城市桥梁外观评估方法.doc

第五节桥梁技术状况评估
一、桥梁技术状况评估方法综述
桥梁结构技术状况评估的核心是建立桥梁技术状况评估模型,通桥梁检测(主要是定期检测)采集必要的技术数据,并对这些数据进行分析处理,提炼出能够用于桥梁评估的参数,最后完成桥梁状态的综合评估。
在目前桥梁护养管理实践中,桥梁常用的技术状况评估方法如下。
1、基于目视检测的桥梁状态评估法
基于目视检测的桥梁状态评估法是通过有经验的桥梁技术工作人员对桥梁进行全面检测,根据相关养护技术规程等规范,用文字描述和定量检测结果对桥梁质量进行分类、评估。此类评估技术主要依赖大量的主观定性信息,取值决定于工程师自身的经验和判断。
2、设计规范验算评定法
以设计规范为基础的验算评定法一般可根据《公路旧桥承载能力鉴定方法》,由实测材料性能,结构几何尺寸,支承条件、外观缺陷以及通行荷载,按照桥梁结构的计算理论来评定承载能力,通常采用鉴定系数来评定。这种方法偏于保守,难以反映结构退化后的受力状况。上述评定法只能得出对桥梁综合技术状况的大致结论,为了得到桥梁技术状况更为准确的判定结论,则需要采用专门的实桥荷载实验法。
3、专家系统评估法
专家系统评估法就是利用桥梁专家的只是和经验,通过计算机系统对桥梁的安全性进行评估。在对具体数据处理时,有很多不同的方法,如常规综合评定法、模糊综合评定法、灰色关联度评定法、模糊神经网络法等。
4、可靠度评定法
根据结构可靠度理论的评估方法,是在确保用最少费用达到容许安全等级,从而有效利用资金。对于既有桥梁,其荷载和抗力都是不确定的、随时间变化的随机过程。随着工作荷载的增加及结构的破损,桥梁结构可靠度随渐渐减小。该方法扔处于研究阶段。
二、基于《城市桥梁养护技术规范》(CJJ 99—2003)的评估法
目前常用的桥梁技术状态指标(Bridge Condition Index,简称BCI)的评分方法又称分层加权法,这是一种基于目检的桥梁状态评估法。它采用层次分析法把影响桥梁状态的因素条理化,层次化,建立起多层的层次关系结构模型,即根据定期检测的损坏状况及其扣分值,逐级、分层加权,最终得到桥梁各部分以及全桥的BCI。其层次关系如图2-11所示
《城市桥梁护养技术规范》(CJJ 99—2003)中规定,II~V类养护的城市桥梁技术状况的评估方法采用BCI评分方法。该方法与以往的评估方法相比,具有以下优点:
(1)概念明确、方法简单,具体化了病毒类型,在底层的扣分项上,针对具体的构件病毒程度进行,增强了外观调查的客观性。
(2)不需要对桥梁各部分的损坏进行评分,仅需要对各部分的损坏状况进行现场描述和记录,降低了对定期检测人员的要求,使得一般的养护人员经过简单培训便可从事定期检测的工作。
(3)能考虑不同桥梁类型的特点。不同的桥梁类型,由于其组成不同、受力特点不同,所以权重也不相同。
(4)评估方法详细到构件,评估过程可以准确反应具体的损坏部位,便于根据数据的积累监视桥梁状况的恶化过程,使得养护人员不仅知道整个桥梁的综合状况,也能了解桥梁具体组成部分的损坏状况。
(5)在维修策略上直接考虑评分较低层参评构件,即维修策略针对较底层构件,这有利于确定维修优先级,特别有助于维修效益——利润分析,很适用于桥梁网络级信息管理系统。
将该方法的原理编制成软件模块,可以嵌入现有的桥梁管理系统,作为相应的评估模块使用。这样桥梁检测的信息数据经过系统分析处理后,可以得到桥梁及构建的评估结果。具体程序是:
由有经验的桥梁技术人员对桥梁及各部件进行定期检测。
在定期检测现场,检测人员更具相关规范规定的用文字描述的定性和定量的检测表格,对桥梁哥哥细部构件的各种损害类型的程度状况进行检测判断。
在桥梁管理系统中,将各细部构件的各种损害类型的检测判断结果转换为扣分值,再通过评估系统的BCI计算模型,计算出相应的权重,并综合得到桥梁各细部构件的BCI评分。
系统根据各细部构件的BCI评分,有下至上,先部位再综合,逐层计算桥面系、上部结构、下部结构的BCI评分,直至计算出桥梁的总体得分。
最后根据全桥评估的总分划定桥梁的技术状况等级。
桥面系技术状况指数BCIm
首先计算桥面系的技术状况,采用桥面系状况指数BCIm表示。桥面系工6个要素:桥面铺装、伸缩装置、排水系统、人行道、栏杆和桥头平顺度。
根据这6个要素的损坏扣除分值,按式(2-1)计算BCIm值:
(2-1)
式中:
——桥面系的评估要素,即表示桥面铺装、桥头平顺、伸缩装置、排水系统、人行道和栏杆;
——桥面系第类要素中第项损坏的扣分值,见表2-12;
——桥面系第类要素中第项损坏的权重,由式计算而得,其中根据第项损坏的扣分占桥面系第类要素中的所有损坏扣分值的比例计算而得;
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