公路橋梁承載能力檢測評定的應用和思考

文/交通運輸部公路科學研究院 和海芳

隨著我國橋梁發展逐漸進入養護期，橋梁養護任務更為艱巨，橋梁安全與耐久問題日益突出，對橋梁承載能力的評估要求也越來越高，對評定的內容、評定準確性等方面提出了更高的要求，橋梁承載能力檢測評定是橋梁養護中非常重要的環節，對做到“對癥下藥”、確保橋梁安全非常重要。

公路橋梁承載能力檢測評定，是公路橋梁進行維修加固的前提條件和主要依據。對于技術狀況等級為四、五類的橋梁，擬通過加固手段提高荷載等級的橋梁，以及遭受自然災害、突發事件或有超重車輛通行等造成橋梁損害時，應對橋梁結構進行承載能力檢測評定。目前，該項技術主要依托《公路橋梁承載能力檢測評定規程》進行應用。

我國現行的公路橋梁承載能力檢測評定規程共經歷了3個發展階段：第一階段是1988年發布的《公路舊橋承載能力鑒定方法（試行）》，即通常所說的88版規范；第二階段是2004年發布的《公路橋梁承載能力檢測評定規程》（報批稿），即通常所說的報批稿；第三個階段就是目前正在使用的《公路橋梁承載能力檢測評定規程》（JTG/T J21-2011），即通常所說的“11版規程”。

11版規程解決了檢測結果的定量化應用問題，采用根據橋梁檢查與檢測結果，引入分項檢算系數修正極限狀態設計表達式的方法評定承載能力，提高了橋梁承載能力評定的客觀性和可操作性。自應用以來對橋梁承載能力檢測評定工作起到了積極的促進作用，提升了橋梁承載能力評定的準確性和規范性。

公路橋梁承載能力檢測評定技術的應用

11版規程有鮮明的特點，它建立了基于橋梁檢測結果的承載能力評定方法體系，建立了系統的承載能力檢測評定指標體系，以及各檢測指標的定量或定性評定標準，明確了各類橋梁的檢算分析要點，提高了檢測評定效率。

11版規程科學化、規范化了公路橋梁承載能力檢測評定方法。首先，在對橋梁現狀進行檢查的基礎上，依據橋梁結構質量（缺損狀況、材質狀況與耐久性指標）檢測結果、結構固有模態參數測定結果，以及使用荷載調查分析情況等，借助橋梁結構設計或竣工資料，通過結構檢算分析，進行荷載效應和抗力效應的比較，繼而評定橋梁承載力。只有當采用基于檢查和檢測結果、以檢算分析為主的評定方法尚不足以評定橋梁承載能力時，如作用效應與抗力效應的比值在1.0至1.2之間時，可進一步用荷載試驗的方法評定橋梁結構的承載能力。

公路橋梁承載能力檢測評定方法流程

該方法及所適用的標準體系實用、經濟、合理、可靠，改變了我國公路橋梁承載力評定過分依賴荷載試驗鑒定的局面，總體上可節約橋梁承載力鑒定資金50%至60%；構建的公路橋梁承載力評定系數理論模型與計算方法，創造性地解決了橋梁部（構）件缺損狀況評定、固有模態參數測試、材質與耐久性參數檢測評價和運營車輛荷載調查等數據定量，應用于承載力評定的核心技術問題，并且在抗力調整系數與荷載效應調整系數的確定理論和取值依據方面，更為科學、先進、充分、合理與有效。

公路橋梁承載能力檢測評定技術的思考

從技術層面來講，目前該項技術的應用仍需要深入挖掘。總的來看，舊橋評估的目標可靠度問題、橋梁評估荷載問題、大件運輸通過問題、荷載試驗評估結構一致性問題、相關評定指標檢測方法及評定標度劃分標準問題、相關檢算系數的校準問題、檢算要點的細化問題，以及橋梁結構安全可靠性評價問題等都亟待解決。

評估荷載

目前，我國橋梁的交通狀況已經發生了很大的變化，交通量不斷增大，重載車不斷增多，車型以五軸、六軸，且六軸車居多。由于汽車荷載模式發生了很大變化，目前現有的相關規范也未有量化的標準，導致養護管理無從著手，所以需要逐步完善評估荷載標準。

目前，該項技術主要以設計荷載作為評估荷載，并以其為依據評價結構的安全性；在養護管理中也是以設計荷載作為管理荷載，以確保橋梁的運營安全。然而，橋梁設計荷載與實際運營荷載具有較大的差異性，一方面設計荷載不能反映實際橋梁荷載統計特征，另一方面我國現行橋梁設計汽車荷載標準采用車道均布荷載加集中力的形式，與實際運營荷載在形式上缺少必要的相似性。

針對以上問題，提出了運營荷載統計特征為基礎的橋梁評估荷載。該荷載形式是通過車輛密集運營狀態下的行車間距將目前橋梁實際通行，并且對橋梁運營安全影響顯著的主導車型組合而得的車隊荷載。該荷載形式不但能夠反映橋梁荷載運營水平，兼顧橋梁安全，同時可以滿足橋梁管養單位對運營荷載管理的實際需求，為橋梁養護管理工作提供技術支持。

橋梁耐久和使用壽命

環境對橋梁結構的影響是多方面的，影響因素比較復雜。公路橋梁承載能力檢測評定技術及其所應用的規程，從橋梁耐久性角度考慮了環境作用對橋梁承載能力的影響。但是，在具體應用過程中對環境的區劃分比較模糊，對不同環境區劃耐久性典型作用的規定不明確。此外，在《工程結構可靠性設計統一標準》（GB50153-2008）對我國公路橋涵設計使用年限給出了明確規定，隨著我國橋梁不斷老化，在役橋梁到達設計使用年限后的超期延續使用，將成為我國迫切需要解決的問題。那么，該類橋梁的承載能力評定應該考慮橋梁的剩余壽命，合理確定橋梁承載能力的評估周期及相關的評價指標，從而構建完整的超前服役橋梁承載能力檢測評定技術體系。

大件運輸通過評估

隨著我國現代化建設進程的加快，大型水利水電工程、化工廠、核電廠，甚至包括一些軍工產品都需要進行大件運輸，通常大件運輸也要求安全、經濟、便捷地到達目的地，這對公路橋梁提出了嚴峻的考驗，涉及到的問題包括運輸線路的選擇、橋梁承載能力的評估及承載能力評估不足橋梁的加固問題等。

對于公路橋梁而言，由于受到設計荷載等級的限制，往往不適應大件運輸過橋的需要，同時大件運輸過橋也極易造成既有橋梁的損壞，甚至發生重大事故。大件運輸通過時，沿線公路橋梁的設計年代不同、設計標準不同、施工質量不同，后期運營養護情況不同，橋梁自身技術狀況和承載能力狀況不同，而大件運輸往往有完成任務的時間限制，所以對大件運輸通過的橋梁提出了評估需求，希望采用合理的評定方法，迅速準確評定運輸線路上橋梁的承載能力情況。

針對此問題，提出了基于大件運輸的公路橋梁承載能力評估方法。該評估方法的提出主要涉及以下方面的內容，首先是沿線公路橋梁技術狀況調查方法，包括表觀、材質及特殊病害等；其次是大件運輸通過橋梁的承載能力檢算方法，主要包括控制荷載的選取、不同橋型的檢算要點等；再次是大橋運輸過橋時的動力效應控制方法，如沖擊等，還有大件運輸過橋時的監測和監控方法，承載能力不足橋梁的加固方法，著重要體現安全、經濟和合理。最后，提出大件運輸通過橋梁的評估程序、評估方法，以及大件運輸通過橋梁的控制方法和有效加固方法。

公路橋梁承載能力檢測評定關系到橋梁能否安全運營，所涉及的方法、標準涵蓋面廣、需求量大，隨著先進理論、先進技術的不斷發展，公路橋梁承載能力檢測評定技術將向著科學化、規范化的方向發展。同時，該技術的發展有助于促進行業技術進步，更好地為公路橋梁養護管理工作提供技術支撐。