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城市桥梁技术状况评估方法及过程

2023-08-10 18:17:16  作者：中钢国检
城市桥梁在城市的建设和发展过程中发挥着举足轻重的作用，在对城市桥进行技术状况评定时，为了得到科学准确的数据，需要依据一定的原则和方法。
 
评定原则
按照《城市桥梁养护技术标准》(CJJ 99-2017)桥梁评定的相关要求，采用考虑桥梁各部件权重的综合评定方法或重要部件最差的缺损状况对全桥总体技术状况等级进行评定。
 
I类~V类养护的城市桥梁技术状况评估应包括：桥面系，上部结构，下部结构和全桥评估。应采用先构件后部位再综合及单项直接控制指标相结合的办法评估。

II类~V类养护的城市桥梁应以桥梁状况指数BCI确定桥梁技术状况，应以桥梁结构指数BSI确定不同组成部位的结构状况，应按分层加权法根据桥梁定期检测记录，对桥面系、上部结构、下部结构进行评分扣分进行评估，再综合得出整座桥梁技术状况的评估。
 
桥梁状况评估方法
 
本次检测的桥梁技术状况评估方法按照《城市桥梁养护技术标准》（CJJ 99-2017）的相关内容进行。桥面系的技术状况应采用桥面系状况指数BCIm表示；桥面系的结构状况应采用桥面系结构指数BSIm表示。根据桥面铺装、桥头平顺、伸缩装置、排水系统、人行道和栏杆等要素的损坏扣分值，BCIm和BSIm应按下列公式计算：

式中：

h——桥面系的评价要素，包括桥面铺装、桥头平顺、伸缩装置、排水系统、人行道和栏杆；
a——桥面系评价要素的总数；
MDPh——桥面系第h类要素中损坏的综合扣分值；当MDPh<max(DPhi)时，取值为max(DPhi)；当MDPh>100时，取值为100；

ωh——桥面系第h类要素的权重；

DPhi——桥面系第h类要素中第i项损坏的扣分值；

ωhi——桥面系第h类要素中第i项损坏的权重；

μhi——桥面系第h类要素中第i项损坏的扣分值占桥面系第h类要素中所有损坏扣分值的比例。

 

表1 桥面系各要素权重值

评估要素

权重

评估要素

权重

桥面铺装

0.30

排水系统

0.10

桥头平顺

0.15

人行道

0.10

伸缩装置

0.25

栏杆或护栏

0.10

 

注：在计算BCIm时，未出现的要素其权重应按剩余要素权重的比例关系重新分配给剩余要素。

桥梁上部结构状况的评估应逐跨进行，然后再计算整座桥梁上部结构的技术状况指数。桥梁上部结构的结构状况应采用上部结构状况指数表示。和应按下列公式计算：
 

式中：
BCIsi——第i跨上部结构技术状况指数；
 
b——桥梁跨数；
SDPij——第i号墩（台）上部结构中第j类构件的综合扣分值；MDPh<max(DPhi)时，取值为max(DPhi)；当MDPh>100时，取值为100；
 
ωij——第i跨上部结构中第j类构件的权重，按表5取值；
DPijk——第i跨上部结构中第j类构件第k项损坏的扣分值；
ωijk——第i跨上部结构中第j类构件第k项损坏的权重；
μijk——第i跨上部结构中第j类构件第k项损坏的扣分值占第j类构件所有损坏扣分值的比例。

 

表2 上部结构各要素权重值

构件类型

权重

构件类型

权重

主梁

0.60

横向联系

0.40

 

注：在计算BCIs时，未出现的构件类型其权重应按剩余构件类型权重的比例关系重新分配给剩余构件类型。
 
桥梁下部结构技术状况的评估应逐墩（台）进行，然后再计算整座桥梁下部结构你的技术状况指数BCIx；桥梁下部结构的结构状况采用下部结构的结构状况指数BSIx表示，按下列公式计算BCIx、BSIx值：

 

式中：BCIxj——第j号（墩）台下部结构技术状况指数；
b——桥梁跨数；
SDPjk——第j号（墩）台下部结构中第k类构件的综合扣分值；当SDPjk<max(DPhi)时，取值为max(DPjkl)；当SDPjk>100时，取值为100；
ωjk——第j号墩（台）下部结构中第k类构件的权重；
d——第j号墩（台）下部结构的构件类型数；
DPjkl——第j号（墩）台下部结构中第k类构件第l项损坏的扣分值；
ωjkl——第j号墩（台）下部结构中第k类构件第l项损坏的权重；
μjkl——第j号墩（台）下部结构中第k类构件第l项损坏的扣分值占第k类构件所有损坏扣分值的比例。
 
 

表3 梁式桥下部结构各要素权重值

部位

构件类型

权重

部位

构件类型

权重

桥墩

盖梁

0.15

桥台

台帽

0.15

墩身

0.30

台身

0.20

基础

0.40

基础

0.40

支座

0.15

耳墙（翼墙）

0.10

/

/

支座

0.15
注：在计算BCIx时，未出现的构件类型其权重应按剩余构件类型权重的比例关系重新分配给剩余构件类型。

 

表4 梁式桥组成部分的权重值

桥梁部位

权重

桥梁部位

权重

桥梁部位

权重

桥面系

0.15

上部结构

0.40

下部结构

0.45

 

桥梁评估等级与养护对策
桥梁上部结构、下部结构、桥面系以及整座桥梁结构的完好状况可按表5进行评估。

 

表5 桥梁完好状况评估标准

BCI*

［90，100］

［80，90）

［66，80）

［50，66）

［0，50）

评估等级

A

B

C

D

E
注：BCI*表示BCI、BCIm、BCIS或BCIx。
 
桥梁上部结构、下部结构、桥面系的结构状况可按表6进行评估。

 

表6 桥梁结构状况评估标准

BSI*

［90，100］

［80，90）

［66，80）

［50，66）

［0，50）

评估等级

A

B

C

D

E
注：BSI*表示BSIm、BSIS或BSIx。
 
根据城市桥梁在道路系统中的地位，依据CJJ 99－2017《城市桥梁养护技术规范》，Ⅱ～Ⅴ类城市桥梁完好状态宜分为五个等级：
A级——完好状态，BCI达到90～100，应进行日常保养。
B级——良好状态，BCI达到80～89，应进行日常保养和小修。
C级——合格状态，BCI以达到66～79，应进行专项检测后保养、小修。
D级——不合格状态，BCI达到50～65，应检测后进行中修或大修工程。
E级——危险状态，BCI小于50，应检测评估后进行大修、加固或改扩建工程。

 

单项控制指标

 
各种类型桥梁有下列情况之一时，即可直接评定为不合格级桥和D级桥：
1、Ⅲ、Ⅳ类环境下的预应力梁产生受力裂缝且裂缝宽度超过规范限值；
2、拱桥的拱脚处产生水平位移或无铰拱拱脚产生较大的转动；
3、钢结构节点板及连接铆钉、螺栓损坏在20%以上、钢箱梁开焊、钢结构主要构件有严重扭曲、变形、开焊，锈蚀削弱截面积10%以上；
4、墩、台、桩基出现结构性断裂缝，裂缝有开合现象，倾斜、位移、沉降变形危及桥梁安全时；
5、关键部位混凝土出现压碎或压杆失稳、变形现象；
6、结构永久变形大于设计规范值；
7、结构刚度达不到设计标准要求；
8、支座错位、变形、破损严重，已失去正常支承功能；
9、基底冲刷面达20%以上；
10、当通过桥梁验算检测，承载能力下降达25%以上；
11、人行道栏杆累计残缺长度大于20%或单出大于2m；
12、上部结构有落梁和脱空趋势或梁、板断裂；
13、预应钢筋锚头严重锈蚀失效；
14、钢-混凝土组合梁、桥面板发生纵向开裂，支座和两端区域发生滑移或开裂；斜拉桥拉索、锚具损伤；悬索桥钢索、锚具损伤；系杆拱桥钢丝、吊杆和锚具损伤；
15、其他各种对桥梁结构安全有较大影响的部件损坏。
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