鄭 彪
(山西省交通科學(xué)研究院 橋梁工程防災(zāi)減災(zāi)山西省重點實驗室,山西 太原 030006)
隨著山西省公路交通的不斷建設(shè),安全運營與養(yǎng)護難度日益加大。從1996年山西省第一條高速公路——太原至舊關(guān)高速公路建成通車以來,截至2017年底,全省高速公路和普通干線公路橋梁合計8 000 多座,梁式橋占到一半以上,且持續(xù)快速增長。隨著運營時間的增加、自然環(huán)境的侵蝕以及重載車輛的通行,大部分公路已進入維修養(yǎng)護階段,公路養(yǎng)護工作顯得越來越重要。橋梁在公路交通中起著紐帶的作用,使其處于安全狀態(tài)運營是公路交通管理部門的一項重要工作。
隨著橋梁使用年限的增加,老化橋梁數(shù)量、病害類型及損傷程度均呈現(xiàn)快速增長的趨勢,而地方管理養(yǎng)護部門受人力、物力、財力等因素的制約,不能在有限時間內(nèi)對所有橋梁及時進行維修養(yǎng)護;準(zhǔn)確判定橋梁技術(shù)狀況等級及關(guān)鍵影響因素,已成為首要任務(wù)。這就要求準(zhǔn)確掌握橋梁的技術(shù)狀況等級,并對其進行精準(zhǔn)維修養(yǎng)護。
通過大量的國省干線及高速公路梁式橋梁定期檢查,在運用《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》中,存在著以下幾個問題,并結(jié)合經(jīng)驗及實際情況,提出自己的看法。
在梁式橋梁中,經(jīng)常見到滲水現(xiàn)象,且滲水處伴有白色晶體析出,隨著水的不斷侵蝕,會造成鋼筋銹脹,混凝土剝落,嚴(yán)重影響橋梁的耐久性。
在梁式橋梁上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件技術(shù)狀況評定中應(yīng)加入滲水這一病害類型,并結(jié)合圬工拱橋、鋼筋混凝土拱橋中關(guān)于滲水的評定標(biāo)準(zhǔn),考慮到梁式橋梁的滲水所能達到的最高標(biāo)度類別,作出如表1 所示滲水評定標(biāo)準(zhǔn)。
表1 梁式橋梁滲水評定標(biāo)準(zhǔn)
在大量的定期檢查過程中,經(jīng)常發(fā)現(xiàn)存在一些修補現(xiàn)象,而修補質(zhì)量的好與差,直接關(guān)系到該病害的后續(xù)發(fā)展。在實際檢測過程中,工作人員應(yīng)結(jié)合實際情況,對修補效果作出評定,加入修補這一病害類型,具體評定標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。
表2 梁式橋梁修補評定標(biāo)準(zhǔn)
在大量的定期檢查過程中,經(jīng)常發(fā)現(xiàn)橋梁下部空間堆積較多秸稈或者果木樹枝,容易引起火災(zāi),造成梁體混凝土被熏黑,嚴(yán)重的造成混凝土保護層剝落,鋼筋受熱變形,嚴(yán)重影響橋梁的承載能力,建議加入災(zāi)害隱患這一病害類型,具體評定標(biāo)準(zhǔn)如表3所示。
表3 火災(zāi)隱患評定標(biāo)準(zhǔn)
梁式橋梁的病害類型蜂窩、麻面、剝落、掉角、空洞、孔洞均為混凝土的表觀缺陷,將其分為不同的病害類型,且在技術(shù)狀況評定時進行疊加,會使一些構(gòu)件的得分較低,影響橋梁的總體等級,建議將其合并為混凝土表觀缺陷這一病害類型,具體評定標(biāo)準(zhǔn)如表4。
表4 混凝土表觀缺陷
在梁式橋梁支座的病害類型中,支座脫空是一種常見的病害,但關(guān)于支座脫空的評定,根據(jù)《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG/T H21—2011)中表5.3.1-3“板式支座位置串動、脫空或剪切超限”,若支座一旦出現(xiàn)脫空,標(biāo)度則直接評為4 度,未將脫空的多少范圍進行描述,導(dǎo)致支座的分值較低,若出現(xiàn)脫空,支座整體將評定為4 類,較不合理。建議將支座脫落按范圍占比進行評定相應(yīng)的標(biāo)度,具體評定標(biāo)準(zhǔn)如表5。
表5 板式支座脫空
在《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG/T H21—2011)中,關(guān)于構(gòu)件數(shù)量n值未給出明確的解釋,只是提出n值為第i類部件的構(gòu)件總數(shù),并列出了與n值相應(yīng)的t值的對應(yīng)關(guān)系表,而t值則直接影響橋梁部件的技術(shù)狀況評分。
因此,n的取值不同,造成評分的計算也不同。例如:若將1 跨整體現(xiàn)澆箱梁當(dāng)成1 個構(gòu)件來評定,假設(shè)其蜂窩麻面標(biāo)度為2,剝落掉角標(biāo)度為2,裂縫標(biāo)度為2,則該整體現(xiàn)澆箱梁的最終評分為47.33;若將該整體現(xiàn)澆箱梁按模板節(jié)段劃分為10個構(gòu)件,假設(shè)其蜂窩麻面位于第1 節(jié)段且標(biāo)度為2,剝落掉角位于第5 節(jié)段且標(biāo)度為2,裂縫位于第8節(jié)段且標(biāo)度為2,則該整體現(xiàn)澆箱梁的最終評分為87.68[1]。
由以上所舉示例,不難看出n的取值對構(gòu)件最終評分的影響,因此合理的選擇n值就特別重要,建議關(guān)于梁式橋梁構(gòu)件數(shù)n的取值見表6[2]。
表6 構(gòu)件數(shù)n值
《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG/T H21—2011)將橋梁總體技術(shù)狀況評定等級分為5 類:1 類分?jǐn)?shù)區(qū)間為[95,100],2 類分?jǐn)?shù)區(qū)間為[80,95),3 類分?jǐn)?shù)區(qū)間為[60,80),4 類區(qū)間為[40,60),5 類區(qū)間為[0,40)[3]。
可以看出,3 類橋相對1 類、2 類的分?jǐn)?shù)區(qū)間較廣,而4 類、5 類橋則存在較大或嚴(yán)重的缺損,需要及時進行加固維修處置,因此3 類橋的缺損情況或者評定分值的情況,將是養(yǎng)護部門關(guān)注的一個重點問題[4]。
為使養(yǎng)護工作者關(guān)注點更加具有針對性,建議將3 類的分?jǐn)?shù)區(qū)間再細(xì)分為3 個區(qū)間,分為:3-Ⅰ分?jǐn)?shù)區(qū)間為[75,80),3-Ⅱ分?jǐn)?shù)區(qū)間為[65,75),3-Ⅲ分?jǐn)?shù)區(qū)間為[60,65)。通過上述分?jǐn)?shù)區(qū)間的再劃分,使分?jǐn)?shù)在60~65 區(qū)間段即3-Ⅲ類的橋梁能更加引起重視,成為養(yǎng)護工作的重點。
在關(guān)于裂縫評定標(biāo)準(zhǔn)中,多次提到裂縫超限、裂縫未超限,建議在橋梁技術(shù)狀況評定部分加入關(guān)于裂縫限值的規(guī)定。
由于橋梁技術(shù)狀況評定中大多數(shù)為運營期橋梁,考慮到回彈強度及保護層厚度測試、碳化深度測試均需采用儀器測量,且屬于橋梁承載能力評定中的項目,建議去掉這3 個病害類型,在技術(shù)狀況評定中不進行上述3 個項目的評定。
在類比構(gòu)件面積、截面尺寸時,不能明確到底是針對哪一個面積,例如一片預(yù)制箱梁,構(gòu)件面積是指所有面展開的面積,還是指病害所在的腹板、底板或者是翼板的面積,建議明確構(gòu)件面積、截面尺寸為病害對應(yīng)面上的面積和尺寸。
橋梁技術(shù)狀況評定等級作為養(yǎng)護工作者決策的主要依據(jù),需要更加準(zhǔn)確地進行評定打分,以上是在大量的定期檢查過程中,應(yīng)用《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG/T H21—2011)對梁式橋梁進行技術(shù)狀況等級評定時的一些建議,供檢測工作者借鑒參考。