混凝土剛架拱橋技術(shù)狀況評定方法適用性分析

王身寧，吳海軍

(重慶交通大學(xué)土木建筑學(xué)院)

剛架拱橋是我國獨有的一種輕型拱橋，興起于上世紀(jì)七十年代末，在我國廣有分布。經(jīng)過二三十年的運營，此類橋梁已大多不能滿足逐漸激增的交通量對橋梁安全運營的要求，面臨拆除重建或者維修加固的命運。客觀、全面地對剛架拱橋進行技術(shù)狀況評定，掌握病害的特征和程度，是剛架拱橋拆除重建或維修加固的決策基礎(chǔ)，更可以為維修加固工作找出重點，方便對癥下藥。

1 剛架拱橋檢查單元劃分及編號

依據(jù)工程經(jīng)驗及剛架拱橋結(jié)構(gòu)特點，建議剛架拱橋檢查單元依照如下原則劃分:橋跨按里程樁號編排第一跨、第二跨、…、第n 跨;各跨的檢查單元編號，按照從右到左的的順序逐個編號。作為剛架拱橋的主要部分，其上部結(jié)構(gòu)主要分為拱片、微彎板、橫向聯(lián)系和橋面板等，其檢查單元劃分方式如下:

剛架桁架拱片包括拱片及微彎板梁部分，兩部分編碼都由兩位字碼組成X－X 的形式，第一位所指拱片及微彎板所在第幾跨，第二位表示從橋梁右側(cè)數(shù)過來第幾片拱片或者微彎板，依次編號。需要注意的是，兩片拱片間的微彎板并不連續(xù)，而是分成若干部分，在單元劃分中，將兩片拱片間所有的微彎板劃成一個單元。

橫向聯(lián)系編碼方式與微彎板類似。

實際檢測中，為了準(zhǔn)確描述病害所處的位置，橫向聯(lián)系可用三位字碼表示，第一位和第二位同上所述，第三位表示從小樁號方向往大樁號方向數(shù)第幾個橫向聯(lián)系。一般在微彎板的上部會有鋼筋混凝土現(xiàn)澆橋面板，建議將橋面板按每跨一個進行劃分。

以上構(gòu)件劃分方式根據(jù)混凝土剛架拱橋結(jié)構(gòu)和受力特點設(shè)計，劃分合理明確，便于操作。

2 剛架拱橋部件評分權(quán)重的對比

2.1 《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》部件權(quán)重的構(gòu)成

《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》將所有的橋型都分解為表1 所示部件及權(quán)重進行評分，對于剛架拱橋如按照《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》進行技術(shù)狀況評定，其部件分類與權(quán)重如表1 所示。

表1 按照《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》進行剛架拱橋技術(shù)狀況評定的部件及權(quán)重

續(xù)表1

2.2 《城市橋梁養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》中的劃分

《城市橋梁養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》中，也沒有針對橋型的評價單元劃分，評價部件及各部件的評分權(quán)重見表2。

表2 《城市橋梁養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》中剛架拱橋構(gòu)架劃分

2.3 《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》中部件權(quán)重構(gòu)成

利用《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》進行剛架拱橋技術(shù)狀況評定時，可以依照直接適用于剛架拱橋的構(gòu)件及部件劃分及其權(quán)重來進行評定。評價部件及各部件的評分權(quán)重見表3。

表3 《公路橋梁技術(shù)評定標(biāo)準(zhǔn)》中剛架拱橋構(gòu)件劃分

續(xù)表3

3 對比評價

《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》與《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》中剛架拱橋部件的劃分及部件權(quán)重對比如表4 所示。

表4 評定標(biāo)準(zhǔn)與養(yǎng)護規(guī)范中各部權(quán)重對比

從表4 可以看出:

(1)《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》將墩、臺、基礎(chǔ)的權(quán)重進行了較大幅度的降低，由47 降至35.2。這一調(diào)整是合理和必要的，因為拱橋的主要承重部件在上部，下部的重要性不及上部。

(2)《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》將上部構(gòu)件的權(quán)重值由25 提升至40，使上部構(gòu)件成為拱橋最重要的部件，這是一個基于拱橋結(jié)構(gòu)和受力特性的合理調(diào)整。

(3)《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》將翼墻、耳墻的權(quán)重由1 提升至8，提升幅度700%，這是《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》相對于《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》部件權(quán)重絕對提升程度最大的提升。

(4)《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》取消了《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》中支座和橋頭與橋頭跳車兩項。支座的取消與橋型有關(guān)，剛架拱橋一般不設(shè)支座。“橋頭跳車”的取消則是對整個部件劃分的優(yōu)化，“橋頭跳車”并非一個獨立的部件，《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》將此檢查評分項歸到了橋面鋪裝的檢查中。

(5)《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》相較于《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》其他權(quán)重增加的檢查項包括:橋面鋪裝、伸縮縫裝置、人行道、欄桿護欄、排水系統(tǒng)。

(6)《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》相較于《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》其他權(quán)重降低的檢查項包括:錐坡、護坡、河床、調(diào)治構(gòu)造物。

表5 評定標(biāo)準(zhǔn)與城市橋梁養(yǎng)護規(guī)范中部件權(quán)重對比

從表5 可以看出:

(1)《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》中墩、臺、基礎(chǔ)的權(quán)重相對于《城市橋梁養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》有較小程度的提高，由31.5 升至35.2。這一調(diào)整是合理的，更科學(xué)地反應(yīng)出下部結(jié)構(gòu)對橋梁的重要性。

(2)《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》將翼墻、耳墻的權(quán)重由2.25 提升至8，將橋面鋪裝的權(quán)重由4.5 提升至8，權(quán)重的增加程度較大反映出新的工程實踐中，翼墻、耳墻及橋面鋪裝得到了更大程度的重視。

(3)《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》取消了《城市橋梁養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》中支座和橋頭平順兩項。支座的取消與橋型有關(guān)，剛架拱橋一般不設(shè)支座。橋頭平順的取消則是對整個部件劃分的優(yōu)化，橋頭平順并非一個獨立的部件，《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》將這檢查評分項歸到了橋面鋪裝的檢查中。

(4)《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》相較于《城市橋梁養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》其他權(quán)重增加的檢查項包括:伸縮縫裝置、人行道、欄桿護欄、排水系統(tǒng)。

(5)《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》相較于《城市橋梁養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》其他權(quán)重降低的檢查項包括:錐坡、護坡、河床沖刷。

(6)《城市橋梁養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》未設(shè)置照明、標(biāo)志及調(diào)治構(gòu)造物的檢查項，相對于《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》來說，有欠考慮。

4 實橋評定結(jié)果比較

采用兩種方法對增城市雁塔大橋新橋主橋進行技術(shù)狀況評定，對比評定過程和結(jié)果可以有發(fā)現(xiàn)如下:

(1)使用《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》全橋得分為66.2，使用《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》則全橋得分為76.35。但由于《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》和《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》對橋梁分值與技術(shù)狀況之間關(guān)系的界定標(biāo)準(zhǔn)不同，雁塔橋依照《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》和《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》評得的技術(shù)狀況分別為二類和三類。

(2)《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》規(guī)定二類橋梁需要進行小修;三類橋梁需要進行中修。《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》對橋梁技術(shù)狀況的界定為3 類—有中等缺損，尚能維持正常使用功能。《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》的“五類”和《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》的“五類”并不能對等，《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》四、五類月對應(yīng)于《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》的第五類，標(biāo)準(zhǔn)的前四類是將《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》的前三類進行了細化，方便對橋梁技術(shù)狀況做出更精確的界定。

(3)從實橋狀況來，雁塔大橋新橋經(jīng)過數(shù)年的運營，一些病害已經(jīng)顯現(xiàn)，需要進行處置，使用《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》進行技術(shù)狀況評分為76.35，接近二、三類橋梁的中間值80，界定為有中等缺損尚能維持正常使用功能的三類橋，符合橋梁的實際狀況。使用《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》碎界定為需要進行小修的二類橋，但無論是從實橋狀況還是六十多分的得分來看，進行小修能否解決問題都是有待商榷的。

5 結(jié) 論

基于上述比較分析，可以得出下述結(jié)論:

(1)在構(gòu)件劃分的針對性上，《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》相較于《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》和《城市橋梁養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》都更加合理。《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》中僅有一種試圖適用于所有橋型的單元劃分方式，《城市橋梁養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》中僅有針對一般拱橋的單元劃分方式，以上兩種單元劃分方式均不能反映出剛架拱橋的特點。《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》克服這一不足，設(shè)置有針對剛架拱橋的的單元劃分方式，與橋型特點相適應(yīng)，較為科學(xué)合理。

(2)對于剛架拱橋，《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》中部分構(gòu)件的評分權(quán)重有較為合理的調(diào)整。如將下部構(gòu)件的總權(quán)重由47 降至35.2，將上部構(gòu)件的權(quán)重由25 提升至40，這一調(diào)整體現(xiàn)了近年來在理論和實踐中對于拱橋上、下部位重要性認識的轉(zhuǎn)變，上部結(jié)構(gòu)是拱橋的主要承重結(jié)構(gòu)。翼墻、耳墻、橋面鋪裝的權(quán)重也有所增加，做到了與近年來的理論研究和工程實踐經(jīng)驗相適應(yīng)。

(3)在評價構(gòu)件設(shè)置的合理性方面，《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》具有優(yōu)勢。《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》和《城市橋梁養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》將“橋頭跳車(橋頭平順)”作為一個評價部件，這種將病害現(xiàn)象作為部件的做法是不合理的，《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》將“橋頭跳車(橋頭平順)”的檢查評定融入了橋面系的檢查評定中，體現(xiàn)了構(gòu)件劃分的一致性。此外，剛架拱橋不設(shè)支座，《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》在剛架的檢查評定中取消了支座這一部件。

(4)《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》對各部件的評分標(biāo)度有較為詳細的描述，便于參照執(zhí)行。《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》中使用“一般”、“中等”、“嚴重”等主觀性大的描述和評定方法，不易保證評定結(jié)果的客觀性。

(5)在《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》的數(shù)年來的應(yīng)用中，存在如下問題:

①沒有按橋型進行分類，按不同橋型劃分部件，所有橋型均采用一種方法，一種權(quán)重進行評定，缺乏對矛盾特殊性的考慮。

②實際定期檢查評定工作中，大部分的四類五類橋都是采用最差部件評定法及專家評定法評定出的結(jié)果，很少有采用綜合評定法評定出四類五類橋的，分數(shù)很難扣下去。

③實際工作中當(dāng)存在某座橋梁沒有設(shè)置部件，如單跨橋梁無橋墩、部分橋梁無人行道等類似情況。沒有相應(yīng)方法處置該類情況。橋墩、部分橋梁無人行道等類似情況。沒有相應(yīng)方法處置該類情況。

(6)《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》中構(gòu)件的評定指標(biāo)對應(yīng)于該類構(gòu)件的典型病害，依照《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》對剛架拱橋進行技術(shù)狀況評定，對橋梁的養(yǎng)護管理也有重要的實踐和參考意義。

綜上所述，相對于《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》和《城市橋梁養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》而言，《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》有針對剛架拱橋的構(gòu)件劃分方式，各部件的權(quán)重分配較為合理，可操作性和客觀性強，依照《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》對剛架拱橋進行檢查評定可以反映出剛架拱橋的特點，保證剛架拱橋檢查評定結(jié)果的針對性和合理性。因此，建議依照《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》對剛架拱橋進行技術(shù)狀況評定。

［1］張浩.剛架拱橋病害分析及體外預(yù)應(yīng)力加固探索.重慶:重慶交通大學(xué)，2012.

［2］公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范(JTG H11－2004)［S］.

［3］公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)(JTGT H21－2011)［S］.［4］城市橋梁養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范(CJJ99－2003)［S］.

［5］陳灝.淺談剛架拱橋的病害分析與加固設(shè)計［J］.黑龍江交通科技，2011，(1):96.

［6］孫燕.剛架拱橋維修加固技術(shù)的研究［D］.重慶交通大學(xué)，2011.