貴州省農村公路橋梁安全風險評價體系研究

祝永勝

（貴州省公路局，貴州 貴陽 550001）

1 引言

隨著貴州省交通運輸的不斷發展，農村公路橋梁的建設、養護和管理在新的時期又有了更高的要求。貴州省多為山地，中小跨徑的橋梁數目居多，這些橋梁可能因為設計年代久遠、施工操作不當和養護不及時等因素導致橋梁的安全性能降低，同時由于橋梁服役時間較長，加之管理人員對風險分析的認識不夠全面，這將會加劇中小跨徑橋梁的病害形式和數量。因此，能夠根據貴州省本地交通情況，準確地對農村公路橋梁進行病害分析和安全風險評估，對農村公路橋梁的安全和發展至關重要。

2 貴州省農村公路橋梁現狀

貴州省處于我國西南內陸區腹地，地勢西高東低，擁有諸多山脈和丘陵，其山高谷深的地理特點造就了低等級農村公路橋梁為主體，中小跨徑橋梁的數量在目前統計的貴州省橋梁中占據多數，大跨徑橋梁占比較少的現象。中小跨徑橋梁的橋型一般為拱式橋（板拱、其他拱橋）和梁式橋（空心板梁和整體現澆板梁）較多。基于貴州省農村公路橋梁以拱式橋和梁式橋為主體的特點，本文選取數量較多的拱式橋和梁式橋為主要研究對象。

3 橋梁安全風險評價

農村公路橋梁在設計階段、施工階段、養護階段和管理階段對橋梁的安全都存在風險，這種不確定性的風險最終將影響結構的安全，而這些風險因素可以歸納為橋梁安全風險。

橋梁安全風險可能存在橋梁的全生命周期的任何階段，由于交通運輸的不斷發展，對于橋梁的使用荷載需求不斷增大，而相當多的中小型老橋設計存在年代久遠和年久失修等問題，其承載能力可能滿足不了現在的使用要求，其安全風險存在著較大的隱患，橋梁的整體穩定性和耐久性大幅度下降，這將會對貴州省交通運輸造成巨大的損失。因此，采取一種安全有效的風險分析方法將會對現役橋梁具有重要意義，可提前預警安全隱患，為貴州省農村公路橋梁提供安全可靠的研究方法，減少不必要的經濟損失。

農村公路橋梁的安全風險評價流程如圖1所示，主要分為識別、判斷、評價和控制4個階段，即首先選取主要評價指標，其次建立評價體系，然后計算安全風險評價等級，最終選擇相應的保護措施。

圖1 農村公路橋梁安全風險評價流程

貴州省農村公路橋梁多為中小跨徑橋，且繁多的橋梁種類和跨徑造就了結構形式復雜多樣，這些不確定的因素勢必會對結構的安全性造成負擔，同時橋梁的服役時間亦和耐久性和安全性存在一定的聯系。因此，亟需對農村公路橋梁進行安全風險評價。

上述已經提到在橋梁的設計、施工、養護和管理過程中都可能存在區域安全隱患，因此無法對所有可能存在風險因素進行分析，這就需要選擇一種合理的方法進行評價。首先，可選擇中小跨徑橋梁的典型病害進行分析，橋梁的上、下部構件和橋面系上經常存在隱患，常見的病害有上部結構泛堿和滲水，下部結構開裂，橋面系破損等，根據這些構件上的典型病害來建立貴州省農村公路中小跨徑橋梁安全評價指標體系。安全風險評價是基于可靠的指標體系來開展的，在分析時應綜合考慮實際工程中影響橋梁整體穩定性、耐久性和適用性的因素。

通過分析貴州省中小跨徑農村公路橋梁的隱患風險，再結合相應的標準規范，最終選取了基于拱式橋和梁式橋的安全性評價體系，如圖2和圖3所示。其影響的主要因素為上、下部結構和橋面系的病害。

圖2 拱式橋橋梁安全風險評價

圖3 梁式橋橋梁安全風險評價

4 橋梁技術狀況評定

4.1 部件層權重構建

根據《公路橋梁技術狀況評定標準》和《公路橋涵養護規范》等標準規范，建立了適合于貴州省農村公路小跨徑橋梁的權重分配方式，如表1所示。

表1 橋梁權重分配表

4.2 構件層權重構建

構件層主要基于拱式橋和梁式橋進行權重構建，2個橋型的主要差異在上部結構，拱式橋選取的上部部件為主拱圈、拱上結構和橋面板，梁式橋選取的上部構建為主梁、橫隔板和支座等部件，詳細信息見表2、表3。

表2 拱式橋梁構建權重分配表

表3 梁式橋梁構建權重分配表

4.3 評定等級

根據標準規范，橋梁的評定等級由完好功能狀態直至處于危險狀態主要分為5類，詳見表4和表5。

表4 橋梁總體評定等級

表5 橋梁技術狀況分類界限表

橋梁的技術狀況評定方式可按式（1）計算，主要分為橋梁上、下部結構和橋面系3個部件。

式中：

BT為農村公路橋梁的上部結構評價分數，范圍為0～100；

BS為農村公路橋梁下部結構評價分數，范圍為0～100；

BD為農村公路橋梁的橋面系評價分數，范圍為0～100；

n為橋梁部件的種類個數；

Wi第i類部件的權重，按表2規定取值；橋梁總體評價分數可按式（2）計算。

式中：

Br為農村公路橋梁的總體評價分數，范圍為0～100；

WD為農村公路橋梁中橋面系與全橋的比重參照表3確定；

WT為農村公路橋梁上部部件，在全橋中的比重參照表3確定；WS為農村公路橋梁下部部件，在全橋中的比重參照表3確定。

5 結語

本文對貴州省農村公路橋梁安全風險評價體系進行了研究，主要結論如下。

（1）根據貴州省農村公路橋梁常見的病害和隱患，選取了對橋梁安全性影響較大的因素，結合相關標準規范，建立了拱式橋和梁式橋中小跨徑橋梁安全性評價指標體系。

（2）基于貴州省農村公路橋梁安全性評價指標體系，分別對拱式橋和梁式橋的部件層和構建層等重新劃分權重，建立了一套適合于貴州省內農村公路橋梁實際的安全風險評價體系。