蔣湘成

摘 要：由于內(nèi)在、外在的原因，道橋在使用過程中，經(jīng)常出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷，或者損傷積累。橋梁損傷不僅會(huì)對(duì)橋面交通產(chǎn)生影響，而且會(huì)對(duì)橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成威脅。在橋梁使用過程中，由于橋梁損傷造成的坍塌事故，已經(jīng)引起國(guó)內(nèi)、外工程界對(duì)橋梁使用安全評(píng)定和維護(hù)問題的關(guān)注。故在本文中主要對(duì)重載道路橋梁安全性評(píng)定與管理進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析與探討。

關(guān)鍵詞：重載道路橋梁；安全性評(píng)定；管理

中圖分類號(hào)： U445.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）24-204-2

1 重載道路橋梁概述

重載道路橋梁是指道路橋梁運(yùn)輸量超過一定標(biāo)準(zhǔn)并且長(zhǎng)時(shí)間開展貨物重載運(yùn)輸?shù)牡缆窐蛄哼\(yùn)輸線路。道路橋梁重載運(yùn)輸由于在運(yùn)輸大宗貨物上運(yùn)量大、成本低、效率高而成為一種現(xiàn)代化的貨運(yùn)方式，被世界公認(rèn)為道路橋梁貨運(yùn)的發(fā)展趨勢(shì)，并是世界道路橋梁發(fā)展的重要方向之一。

道路橋梁重載運(yùn)輸代表著道路橋梁貨物運(yùn)輸領(lǐng)域的先進(jìn)生產(chǎn)力，重載道路橋梁的定義伴隨著重載運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展而發(fā)展。進(jìn)入新世紀(jì)，國(guó)際重載協(xié)會(huì)對(duì)于那些想要加入到重載協(xié)會(huì)的國(guó)家又提出了新的要求，標(biāo)準(zhǔn)是至少應(yīng)滿足以下三項(xiàng)中的兩項(xiàng)；重載列車牽引質(zhì)量不少于8000t；軸重達(dá)到27t；在不少于150km的線路長(zhǎng)度區(qū)段上年貨運(yùn)量不低于4000萬(wàn)t。從國(guó)際重載協(xié)會(huì)對(duì)重載道路橋梁的定義中可看出，牽引質(zhì)量、車輛軸重和年貨運(yùn)量是3個(gè)最具影響力的因素。對(duì)比3次重載道路橋梁標(biāo)準(zhǔn)的變更，最突出的是列車牽引質(zhì)量和車輛軸重不斷增加。國(guó)外重載列車的牽引質(zhì)量一般達(dá)到2萬(wàn)t，重載道路橋梁的列車軸重多數(shù)集中在2832.5t，最大已達(dá)40t。我國(guó)的重載道路橋梁貨車軸重為25t，并已經(jīng)研發(fā)了27t及30t軸重重載列車及其配套技術(shù)。

2 重載道路橋梁管理中存在的問題

橋梁作為重載道路橋梁線上的重要組成部分，其安全與否，勢(shì)必影響到貨物運(yùn)輸任務(wù)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。隨著重載運(yùn)輸?shù)倪M(jìn)一步發(fā)展，比如列車軸重的加大、機(jī)車牽引質(zhì)量的提高及行車密度的增加，勢(shì)必對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生更多不利影響，使得橋梁的病害越來越顯著，橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命大大縮短。如果不加干涉任其發(fā)展，必然會(huì)給橋梁結(jié)構(gòu)帶來一定的安全隱患。在運(yùn)營(yíng)重載道路橋梁線上，如果橋梁發(fā)生故障，修復(fù)起來就比較困難，輕則減速慢行，重則中斷交通，勢(shì)必影響到運(yùn)營(yíng)部門的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)既有橋涵進(jìn)行必要的維修管理，可以有效提高橋涵的承載能力和通行能力，滿足新的交通運(yùn)輸需要。為確保道路橋梁的運(yùn)營(yíng)安全，道路橋梁的管理工作顯得很重要，同時(shí)也對(duì)重載道路橋梁橋梁的管理工作提出更高要求。目前，重載道路橋梁橋梁的管理中存在若干不足之處，主要有：①?zèng)Q策的針對(duì)性有待提高。決策者對(duì)橋梁的技術(shù)狀態(tài)了解不清，制定橋梁的養(yǎng)護(hù)維修順序存在盲目性，疏于對(duì)一些損壞較嚴(yán)重橋梁的養(yǎng)護(hù)管理，僅根據(jù)經(jīng)驗(yàn)制定一些檢查和維修計(jì)劃，并且對(duì)細(xì)節(jié)的工作介紹不詳。按客觀規(guī)律辦事的維修組織管理理念不強(qiáng)，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)和落實(shí)精細(xì)化管理有待提高。②理論研究在實(shí)踐應(yīng)用中有待深化。對(duì)重載道路橋梁橋梁進(jìn)行大量的理論研究工作，這些理論成果在實(shí)際深化和轉(zhuǎn)化中不強(qiáng)，例如橋梁檢測(cè)新技術(shù)、橋梁健康檢測(cè)技術(shù)、橋梁安全評(píng)估和橋梁養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)如何更好地應(yīng)用到實(shí)際中。③管理人員梯隊(duì)建設(shè)有待完善。對(duì)橋梁的管理工作首先得具體到個(gè)人，然而目前的管理工作中管理人員的職責(zé)及分工不明確，基層的生產(chǎn)任務(wù)和安全責(zé)任落實(shí)不到位，一線技術(shù)人員的數(shù)量有限，并且專業(yè)能力及對(duì)相關(guān)儀器的操作能力和熟練程度有待提高?；鶎尤藛T簡(jiǎn)化標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)程序等。管理上的不當(dāng)使得橋梁在使用過程中出現(xiàn)的各種病害得不到及時(shí)消除，不能滿足橋梁的正常使用狀態(tài)，嚴(yán)重縮短橋梁使用壽命，甚至發(fā)生橋梁倒塌等重大事故。

3 橋梁損傷評(píng)定方法

3.1 承載能力評(píng)定法

承載力試驗(yàn)評(píng)定法分為兩種，竣工試驗(yàn)評(píng)定、荷載試驗(yàn)評(píng)定?？⒐ぴ囼?yàn)針對(duì)設(shè)計(jì)、施工進(jìn)行檢測(cè)，判斷橋梁能否投入使用。荷載試驗(yàn)適用于不敏感橋梁損傷，這種損傷源于橋梁設(shè)計(jì)、施工。承載力試驗(yàn)評(píng)定法可以對(duì)舊橋損傷程度進(jìn)行檢測(cè)，但檢測(cè)精度不夠，不能實(shí)現(xiàn)損傷安全評(píng)定。目前，承載能力試驗(yàn)評(píng)定法可以檢測(cè)出橋梁損傷情況，但不能全面反映橋梁損傷積累情況。

3.2 結(jié)構(gòu)可靠性評(píng)定法

結(jié)構(gòu)可靠性方法源于可靠度理論，該理論通過分析可靠指標(biāo)，并進(jìn)行指標(biāo)之間的比較，得出損傷橋梁的安全結(jié)論。結(jié)構(gòu)可靠性評(píng)定方法分為兩種：一種直接計(jì)算橋梁可靠指標(biāo)U，并與可靠指標(biāo)UT相對(duì)應(yīng)；另一種，基于可靠度評(píng)價(jià)規(guī)范，直接計(jì)算可靠指標(biāo)，包括：失效、結(jié)構(gòu)分析、荷載、抗力等模型，并以可靠指標(biāo)計(jì)算橋梁結(jié)構(gòu)安全性。目前，歐美國(guó)家制定了類似的評(píng)估規(guī)范，而中國(guó)尚未完成對(duì)舊橋梁承載力評(píng)定規(guī)范的修訂。

3.3 疲勞斷裂評(píng)定方法

疲勞斷裂評(píng)定方法認(rèn)為，在橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)點(diǎn)上，出現(xiàn)細(xì)微損傷，損傷持續(xù)積累，使得應(yīng)變值超過限制，造成橋梁不可愈合變形?；炷敛牧显谕獠凯h(huán)境作用下，受到輕微的拉、壓、剪、切作用，就會(huì)在砂漿基體與骨料連接處發(fā)生劣化。目前，勞斷裂評(píng)定法在使用復(fù)合材料建造的橋梁損傷檢測(cè)效果顯著，但對(duì)混凝土橋梁的失效性檢驗(yàn)效果略差。疲勞斷裂法主要用于鋼橋損傷檢測(cè)，這是因?yàn)殇摌驌p傷是由主裂紋增長(zhǎng)導(dǎo)致。

3.4 層次分析法

層次分析法源于灰色理論，主要進(jìn)行橋梁底層工作狀態(tài)評(píng)定，適用范圍非常廣泛。層次分析法采用權(quán)重形式，進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)的綜合分析，分析每個(gè)指標(biāo)（桿件損傷）變化對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的影響。層次分析法的評(píng)定可以通過專家咨詢、專家評(píng)估等方式，讓損傷結(jié)果更加符合客觀實(shí)際，并確定重點(diǎn)影響指標(biāo)。層次分析法可以讓繁雜的評(píng)估變得更加簡(jiǎn)潔、實(shí)用，被廣泛應(yīng)用于鋼構(gòu)橋梁損傷的測(cè)定中。

4 損傷橋梁主體的加固與維護(hù)管理策略

4.1 橋梁加固、改造對(duì)策

①鋼結(jié)構(gòu)加固。鋼橋損傷后可以通過鋼板加貼進(jìn)行加固，并利用桿件進(jìn)行焊接、拴接，以此提高橋梁結(jié)構(gòu)剛度。同時(shí)，針對(duì)無(wú)法加固的構(gòu)建，進(jìn)行必要地更換，諸如，受腐蝕的下拉索、主纜索股等。鋼橋加固后，需要進(jìn)行必要調(diào)度防腐涂抹，并采用先進(jìn)的防腐材料和措施。②混凝土結(jié)構(gòu)加固?；炷良庸谭椒ㄖ饕ǎ赫迟N鋼板法，實(shí)現(xiàn)對(duì)裂縫的封閉，提高構(gòu)件的承載力；預(yù)應(yīng)力加固法，通過合理布置錨固，通過構(gòu)件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和承載力；碳纖維加固法，通過粘貼優(yōu)越的碳纖維，提高混凝土的構(gòu)件強(qiáng)度。上述加固方法實(shí)施以后，需要對(duì)裂縫進(jìn)行封閉，防止腐蝕性氣體的侵入，諸如，沿海城市的海風(fēng)。同時(shí)，對(duì)加固后的混凝土進(jìn)行表面涂裝，必要時(shí)，更換主梁。③圬工結(jié)構(gòu)加固。圬工結(jié)構(gòu)位于受損橋梁的墩位、臺(tái)基處，容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性開裂。圬工結(jié)構(gòu)加固主要通過裂縫封閉，預(yù)應(yīng)力修補(bǔ)，以及碳纖維加固。

4.2 提高橋梁安全性的對(duì)策

管理部門定期對(duì)橋梁進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，合理利用養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，提高橋梁的持久性、耐用性。管理部門進(jìn)行橋梁維護(hù)過程中，主要采取以下對(duì)策：首先定期檢測(cè)受損橋梁，利用損傷原理進(jìn)行安全評(píng)定，并利用綜合損傷識(shí)別技術(shù)，針對(duì)薄弱位置，進(jìn)行重點(diǎn)養(yǎng)護(hù)，減少檢測(cè)的盲目性，通過橋梁養(yǎng)護(hù)效率；其次依據(jù)橋梁損傷情況，采取最優(yōu)養(yǎng)護(hù)策略，并且依據(jù)橋梁損傷評(píng)定結(jié)果，對(duì)通過車輛進(jìn)行限速、限載、限高，并減少通行車道，或者定期維護(hù)受損橋梁，清理排水管、伸縮縫、支座等位置，同時(shí)針對(duì)橋梁鋼筋、構(gòu)件、拉索、主纜等易損位置，進(jìn)行定期防腐處理。

總之，在長(zhǎng)期使用過程中，道路橋梁非常容易出現(xiàn)損傷情況，傳統(tǒng)的橋梁損傷檢測(cè)手段不能進(jìn)行輕微損傷檢測(cè)，需要綜合多種檢測(cè)手段，進(jìn)行相應(yīng)的承載力試驗(yàn)，才能準(zhǔn)確測(cè)定橋梁損傷程度。橋梁損傷程度檢測(cè)，需要進(jìn)行局部、整體、長(zhǎng)期的檢測(cè)，準(zhǔn)確進(jìn)行損傷位置定位，提高損傷構(gòu)件的識(shí)別率，采取現(xiàn)代損傷修復(fù)技術(shù)進(jìn)行處理。

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