鋼便橋安全評(píng)估及養(yǎng)護(hù)管理要點(diǎn)研究

李成財(cái)

（中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江杭州 311122）

鋼便橋是為滿足道路通行需要修建的臨時(shí)性橋梁，具有架設(shè)快捷、載重量大、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。通車運(yùn)行后，隨著時(shí)間的推移，鋼便橋易出現(xiàn)螺母螺栓松動(dòng)、鋼材生銹、鋼管樁沉降、橋面鋪裝損害等問題。相關(guān)問題會(huì)帶來安全隱患，需要對(duì)鋼便橋進(jìn)行定期檢測(cè)，評(píng)估其結(jié)構(gòu)的安全性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并解決，保證鋼便橋在運(yùn)營(yíng)期間安全運(yùn)行。

1 鋼便橋評(píng)估方法研究

目前，用于評(píng)估橋梁狀況的規(guī)范主要包括《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》（JTG H11—2004）、《公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG/T 21—2011）及《城市橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ 99—2017）[1]等。在總結(jié)與分析前期研究的基礎(chǔ)上[2-3]，《城市橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ 99—2017）是評(píng)估鋼便橋結(jié)構(gòu)安全的有效方法，其結(jié)合鋼便橋主要病害，梳理并提取了鋼便橋密切相關(guān)的損壞評(píng)價(jià)要素，具有較高的適用性和可操作性。

采用狀況指數(shù)BCI表征橋梁結(jié)構(gòu)的完好狀態(tài)，使用結(jié)構(gòu)指數(shù)BSI表征橋梁不同組成部分的最不利單個(gè)要素的結(jié)構(gòu)狀況，基于層次分析法，分別對(duì)橋面系、橋梁上部結(jié)構(gòu)、橋梁下部結(jié)構(gòu)及橋梁整體狀況等進(jìn)行分析。

2 橋面系評(píng)估

用狀況指數(shù)BCIm表示橋面系的技術(shù)狀況，用結(jié)構(gòu)指數(shù)BSIm表示橋面系結(jié)構(gòu)狀況。BCIm和BSIm的計(jì)算：

式中：DPhi——第h類要素第i項(xiàng)損壞的扣分值；ωhi——第h類要素中第i項(xiàng)損壞的權(quán)重；MDPh——第h類要素中損壞的總扣分值；ωh——第h類要素的權(quán)重。

鋼便橋橋面系評(píng)估要素主要有橋面鋪裝、橋頭平順、伸縮裝置、排水系統(tǒng)、人行道、欄桿或護(hù)欄等，其對(duì)應(yīng)常見損壞主要為坑槽和坑洞；橋頭沉降和螺帽松動(dòng)；縫內(nèi)沉積物阻塞和伸縮縫處異常聲響；泄水管阻塞和橋面積水；網(wǎng)裂；松動(dòng)錯(cuò)位和丟失殘缺等。此外，還需要考慮鋼便橋橋上交通信號(hào)、標(biāo)志、標(biāo)線、照明設(shè)施有否腐蝕、老化、缺損等。

3 上部結(jié)構(gòu)評(píng)估

用狀況指數(shù)BCIs表示上部結(jié)構(gòu)的技術(shù)狀況，用結(jié)構(gòu)指數(shù)BSIs表示上部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)狀況，上部結(jié)構(gòu)的技術(shù)狀況需逐跨進(jìn)行。

BCIs和BSIs的計(jì)算：

式中：DPijk——第i跨上部結(jié)構(gòu)中第j類構(gòu)件第k項(xiàng)損壞的扣分值；ωijk——第i跨上部結(jié)構(gòu)中第j類構(gòu)件第k項(xiàng)損壞的權(quán)重；SDPij——第i跨上部結(jié)構(gòu)中第j類構(gòu)件的損壞的總扣分值；BCIsi——第i跨上部結(jié)構(gòu)的技術(shù)狀況指數(shù)；ωij——第i跨上部結(jié)構(gòu)第j類構(gòu)件的權(quán)重；b——橋梁跨數(shù)。

鋼便橋上部結(jié)構(gòu)評(píng)估要素主要有鋼結(jié)構(gòu)物和橫向連接，其對(duì)應(yīng)的常見損壞有油漆剝落、銹蝕、焊縫裂紋或開裂、鉚釘損失、螺栓松動(dòng)、連接件脫焊松動(dòng)；連接件斷裂、梁體異常振動(dòng)等。

4 下部結(jié)構(gòu)評(píng)估

用狀況指數(shù)BCIx表示下部結(jié)構(gòu)的技術(shù)狀況，用結(jié)構(gòu)指數(shù)BSIx表示下部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)狀況，下部結(jié)構(gòu)的技術(shù)狀況應(yīng)逐墩（臺(tái)）進(jìn)行。

BCIx和BSIx的計(jì)算：

式中：DPjkl——第j號(hào)墩（臺(tái)）下部結(jié)構(gòu)中第k類構(gòu)件第l項(xiàng)損壞的扣分值；ωjkl——第j號(hào)墩（臺(tái)）下部結(jié)構(gòu)中第k類構(gòu)件第l項(xiàng)損壞的權(quán)重；SDPjk——第j號(hào)墩（臺(tái)）下部結(jié)構(gòu)中第k類構(gòu)件的總扣分值；BCIxj——第j號(hào)墩（臺(tái)）下部結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況指數(shù)；ωjk——第j號(hào)墩（臺(tái)）下部結(jié)構(gòu)中第k類構(gòu)件的權(quán)重；b——橋梁跨數(shù)。

鋼便橋下部結(jié)構(gòu)評(píng)估要素主要有橋墩（臺(tái)）和基礎(chǔ)，其對(duì)應(yīng)的常見損壞有橋墩（臺(tái)）與基礎(chǔ)有無(wú)滑動(dòng)、傾斜、下沉、凍拔等；臺(tái)背填土有無(wú)沉降、裂縫、擠壓、隆起等；鋼管樁及橫向連接有無(wú)銹蝕，防腐油漆有無(wú)剝落、隆起、變色等，焊縫有無(wú)開裂，鉚釘和螺栓有無(wú)松動(dòng)、損壞或丟失等；擴(kuò)大基礎(chǔ)地基有無(wú)侵蝕；樁基頂段在水位漲落、干濕交替變化處有無(wú)沖刷磨損等。

5 鋼便橋整體狀況評(píng)估

根據(jù)鋼便橋橋面系、上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的技術(shù)狀況指數(shù)，鋼便橋整體技術(shù)狀況指數(shù)BCI計(jì)算：

式中：ωm——橋面系的權(quán)重；ωs——上部結(jié)構(gòu)的權(quán)重；ωx——下部結(jié)構(gòu)的權(quán)重。

鋼便橋完好狀況評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 鋼便橋完好狀況評(píng)估標(biāo)

6 鋼便橋養(yǎng)護(hù)要點(diǎn)分析

鋼便橋養(yǎng)護(hù)指為了確保鋼便橋始終處于正常工作及安全運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，對(duì)其進(jìn)行的檢查、檢測(cè)、評(píng)估、保養(yǎng)維修及檔案資料與安全防護(hù)管理等工作。科學(xué)的鋼便橋評(píng)估是開展養(yǎng)護(hù)工作的基礎(chǔ)，損害要素把控是否得當(dāng)、檢測(cè)人員素質(zhì)高低等是影響評(píng)估結(jié)果的關(guān)鍵因素。

合理的檢測(cè)與養(yǎng)護(hù)周期是持續(xù)掌握鋼便橋狀態(tài)、及時(shí)修復(fù)橋梁損壞、保證其結(jié)構(gòu)安全的重要條件。需要對(duì)鋼便橋的重點(diǎn)損害監(jiān)測(cè)、養(yǎng)護(hù)團(tuán)隊(duì)建設(shè)、養(yǎng)護(hù)體系建立等管理工作要點(diǎn)高度關(guān)注。

6.1 重點(diǎn)損害監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)病害

鋼便橋重點(diǎn)損害主要包括易出現(xiàn)的損害以及對(duì)結(jié)構(gòu)安全影響大的損害，如瀝青路面破損、橋面系坑槽坑洞、人行道護(hù)欄斷裂、鋼結(jié)構(gòu)物螺栓銹蝕及松動(dòng)變形等。鋼便橋病害的早期表現(xiàn)較為輕微，在日常的管養(yǎng)工作中有針對(duì)性地關(guān)注重點(diǎn)部位損害，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，阻斷損害發(fā)展、降低養(yǎng)護(hù)成本。

在鋼便橋管養(yǎng)工作中，應(yīng)當(dāng)明確日常養(yǎng)護(hù)及定期養(yǎng)護(hù)的重要位置和工作內(nèi)容，及時(shí)對(duì)易發(fā)生損害和橋梁最大受力點(diǎn)等關(guān)鍵部位進(jìn)行檢查與養(yǎng)護(hù)，保證其結(jié)構(gòu)安全與正常運(yùn)行。還需要將與常見損害密切相關(guān)的要素納入監(jiān)控范圍，如監(jiān)控過橋車輛噸位、監(jiān)控大件運(yùn)輸?shù)龋员銓⒐莛B(yǎng)工作前置，降低不良外界因素對(duì)橋梁的影響。

6.2 養(yǎng)護(hù)團(tuán)隊(duì)建設(shè)

鋼便橋養(yǎng)護(hù)工作需要做到日常化、精細(xì)化、科學(xué)化，即需要根據(jù)鋼便橋的特性與具體情況，結(jié)合相關(guān)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，研究并采取合理的檢測(cè)、評(píng)估及養(yǎng)護(hù)手段，為鋼便橋安全運(yùn)行提供保障。

鋼便橋檢測(cè)是否全面精細(xì)、橋梁養(yǎng)護(hù)是否及時(shí)有效，與養(yǎng)護(hù)團(tuán)隊(duì)密切相關(guān)。高素質(zhì)的養(yǎng)護(hù)團(tuán)隊(duì)是保證鋼便橋養(yǎng)護(hù)工作順利開展的關(guān)鍵因素，應(yīng)注重養(yǎng)護(hù)人才隊(duì)伍建設(shè)。

（1）將鋼便橋養(yǎng)護(hù)的專業(yè)培訓(xùn)融入養(yǎng)護(hù)管理人員的日常工作中，進(jìn)一步增強(qiáng)其知識(shí)儲(chǔ)備、提升其業(yè)務(wù)能力，并注重對(duì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的借鑒與總結(jié)。

（2）鋼便橋的日常檢測(cè)與養(yǎng)護(hù)工作在一定程度上存在重復(fù)性與煩瑣性，容易使養(yǎng)護(hù)人員產(chǎn)生懈怠與敷衍心理，應(yīng)做好質(zhì)量教育、完善監(jiān)督機(jī)制，落實(shí)檢測(cè)養(yǎng)護(hù)責(zé)任制，將提升養(yǎng)護(hù)人員內(nèi)部認(rèn)知與加強(qiáng)外部監(jiān)督相結(jié)合，進(jìn)一步提升養(yǎng)護(hù)人員的綜合素質(zhì)。

6.3 養(yǎng)護(hù)體系建立

鋼便橋養(yǎng)護(hù)包括損害檢測(cè)、鋼便橋評(píng)估、保養(yǎng)維修、安全防護(hù)、檔案資料管理等多項(xiàng)工作，需要建立合理的養(yǎng)護(hù)體系，確保各項(xiàng)工作落實(shí)到位、銜接有序。

（1）在研究規(guī)范與實(shí)際狀況的基礎(chǔ)上，形成簡(jiǎn)明適用的指南或手冊(cè)，做好交底，明確鋼便橋養(yǎng)護(hù)的重點(diǎn)損壞部位、檢測(cè)養(yǎng)護(hù)周期、保養(yǎng)維修工作關(guān)鍵點(diǎn)等。

（2）建立包含鋼便橋基礎(chǔ)信息、病害及損壞、歷史養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)等資料的檔案庫(kù)，確保各信息全面真實(shí)、方便取用，以便為后續(xù)養(yǎng)護(hù)工作的開展提供參考與支撐。

（3）利用信息化手段，如運(yùn)用實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、BIM平臺(tái)等，進(jìn)一步增強(qiáng)損害檢測(cè)的實(shí)時(shí)性、鋼便橋評(píng)估的科學(xué)性，探索各病害產(chǎn)生、發(fā)展與變化的特點(diǎn)及規(guī)律，提高鋼便橋養(yǎng)護(hù)與管理水平。

7 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，鋼便橋運(yùn)營(yíng)期間安全檢測(cè)難度高、涉及面廣，應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持“預(yù)防為主，防治結(jié)合”的原則，以承重部位為重點(diǎn)，加強(qiáng)日常巡查及全面養(yǎng)護(hù)。應(yīng)進(jìn)一步應(yīng)用現(xiàn)代傳感器、通信、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，優(yōu)化組合結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)、綜合報(bào)警、數(shù)據(jù)分析處理、結(jié)構(gòu)評(píng)估等功能，實(shí)時(shí)監(jiān)督與檢測(cè)鋼便橋在環(huán)境、荷載等因素作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)，為科學(xué)管理提供依據(jù)，保證鋼便橋安全運(yùn)營(yíng)、延長(zhǎng)其使用壽命。