張臣

（中交元洋（大連）橋梁水下檢測有限公司，遼寧 大連 116026）

0 引言

橋梁結(jié)構(gòu)的重要功能之一是跨越江、河、湖、海。橋墩、橋臺、基礎(chǔ)等橋梁水下構(gòu)件是橋梁結(jié)構(gòu)的重要組成部分，其安全性是橋梁結(jié)構(gòu)安全運營的重要保障。橋梁水下構(gòu)件的環(huán)境比陸上結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜、惡劣，硫酸鹽的化學(xué)作用、凍融、船舶碰撞等多種因素均可造成構(gòu)件的損傷，這些水下構(gòu)件的損傷將降低橋梁的耐久性和承載能力，危及橋梁的安全運營。相對于橋梁上部結(jié)構(gòu)日益成熟的檢測方法、養(yǎng)護辦法和豐富的檢測設(shè)備及方法，水下結(jié)構(gòu)的檢測和養(yǎng)護還比較薄弱[6]。

隨著《公路橋梁水下構(gòu)件檢測技術(shù)規(guī)程》（T/CECS G:J56—2019）（以下簡稱《技術(shù)規(guī)程》）的發(fā)布，橋梁水下構(gòu)件檢測工作有了規(guī)范依據(jù)，但橋梁水下檢測評定還是依據(jù)《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準》（JTG/T H21—2011）（以下簡稱《評定標(biāo)準》），二者在銜接上還存在一定的不連貫。本文通過研究，新增了部分橋梁水下構(gòu)件病害及分級辦法，梳理了橋梁水下部件構(gòu)件與其對應(yīng)病害之間的對應(yīng)關(guān)系，提出了專門針對橋梁水下結(jié)構(gòu)、部件、構(gòu)件、病害的四層綜合評定法，旨在使橋梁水下檢測工作與技術(shù)狀況評定工作的銜接更為嚴謹，結(jié)果更為準確，為后期的養(yǎng)護決策提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支持。

1 橋梁水下結(jié)構(gòu)評定方法

根據(jù)《評定標(biāo)準》，橋梁下部結(jié)構(gòu)包括翼墻耳墻、錐坡護坡、橋墩、橋臺、墩臺基礎(chǔ)、河床、調(diào)治構(gòu)造物共7 個部件，其中橋墩、橋臺、墩臺基礎(chǔ)、河床、調(diào)治構(gòu)造物等5 個部件有可能處于水下[1]。本文所研究的評價體系采用四層綜合評定法，分為4 個層次：第一層為橋梁水下結(jié)構(gòu)總體評定層；第二層為橋墩、橋臺、墩臺基礎(chǔ)、河床、調(diào)治構(gòu)造物層等5 個水下部件層；第三層為水下橋墩、橋臺、墩臺基礎(chǔ)、河床、調(diào)治構(gòu)造物層水下構(gòu)件層；第四層為各個構(gòu)件對應(yīng)的病害層。評價體系架構(gòu)如圖1 所示。如進行全橋技術(shù)狀況評定，可不計算第一層水下總體結(jié)構(gòu)層，只計算到部件層或者構(gòu)件層，將部件、構(gòu)件得分代入全橋技術(shù)評定中計算得到全橋技術(shù)狀況評定得分。

圖1 橋梁水下結(jié)構(gòu)總體評定

2 橋梁水下結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況及養(yǎng)護對策

2.1 橋梁水下結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況分類

為使本文研究成果與我國現(xiàn)行的相關(guān)規(guī)范良好銜接[5]，將橋梁水下結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況評定等級分為1 類、2類、3類、4類、5類，如表1所示。

表1 橋梁水下結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況評定等級表[3]

表1（續(xù)）

2.2 橋梁水下結(jié)構(gòu)養(yǎng)護對策

根據(jù)評定結(jié)果，對橋梁水下結(jié)構(gòu)采取相應(yīng)的養(yǎng)護措施，如表2所示。

表2 橋梁水下結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況等級與養(yǎng)護對策

表2（續(xù)）

2.3 橋梁水下結(jié)構(gòu)權(quán)重取值

根據(jù)《評定標(biāo)準》，下部結(jié)構(gòu)有7個部件，其中水中部件為5個，翼墻耳墻、錐坡護坡不屬于水下部件。按照《評定標(biāo)準》，將這兩個部件的權(quán)重值按照既有部件權(quán)重在全部既有權(quán)重中按比例進行分配，最終5個水下部件權(quán)重值如表3所示。若橋墩、橋臺未涉水，同樣可按照此方法將其權(quán)重分配給剩下的墩臺基礎(chǔ)、河床、調(diào)治構(gòu)造物部件[2]。

表3 橋梁水下部件權(quán)重值

3 新增橋梁水下構(gòu)件病害指標(biāo)及分級辦法

3.1 摩擦樁基礎(chǔ)病害指標(biāo)及分級

摩擦樁基礎(chǔ)的承載力由樁側(cè)摩阻力及樁端阻力二者共同承受[4]，《評定標(biāo)準》中關(guān)于樁基的病害指標(biāo)更多是針對擴大基礎(chǔ)，而摩擦樁基礎(chǔ)的沖刷對橋梁承載力影響非常大，摩擦樁樁基礎(chǔ)受到?jīng)_刷之后，摩擦樁的有效入土樁基長度發(fā)生變化，樁側(cè)的摩擦力隨著入土樁長的減小而降低，進而影響樁基整體的承載能力。因此本文提出新增摩擦樁基礎(chǔ)病害指標(biāo)及分級，如表4所示。

表4 摩擦樁基礎(chǔ)沖刷指標(biāo)分級

3.2 端承樁基礎(chǔ)沖刷病害指標(biāo)及分級

端承樁是穿過軟弱土層，進入深層堅實土壤和基巖的持力層的樁，主要由樁尖阻力來承擔(dān)主要荷載，沖刷對端承樁的承載能力影響較小，但沖刷深度過大對其樁基穩(wěn)定性有一定影響[4]。本文提出新增端承樁基礎(chǔ)病害指標(biāo)及分級，如表5所示。

表5 端承樁基礎(chǔ)沖刷指標(biāo)分級

4 結(jié)語

橋梁檢測工程師在橋梁水下檢測以及后續(xù)技術(shù)狀況評定工作中，遇到《技術(shù)規(guī)程》與《評定標(biāo)準》銜接不連貫以及部分水下指標(biāo)缺少對應(yīng)評定標(biāo)準的情況時，容易出現(xiàn)評定方法應(yīng)用不當(dāng)、病害指標(biāo)分級不當(dāng)?shù)葐栴}。本文的研究解決了以下幾方面問題：

（1）研究并提出了針對橋梁水下結(jié)構(gòu)的四層綜合評定法；

（2）研究并提出了橋梁水下結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況分類及對應(yīng)各技術(shù)狀況等級橋梁水下結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護對策，并給出了橋梁水下部件權(quán)重表及權(quán)重劃分辦法；

（3）新增橋梁水下構(gòu)件摩擦樁與端承樁的病害指標(biāo)及分級辦法，便于工程師對橋梁水下結(jié)構(gòu)的準確評定。