孫東生 李攀

(河南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，河南鄭州 450000)

公路與城市橋梁養(yǎng)護(hù)規(guī)范中構(gòu)件權(quán)重對(duì)比分析

孫東生 李攀

(河南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，河南鄭州 450000)

本文通過(guò)對(duì)《城市橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（CJJ99-2003）和《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》（JTGH11-2004）關(guān)于橋梁技術(shù)狀況評(píng)定的分析，指出了兩部養(yǎng)護(hù)規(guī)范存在的問(wèn)題，比較了兩部規(guī)范對(duì)橋梁構(gòu)件權(quán)重賦值差異。引入變權(quán)原理，探討了對(duì)構(gòu)件缺省項(xiàng)權(quán)重的處理方法。最后，對(duì)兩部養(yǎng)護(hù)規(guī)范提出了改進(jìn)建議。

技術(shù)狀況；養(yǎng)護(hù)規(guī)范；權(quán)重；變權(quán)原理

《城市橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（CJJ99-2003）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“城養(yǎng)規(guī)”）[1]和《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》（JTGH11-2004）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“公養(yǎng)規(guī)”）[2]的相繼頒布實(shí)施，對(duì)橋梁在運(yùn)營(yíng)階段所暴露出的一系列病害，提出具體的檢查、評(píng)定和養(yǎng)護(hù)措施，對(duì)我國(guó)橋梁養(yǎng)護(hù)和管理起到了重要作用。然而，隨著養(yǎng)護(hù)管理的發(fā)展，兩部規(guī)范也出現(xiàn)了一些問(wèn)題。如對(duì)于同一橋梁兩部規(guī)范評(píng)定結(jié)果不一致，構(gòu)件權(quán)重系數(shù)賦值兩部規(guī)范不統(tǒng)一等。文獻(xiàn)[3][4]對(duì)兩部規(guī)范評(píng)定體系進(jìn)行了分析，指出了其存在的優(yōu)缺點(diǎn)。同時(shí)，筆者發(fā)現(xiàn)：“城養(yǎng)規(guī)”中關(guān)于橋梁技術(shù)狀況評(píng)定中上部結(jié)構(gòu)各構(gòu)件劃分粗糙，而“公養(yǎng)規(guī)”中沒(méi)有劃分橋梁類(lèi)型、統(tǒng)一部件權(quán)重。過(guò)于簡(jiǎn)化部件造成了養(yǎng)護(hù)人員的操作困難。同時(shí)，兩部規(guī)范關(guān)于部件權(quán)重賦值存在一定的差異。這些都會(huì)影響評(píng)定結(jié)果的準(zhǔn)確性，特別是處于臨界技術(shù)狀況等級(jí)的橋梁，具有更大的現(xiàn)實(shí)意義。

本文就兩部規(guī)范關(guān)于橋梁技術(shù)狀況評(píng)定中構(gòu)件權(quán)重劃分進(jìn)行比較，指出兩者存在的差異，并提出一些改進(jìn)措施。

1 《城市橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》的評(píng)定方法

“城養(yǎng)規(guī)”根據(jù)城市橋梁在道路系統(tǒng)中的地位，把城市橋梁養(yǎng)護(hù)類(lèi)別分為Ⅰ-Ⅴ類(lèi)。對(duì)于Ⅰ類(lèi)橋根據(jù)橋梁構(gòu)件損壞程度和對(duì)橋梁安全的影響分為合格和不合格兩個(gè)等級(jí)。對(duì)于Ⅱ－Ⅴ類(lèi)橋梁技術(shù)狀況的評(píng)估，采用分層加權(quán)法。根據(jù)檢測(cè)的損壞狀況及其扣分值，逐級(jí)、分層加權(quán)，最終得到橋梁各部分及全橋的BCI（橋梁缺損狀況指數(shù)）。對(duì)不同部位分別進(jìn)行評(píng)定，可以了解不同部位的損壞情況，否則只知道整個(gè)橋梁的綜合狀況，而不知道具體的損壞構(gòu)件，為下一步養(yǎng)護(hù)維修的目標(biāo)增加了困難。所以，“城養(yǎng)規(guī)”中分層加權(quán)法提高了評(píng)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。

“城養(yǎng)規(guī)”第一步把橋梁分為橋面系，上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)，權(quán)重見(jiàn)表1。

表1 橋梁結(jié)構(gòu)組成部分的權(quán)重

第二步分別對(duì)橋面系，上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)各項(xiàng)權(quán)重進(jìn)行劃分，其權(quán)重分別見(jiàn)表2、3、4。

表2 橋面系各要素權(quán)重值

表3 橋梁上部結(jié)構(gòu)各構(gòu)件的權(quán)重

表4 橋梁下部結(jié)構(gòu)各構(gòu)件的權(quán)重

由表3可知：上部結(jié)構(gòu)根據(jù)不同橋型劃分構(gòu)件權(quán)重，但對(duì)部分橋型構(gòu)件劃分不夠詳細(xì)，如拱橋，只給出主拱圈和橫向聯(lián)系的權(quán)重。對(duì)于中承式拱橋，上部結(jié)構(gòu)還有吊桿，吊桿橫梁，系桿等，缺失的構(gòu)件權(quán)重，勢(shì)必造成評(píng)定結(jié)果的不準(zhǔn)確。

2 《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》的評(píng)定方法

規(guī)范規(guī)定：全橋總體技術(shù)狀況等級(jí)評(píng)定，宜采用考慮橋梁各部件權(quán)重的綜合評(píng)定方法。在綜合評(píng)定中，首先根據(jù)缺損程度、缺損對(duì)結(jié)構(gòu)使用功能的影響程度和缺損發(fā)展變化狀況等三個(gè)方面，以累加評(píng)分的方法對(duì)各部件的缺損狀況做出等級(jí)評(píng)定，得出部件的評(píng)定標(biāo)度Ri，再依據(jù)各部件的重要程度給予不同的權(quán)重Wi，綜合得到全橋總體技術(shù)狀況等級(jí)。部件的缺損狀況評(píng)定方法與推薦橋梁各部件的權(quán)重分別見(jiàn)表5、6。

表5 橋梁部件缺損狀況評(píng)定方法

表6 推薦的橋梁各部件權(quán)重及綜合評(píng)定方法

由上表5、6可知：綜合技術(shù)狀況評(píng)定時(shí)，所有橋梁統(tǒng)一部件權(quán)重，簡(jiǎn)單明確，避免繁瑣的評(píng)定計(jì)算，但是，過(guò)于簡(jiǎn)化部件權(quán)重，增加了評(píng)定結(jié)果的主觀性。如對(duì)上部主要承重構(gòu)件的權(quán)重分配為20，但對(duì)主要承重構(gòu)件沒(méi)有做相應(yīng)的細(xì)分，評(píng)定時(shí)只能根據(jù)各個(gè)構(gòu)件的病害情況，綜合得出上部評(píng)定標(biāo)度，但對(duì)于各個(gè)構(gòu)件之間的權(quán)重關(guān)系不得而知，由此得到上部的評(píng)定標(biāo)度也是根據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)判斷，最終使得評(píng)定結(jié)果的主觀性較大。

3 兩部養(yǎng)護(hù)規(guī)范中構(gòu)件權(quán)重的比較

依據(jù)“城養(yǎng)規(guī)”對(duì)構(gòu)件的劃分思路，我們暫定兩部養(yǎng)護(hù)規(guī)范把橋梁構(gòu)件分為四層：最高層也稱(chēng)為目標(biāo)層，為橋梁的技術(shù)狀況；第一層為橋面系、上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)；第二層分別為第一層各子項(xiàng)；最底層為第二層中各子項(xiàng)的病害狀況。本文只針對(duì)第一層和第二層中的構(gòu)件權(quán)重進(jìn)行比較。

3.1 第一層權(quán)重比較

“公養(yǎng)規(guī)”中橋面系、上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)，權(quán)重分別見(jiàn)表7。

表7 橋梁各構(gòu)件權(quán)重對(duì)比

表8 橋梁各部位權(quán)重對(duì)比

由表8可知：兩部規(guī)范對(duì)同一上部和下部結(jié)構(gòu)權(quán)重的賦值差別較大。“城養(yǎng)規(guī)”相比“公養(yǎng)規(guī)”加強(qiáng)了上部結(jié)構(gòu)的重要性，削弱了下部結(jié)構(gòu)的重要性。

3.2 第二層權(quán)重比較

3.2.1 橋面系

按“城養(yǎng)規(guī)”計(jì)算，則橋面鋪裝、橋頭平順、伸縮裝置、排水系統(tǒng)、人行道、欄桿的權(quán)重分別為：0.15×0.3=0.045、0.15×0.15= 0.0225、0.15×0.25=0.0375、0.15×0.1=0.015、0.015、0.015。兩部規(guī)范橋面系權(quán)重比較見(jiàn)表9。

表9 橋面系各要素權(quán)重對(duì)比

由上表可知：“公養(yǎng)規(guī)”比“城養(yǎng)規(guī)”各要素劃分更加詳細(xì)（多出照明、標(biāo)志、調(diào)治構(gòu)造物、其他）。因此，“公養(yǎng)規(guī)”對(duì)應(yīng)“城養(yǎng)規(guī)”的橋面系權(quán)重之和為0.10,小于0.15。但是，從橋梁總體技術(shù)狀況評(píng)定角度分析，“城養(yǎng)規(guī)”中缺少照明，標(biāo)志及其他，顯然是不合理的。

3.2.2 上部結(jié)構(gòu)

由表6可知，“公養(yǎng)規(guī)”中上部主要承重構(gòu)件的權(quán)重為20，上部一般承重構(gòu)件的權(quán)重為5，歸一后分別為：0.20，0.05。兩部養(yǎng)護(hù)規(guī)范權(quán)重對(duì)比見(jiàn)表10。

表10 上部結(jié)構(gòu)權(quán)重對(duì)比

由表10可知：對(duì)于不同橋型，兩部養(yǎng)護(hù)規(guī)范不僅上部結(jié)構(gòu)的權(quán)重存在差別，而且上部結(jié)構(gòu)的子構(gòu)件之間也存在較大的差別。同時(shí)，對(duì)于上部構(gòu)件的劃分，“城養(yǎng)規(guī)”劃分了橋梁類(lèi)型，細(xì)分構(gòu)件，并分別對(duì)其權(quán)重賦值，而“公養(yǎng)規(guī)”統(tǒng)一橋梁構(gòu)件權(quán)重，從這點(diǎn)分析，前者要比后者合理。但是，兩部養(yǎng)護(hù)規(guī)范對(duì)上部結(jié)構(gòu)的劃分都沒(méi)有細(xì)致地反映不同橋型的構(gòu)造特點(diǎn)，給管養(yǎng)人員帶來(lái)一定的操作困難。

3.2.3 下部結(jié)構(gòu)

綜合表1、4、6，可以匯總見(jiàn)表11。

表11 下部結(jié)構(gòu)權(quán)重對(duì)比

由表11可知：“城養(yǎng)規(guī)”把下部結(jié)構(gòu)分為橋墩和橋臺(tái)，并且各自權(quán)重之和均為0.45，即下部結(jié)構(gòu)權(quán)重之和為0.90，與表1中下部結(jié)構(gòu)權(quán)重為0.45是矛盾的，這顯然是不合理的?！肮B(yǎng)規(guī)”橋臺(tái)和橋墩權(quán)重沒(méi)有相互攪合，各自分配權(quán)重保證全橋的權(quán)重之和為1，結(jié)果較合理。

4 關(guān)于構(gòu)件缺省項(xiàng)權(quán)重的處理

目前，橋梁結(jié)構(gòu)形式主要包括懸索橋，斜拉橋，拱橋和梁橋四大橋型。每種橋型又具有不同的構(gòu)造形式。以拱橋?yàn)槔铣惺焦皹蛳鄬?duì)應(yīng)于下承式和中承式拱橋就沒(méi)有吊桿及吊桿橫梁，扣除這兩部分權(quán)重后，余下的構(gòu)件權(quán)重之和就不等于1。因此，就面臨如何分配缺省項(xiàng)權(quán)重的問(wèn)題?！肮B(yǎng)規(guī)”對(duì)于缺省項(xiàng)判斷得分為0，權(quán)重系數(shù)不變，乘以各自的權(quán)重后，缺省項(xiàng)總得分仍為0，加到技術(shù)狀況評(píng)定計(jì)算中。對(duì)于這樣的處理，缺省項(xiàng)權(quán)重并沒(méi)有得到分配，而余下的構(gòu)件之間的重要性關(guān)系仍保持原狀（權(quán)重值沒(méi)變），這樣的權(quán)重處理是不合理的，至于評(píng)定結(jié)果是否準(zhǔn)確，有待商酌。

筆者推薦使用文獻(xiàn)[5]中的變權(quán)原理來(lái)處理構(gòu)件缺省項(xiàng)的權(quán)重，部件得分乘以各自權(quán)重求和后再除以權(quán)重之和，即下面變權(quán)原理取a=1，具體為：

式中：wj—第j個(gè)指標(biāo)的權(quán)重；xj—第j個(gè)指標(biāo)的得分；m—為指標(biāo)的個(gè)數(shù)；a—為一系數(shù)。

5 結(jié)語(yǔ)

本文從合理性與可操作性角度，分析了“城養(yǎng)規(guī)”和“公養(yǎng)規(guī)”技術(shù)狀況評(píng)定方法，探討了各自存在優(yōu)缺點(diǎn)，從構(gòu)件權(quán)重劃分的比較中得出以下結(jié)論：

（1）“城養(yǎng)規(guī)”把上部結(jié)構(gòu)根據(jù)不同橋型劃分構(gòu)件，分層加權(quán)得到橋梁技術(shù)狀況等級(jí)，方法較為合理，提高了評(píng)定結(jié)果的準(zhǔn)確性，但對(duì)于部分橋型的構(gòu)件權(quán)重劃分不夠詳細(xì)。

（2）“公養(yǎng)規(guī)”按照部件劃分橋梁結(jié)構(gòu)，權(quán)重賦值顯得較為粗糙。評(píng)定方法操作簡(jiǎn)單，但主觀性較大。另外，部件缺損狀況評(píng)定，具有很大模糊性，應(yīng)針對(duì)各個(gè)部件特點(diǎn)，總結(jié)能代表其技術(shù)狀況的指標(biāo)分別評(píng)定，并賦予其權(quán)重，綜合得出部件的技術(shù)狀況[6]。

（3）兩部養(yǎng)護(hù)規(guī)范對(duì)構(gòu)件權(quán)重賦值存在較大差異，直接導(dǎo)致評(píng)定結(jié)果的差異，增大了評(píng)定舊橋技術(shù)狀況等級(jí)的不準(zhǔn)確性。

（4）兩部養(yǎng)護(hù)規(guī)范都沒(méi)有明確給出關(guān)于構(gòu)件缺省項(xiàng)的權(quán)重處理方法。變權(quán)原理可為處理此問(wèn)題提供一種思路。

[1]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).（CJJ99-2003）城市橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003.

[2]（JTGH11-2004）中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2004.

[3]譚金華，陳惟珍，徐俊.橋梁外觀調(diào)查狀態(tài)評(píng)估方法的比較和應(yīng)用[J].橋梁建設(shè)，2004(6):73-76.

[4]杜娟，韓建剛，陳奕柏.城市橋梁技術(shù)狀況評(píng)估體系的研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2008(4)：58.

[5]李洪興.因素空間理論與知識(shí)表示的數(shù)學(xué)框架（Ⅲ）——變權(quán)綜合原理[J].模糊系統(tǒng)與數(shù)學(xué)，1995（8）：44-48.

[6]劉延芳，周泳濤，鮑衛(wèi)剛.基于模糊評(píng)價(jià)理論和層次分析的混凝土梁式橋綜合性能評(píng)估[J].公路交通科技，2012，29（12）：96-100.

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