數(shù)進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)。中小型橋梁，數(shù)量多、范圍廣，只能對(duì)不定期的檢測(cè)手段評(píng)估中小橋梁的承載能力。
目前國(guó)內(nèi)外橋梁專家的研究成果，主要集中在中小橋梁，且僅對(duì)橋梁部份結(jié)構(gòu)做單獨(dú)評(píng)估，很少對(duì)大型橋梁作全面評(píng)估。單純使用一種方法進(jìn)行評(píng)估，無(wú)法確保評(píng)做結(jié)果的可靠性。
就目前研究已知結(jié)果，可知橋量發(fā)生事故，主要有兩個(gè)原因：一個(gè)是自身因素，由于規(guī)程、規(guī)范、制度標(biāo)準(zhǔn)方面不完善，以至于在規(guī)劃與設(shè)計(jì)、施工與管理等階段都出現(xiàn)問(wèn)題，乃至橋梁耐久度不夠；另一個(gè)原因是外部的因素，包括周?chē)h(huán)境變化、自然條件破壞、人為故事破壞，或操出現(xiàn)別的人為錯(cuò)誤。
橋梁加固必須解決的問(wèn)題。
?。ㄒ唬┙⑼晟频脑O(shè)計(jì)理論，完善結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系。
目前美國(guó)橋梁方面的規(guī)范，3至4年就會(huì)更新一次，我國(guó)卻幾乎多年不改。舊有的規(guī)范中，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)不足，目前現(xiàn)有的問(wèn)題沒(méi)有得到修定；橋梁范圍的適用范圍也沒(méi)有準(zhǔn)確界定，目前的規(guī)范沒(méi)有區(qū)分不同特點(diǎn)的橋，不同跨度的橋，種種問(wèn)題沒(méi)有針對(duì)性的說(shuō)明。耐久性也不適合目前，單純片面依靠過(guò)去的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，沒(méi)有深入研究現(xiàn)在的設(shè)施工程，更沒(méi)有考慮未來(lái)橋梁需要的變化而作出長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，使得橋梁通常使用年限有限。
?。ǘ┨岣呤┕に?、管理水平。
橋梁施工缺乏嚴(yán)格的施工監(jiān)近代體系。
目前橋梁施工時(shí)偷工減料，使得混凝土達(dá)不到應(yīng)有強(qiáng)度，鋼筋的保護(hù)層也達(dá)不到規(guī)范要求，構(gòu)件容易開(kāi)裂；野蠻施工和管理腐敗也是目前橋梁施工中經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題。
施工監(jiān)控不到位，那么每個(gè)步驟都無(wú)法得到應(yīng)知的預(yù)報(bào)，也無(wú)法得到有交往的示警。最后，施工的預(yù)報(bào)與實(shí)測(cè)值相差極大。
?。ㄈ┓乐管?chē)量超載。
車(chē)量超載嚴(yán)重時(shí)候，能造成立校橋嚴(yán)重破損，比如會(huì)出現(xiàn)板橋開(kāi)裂]拱圈裂縫、橋面破損，這些都給橋梁帶來(lái)毀滅性的損害，只好對(duì)橋量進(jìn)行加固及重鋪等改造，這些對(duì)橋梁的安全耐久性帶來(lái)極大隱患。
（四）加需進(jìn)行定期檢測(cè)和運(yùn)營(yíng)維護(hù)。
我國(guó)的橋梁養(yǎng)護(hù)、維修、檢測(cè)方面，目前太依賴工程師的判斷，這些舊的常規(guī)管理方法科學(xué)、精準(zhǔn)的評(píng)估，沒(méi)有定期的檢查，沒(méi)有準(zhǔn)確的檢測(cè)記錄……這些都給橋梁的評(píng)估又帶來(lái)麻煩，由此形成惡性循環(huán)。
總 結(jié)：橋梁作為城市建設(shè)中重要的一個(gè)組成部份，它是城市交通的樞紐，目前，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，目前城市的橋梁材料和結(jié)構(gòu)性能逐漸驅(qū)于老化、而且正均超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，在災(zāi)害條件中，這種反復(fù)荷載作用的疲勞與災(zāi)害條件下的易損怕將更加嚴(yán)重。對(duì)橋梁的檢測(cè)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)與加因關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析研究，能提出更新的評(píng)估與修復(fù)文法，它能提高城市橋梁結(jié)構(gòu)的評(píng)估水平，減少維修和加固費(fèi)用，由此滿足城市道路交通日益增長(zhǎng)的需求。
