葉祖強
(湖南金君工程科技有限公司,湖南 長沙410000)
隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展,我國的公路橋梁建設取得了舉世矚目的成就。一橋飛架南北,天塹變通途。我國大力發(fā)展橋梁建設項目,一座座橋梁在長江、黃河等大江大河上拔地而起。據(jù)交通運輸部發(fā)布的《2019 年交通運輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報》中數(shù)據(jù)顯示,2019 年末我國公路橋梁達87.83 萬座(6063.46 萬米),比上年增加2.68 萬座(494.86 萬米)。到目前,據(jù)不完全統(tǒng)計現(xiàn)代橋梁總數(shù)超過100 萬座。隨著橋梁服役時間越來越長,交通量和荷載等級不斷提高,橋梁養(yǎng)護管理不適應等問題,導致已運營橋梁不同程度的存在一些缺陷、病害,所以橋梁技術(shù)狀況評定應運而生,為橋梁養(yǎng)護維修提供了準確、可靠的依據(jù)。鑒于《公路橋梁技術(shù)狀況評定標準》(JTG/T H21-2011)未對構(gòu)件劃分、編號等方面作出明確規(guī)定,本文結(jié)合具體工程實例,針對懸澆箱梁橋上部承重構(gòu)件的技術(shù)狀況評定方法進行了分析研究。
某高速公路橋梁,建于2012 年,其主橋上部結(jié)構(gòu)為8 跨連續(xù)懸澆箱梁。2014 年度該橋上部結(jié)構(gòu)評定為1 類;2016 年度該橋上部承重構(gòu)件按48 個構(gòu)件進行部件評分為66.66 分,上部結(jié)構(gòu)評定為2 類,主要病害表現(xiàn)為箱梁頂板縱向裂縫、腹板斜向裂縫和縱向裂縫(縫寬均未超限);此次為該橋2018 年度定期檢查。
為便于分析論述,特對該橋上部承重構(gòu)件編號作如下規(guī)定:
2.1 規(guī)定自路線前進方向(里程增大),主橋依次為14#跨~21#跨,主墩為14#~20#墩。
2.2 連續(xù)箱梁編號與懸臂施工時一致,如a-b-c#塊表示a#跨b#墩箱梁T 懸臂的第c 節(jié)梁段,面向路線前進方向,每一梁段又分左腹板、右腹板、左翼板、右翼板、頂板和底板六個斷面部位。
該橋上部承重構(gòu)件箱內(nèi)外病害類型及標度見表1。
評定計算根據(jù)《公路橋梁技術(shù)狀況評定標準》條文規(guī)定,結(jié)合有關(guān)研究成果[1-3]執(zhí)行。
由評定計算方法可知,在對橋梁上部承重構(gòu)件進行部件技術(shù)狀況評定前,首先就必須弄清楚構(gòu)件的數(shù)量n,才能根據(jù)病害類型及標度計算出ux,進而得出PMCI;再根據(jù)n 查表得出對應t值,最終計算出PCCI。然而標準并沒有給出具體橋型的構(gòu)件劃分方法,因此采取的構(gòu)件劃分方法不同,技術(shù)狀況評定結(jié)果也就不同,以下通過四種劃分方法進行分析闡述。
4.2.1 8 個構(gòu)件
此方法將單跨箱梁劃分為一個整體構(gòu)件,如果該跨箱梁局部存在某種或多種缺陷病害,就認為該構(gòu)件同時存在所有病害類型,評定時須扣除所有病害類型對應的計算扣分值,具體評分見表2。
表2 部件技術(shù)狀況評定一覽表
評定計算得分為59.4,達到了4 類。根據(jù)標準條款3.2.4,當橋梁主要部件技術(shù)狀況評定標度達到4 類時,意味著材料有嚴重缺損,或出現(xiàn)中等功能性病害,且發(fā)展較快;結(jié)構(gòu)變形小于或等于規(guī)范值,功能明顯降低[4]。分析認為該橋的現(xiàn)狀很顯然不符合上述情況,只是因為構(gòu)件劃分方法不當,局部的缺陷以偏概全地拉低了單跨的整體評分。
4.2.2 48 個構(gòu)件
此方法根據(jù)箱梁橫斷面結(jié)構(gòu)形式,將單跨箱梁劃分為左腹板、右腹板、左翼板、右翼板、頂板和底板六個斷面構(gòu)件,如果某一梁段斷面存在某種或多種缺陷病害,就認為該跨斷面構(gòu)件存在所有病害類型,評定時須扣除所有病害類型對應的計算扣分值,具體評分見表3。
表3 部件技術(shù)狀況評定一覽表
評定計算得分為76.8,達到了3 類。根據(jù)標準條款3.2.4,當橋梁主要部件技術(shù)狀況評定標度達到3 類時,意味著材料有中等缺損,或出現(xiàn)輕微功能性病害,且發(fā)展緩慢,尚能維持正常使用功能[4]。分析認為該橋的現(xiàn)狀基本符合上述情況。
4.2.3 160 個構(gòu)件
此方法根據(jù)箱梁在懸臂施工過程中劃分的梁段單元作為單個構(gòu)件,劃分的構(gòu)件數(shù)量較多,在評定計算過程中能針對各個梁段進行單獨評分,具體評分見表4。
表4 部件技術(shù)狀況評定一覽表
評定計算得分為74.9,與第2 種構(gòu)件劃分方法得出的結(jié)果基本相同。
進而假設第2 種構(gòu)件劃分方法評定計算中無病害的其它32 個斷面構(gòu)件均在單個梁段范圍內(nèi)存在砼局部剝落掉角的情況,均扣25 分,再次評定計算得分為60.1,較之前減少16.7 分,變化較大,等級接近于4 類;而按照第3 種構(gòu)件劃分方法再次評定計算得分為69.9 分,較之前減少5.0 分,變化較小。此時,很顯然第3 種構(gòu)件劃分方式得出的評定結(jié)果更合理。
4.2.4 960 個構(gòu)件
此方法根據(jù)箱梁在懸臂施工過程中劃分的梁段單元,結(jié)合箱梁橫斷面結(jié)構(gòu)形式,將每梁段又劃分為左腹板、右腹板、左翼板、右翼板、頂板和底板六個部位構(gòu)件,劃分構(gòu)件單元數(shù)量多,在評定計算過程中能針對范圍較小的各個梁段部位進行單獨評分,具體評分見表5。
評定計算得分為78.8,與第2 種和第3 種構(gòu)件劃分方法得出的結(jié)果基本相同。
同樣假設第2 種構(gòu)件劃分方法評定計算中無病害的其它32 個斷面構(gòu)件均在單個梁段范圍內(nèi)存在局部剝落掉角的情況,均扣25 分,按照第4 種構(gòu)件劃分方法再次評定計算得分為78.0分,較之前減少0.8 分,變化可忽略不計。由此可見,第3 種和第4 種構(gòu)件劃分方法在評定結(jié)果上沒有本質(zhì)上的區(qū)別。
表5 部件技術(shù)狀況評定一覽表
綜上所述,針對懸澆箱梁上部承重構(gòu)件的技術(shù)狀況評定,總結(jié)如下:
5.1 將單跨箱梁作為一個構(gòu)件劃分是不可取的,評定結(jié)果較片面、無代表性。
5.2 當缺陷主要公布在單跨箱梁少數(shù)斷面上時,將單跨箱梁按橫斷面結(jié)構(gòu)形式劃分是可取的,評定結(jié)果較合理,評定工作量亦較小;當缺陷普遍分布在單跨箱梁各斷面上時,不建議采納此方法。
5.3 一般情況下,根據(jù)懸臂施工梁段單元(可不考慮橫斷面結(jié)構(gòu)形式)進行構(gòu)件劃分,評定結(jié)果合理、準確,但評定工作量相對較大。
5.4 建議在現(xiàn)場采集缺陷數(shù)據(jù)時,病害位置按照第四種構(gòu)件劃分方法進行編號記錄,為準確評定作好準備,也為后期養(yǎng)護維修人員尋找缺陷位置提供方便。