摘要：本文根据现场检查情况和运用规范在桥梁检查中的差生的差异进行分析，最后对荷载试验的理解认识进行了探讨，为更全面、准确地按现行规范开展桥梁检查评定工作提供参考。
关键词：桥梁检查；技术状况评定；荷载试验
0 引言
随着国家交通建设的发展，公路桥梁数量也日益增长，桥梁运营过程中，难免会出现局部损坏。为充分利用现有的公路桥梁，使之能安全地为公路运输服务，又能减少资源的浪费，所以大量的运营桥梁需要进行养护管理，桥梁技术状况的检查就是养护管理的重要组成之一。与此同时，桥梁建设中采用新结构形式、新材料和新工艺的情况也越来越普遍，为了积累这方面的工程经验和验证施工质量亦有必要开展一些必要的检测工作。
笔者根据现行检测规范的规定，结合桥梁检查中的一些典型情况，对公路桥梁检查中常见的一些问题进行了梳理和探讨，以期得到桥梁工作者的重视，拟为规范的制定和更新作参考。
1检查依据的常见问题
桥梁检查作为判断桥梁实际状况的重要手段之一，它是对桥梁结构及部件的材料质量和工作性能方面所存在的缺损状况进行详细检测、判断和评价的过程[4]。要对桥梁技术状况进行评定，就必然离不开检查评定依据，在实际检查过程中，主要发现存在以下问题：
（1）、检查评定规范差异性
当前桥梁检查分为经常性检查、定期检查和特殊检查，也有针对桥梁的某一构件或某种病害进行的专项检查。对桥梁检查结果进行评定的方法主要包括技术状况评定、承载力评定以及其他评定，而桥梁技术状况评定又是最常见最主要的评定。桥梁进行技术状况评定主要依据交通部颁布的《公路桥涵养护规范》（JTG H11-2004）[1]和《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG/T H21-2011）[2]相关规定执行。但两本规范在对桥梁技术状况评定的规定有诸多差异，前者技术状况评定是行业标准，是从桥梁部件开始，后者是行业推荐标准，是从从桥梁构件上开始。笔者认为，总体上后者计算准确度要高于前者。前者中规定了考虑桥梁各部分权重的综合评定法、考虑桥梁重要部件最差缺损状况的评定法以及对照桥梁技术状况评标标准的参照法，后者中规定采用分层综合评定与五类桥梁单项控制指标相结合的方法，亦可采用最差缺损状况评定法[5]。
当采用公路桥涵养护规范中考虑权重的综合评定法对桥梁技术状况进行评定时，其分类界限见表1所示，而公路桥梁技术状况评定标准中桥梁总体技术状况分类界限见表2所示。显然，基于养护规范的分类界限未明确四类和五类的区分限值，其划分精度不如基于评定标准的分类界限精细。单从总体评分来看，公路桥梁技术状况评定标准提高了评分的限值。由于两种评定系统的差异，在桥梁检查中容易存在的一个问题是：受检桥梁前次检查与本次检查采用的评定规范不一致，在未对桥梁进行维修整治的情况下可能会导致前次检测评定的技术状况差于本次检测评定的技术状况。如某同一座桥梁在2015年检查时采用公路桥梁技术状况评定标准评定为3类，2018年检查时采用公路桥涵养护规范评定为二类，但期间未对其进行病害处治。这容易造成桥梁养护管理工程师认为桥梁技术状况变好的误解或者怀疑检测结果的误区，究其根本原因就在于两次检测采用的评定依据不一致。因此，某些情况下，两本规范标准在对桥梁技术状况进行评定时可能会存在明显的不协调或相矛盾的情况。而且相关部门至今未颁布文件对可能出现的上述问题进行明确的阐述说明，建议在后续规范更新中考虑这一影响。
表1 基于养护规范的分类界限
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表2 基于评定标准的分类界限
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（2）、规范中未明确的相关问题
笔者在运用公路桥梁技术状况评定标准对桥梁进行检查时，发现一些问题规范未明确要求或阐述：
a、部分病害规范中未明确列出，缺乏检查和评分的详细依据。在按公路桥梁技术状况评定标准对桥梁进行定期检查时，如桥梁局部位置有植物生长，其根系的发育势必会造成裂缝扩展、构件材料性能的退化等，但规范中并未明确要求这一病害；再比如，对于某些靠近城镇的桥梁，可能会有水管或其他设施附属在桥梁结构上，这明显会增加桥梁荷载，桥下也可能存在易燃物堆积情况，这对桥梁结构造成一定的安全隐患。因此，对于该规范中并未明确规定的病害等情况，检测技术人员应根据桥梁实际情况进行综合分析判断，将其病害或加速病害发展的情况展示在检测报告中，必要时以公路桥涵养护规范的相关要求作为补充。
b、对于各种不同结构类型的桥梁，哪些部件是必须具备的情况规范中未明确要求。在对桥梁上部结构、下部结构或桥面系进行评分时，公路桥梁技术状况评定标准中第4.1.3条规定：“对于桥梁中未设置的部件，应根据此部件的隶属关系，将其权重值分配给各既有部件，分配原则按照各既有部件权重在全部既有部件权重中所占比例进行分配”。在多年的桥梁检查中发现，对于某些等级较低的公路旧桥，跨越沟渠或小型河流，甚至没有设置护栏，明显存在安全隐患，若直接将其权重分配到其他既有部件，则不能反映桥面系的真实技术状况；再比如，个别通行车辆较多的桥梁，甚至没有标志标线，若将其权重进行分配亦值得商榷。规范并未明确指出哪些是必须要具备的部件，如此一来，不同的检测人员对规范亦有不同的理解，建议在规范的改版或修订时应进一步细化或考虑这一影响。
c、关于对防排水系统的解释未明确。规范并未明确防排水系统的组成，这就给检测技术人员理解造成一定的偏差，当前不少检测单位狭隘地理解为设置有泄水孔等构件的桥梁具备防排水系统，而实质上，并非所有桥梁都需要设置泄水孔，因为当桥梁较小且纵横坡满足排水要求时可不设置泄水孔。从广义的角度来说，任何桥梁都有防排水系统，它包括泄水孔、桥面纵横坡以及伸缩缝止水带等。
d、对于某些构件数量较少的桥梁，规范中要求的构件评分方法不接近于实际情况。比如，某单跨现浇板桥，检查发现其混凝土板局部存在小范围的蜂窝、麻面和剥落、掉角，并无其他病害，按公路桥梁技术状况评定标准则上部梁板评分为61.74，构件技术状况评定为3类，倘若混凝土底板有小面积空洞，则其技术状况为4类。对于大部分混凝土梁桥而言，蜂窝麻面和剥落掉角是常见病害，多数是施工原因造成，并未明显影响构件的承载力和耐久性，将其评定为3类或4类明显与实际不符。
e、技术状况评定标准和公路桥涵养护规范中均提出有重要部件最差缺损状况评定方法。尽管该方法使用时比较简单，但可能会造成不能真实反映桥梁目前的总体技术状况的情况。笔者认为，根据规范中提出的对照标准表进行评定的方法，适合对结构进行定性评估，但不能对其缺损状况进行量化。不同检测机构的整体水平和不同检测人员在评定过程中度量掌握的知识水平、实际经验和对结构认识程度的差异性，可能会造成评定结果可能有明显差异。
2规范在多跨长大桥梁检查中的问题
了解公路桥涵养护规范和公路桥梁技术状况评定标准的颁布背景后可知，前者包括的内容更多，其适用对象也更为广泛，后者是前者的一个补充和完善，主要用于桥梁的技术状况评定，是当前公路桥梁检测主要的评定依据。
目前高速公路桥梁，其主要结构是简支箱梁或T梁，其单跨横向梁板片数有时多达20片，当桥梁较长且桥跨数较多时，其梁板片数可达上千片，支座数量更多。当采用公路桥梁技术状况评定标准的相关要求对桥梁进行技术状况评定时，理论上要求对各片梁板各支座进行详细检查。以混凝土梁桥为例，按其5.1.1条规定，上部构件除常规外观检查外还包括混凝土强度、混凝土碳化、混凝土保护层厚度和钢筋锈蚀等检测指标。在市场经济竞争日益严重的今天，桥梁检测费用也明显下降，检测单位势必会采用抽样的方法对其进行检查，这就与规范要求的评分原则存在不吻合情况。此外，对于运营时间较短且通行车辆较少的桥梁，其技术状况较好，倘若仍然按规范要求逐构件进行检查，会导致人力财力的浪费。为解决这一问题，有两种思路：一是要求检测单位采用先进的检测技术，尽可能实现智能化提高检测效率以降低检测成本，这需要依赖科学技术水平的发展和检测人员认识的提升，不可能在短时间内有较大的改善；二是在规范对这种情况进行完善，例如提出当构件数量众多采用抽样检查时的评定方法，使之检查评定结果能真实反映桥梁目前的实际技术状况又能节约成本。
3荷载试验的常见问题
（1）荷载试验在承载力评定中的作用
《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T J21-2011）中第1.0.3条文规定：“本规程通过对桥梁缺损状况检查、材质状况与状态参数检测和结构检算，必要时再进行荷载试验的方式评定桥梁承载能力”，同时，第3.2.4条规定：“作用效应与抗力效应的比值在1.0~1.2之间时，应根据本规程的有关规定通过荷载试验评定承载能力”。可见，荷载试验仅仅是桥梁承载力评定的完善和补充，满足一定条件下方可进行荷载试验，再根据荷载试验结果对承载力检算结果进行修正。
公路桥涵养护规范中第3.4.6~第3.4.9条文指出，荷载试验是桥梁承载能力鉴定最基本的方法，根据计算值或规范值与检测值比较分析结果对承载力进行评价。因此，当前部分桥梁管理者认为荷载试验是检验桥梁承载能力的最直接手段，当桥梁存在一定的病害时，首先开展的就是荷载试验。显然，这与规范的相关规定是不协调的。桥梁承载力评定时考虑的荷载包括结构自重、二期恒载、移动荷载和温度等多种作用效应，而且对材料和荷载都考虑了一定的安全系数，这就导致桥梁可能不满足设计的安全储备但结构仍能正常工作（荷载试验满足规范要求）。
综上分析可知，荷载试验不宜直接作为评定桥梁承载力的依据，它仅仅是反应桥梁在特定荷载（某种设计移动荷载或特殊荷载等）作用下的工作状况，也可用于修正计算模型，而结构检算或考虑荷载试验结果的结构检算对承载力的评定更为准确合理。因此，桥梁的养护管理工作者应对荷载试验有充分的认识，当考虑桥梁结构的承载力是否满足规范要求时应先进行承载力检算，作用效应与抗力效应的比值在1.0~1.2之间时再开展荷载试验，以修正计算模型、确定检算参数后重新评定。
（2）静载试验效率的计算
交通运输部颁布实施的《公路桥梁荷载试验规程》（JTG/T J21-01-2015）[6]规定，静载试验效率按下式计算：
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（1）
式中：Ss是静载试验荷载作用下，某一加载试验项目对应的加载控制截面内力或位移的最大计算效应值，S＇是控制荷载产生的同一加载控制截面内力或位移的最不利效应计算值，μ是按规范取用的冲击系数值。
显然，S＇是影响静载试验效率的重要因素。公路桥梁荷载试验规程中并未明确阐述这一计算值的深刻含义，导致在实际检测工作中，关于这一效应，不同的检测机构有不同的理解认识，最主要的分歧在于：一是最不利效应计算值应考虑哪些荷载作用，有的检测单位在计算时仅考虑汽车荷载，有的则考虑汽车+人群荷载，还有的同时考虑了汽车荷载+人群+温度；二是如何考虑荷载效应组合，有的检测单位将荷载试验视为短期作用，按标准组合进行考虑，有的按长期效应组合考虑，还有的根据经验情况人为拟定组合系数。
总之，荷载试验效率系数计算时，最主要的问题在于如何准确得到最不利效应计算值，现行相关设计规范考虑了各种荷载类型、分项系数和不同的组合，而用于检测的公路桥梁承载能力检测评定规程以及公路桥梁荷载试验规程对此并未详细论述，建议在后续修订时提出指导性、原则性的意见。
4 结论
结合实际桥梁检查工作中遇到的典型实例，梳理并论述了采用相关规范进行桥梁检查时常见的有关问题，提出以下观点：
（1）按《公路桥涵养护规范》（JTG H11-2004）、《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG/T H21-2011）的相关规定对桥梁进行技术状况等级评定时，两者存在差异和不协调。
（2）《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG/T H21-2011）中存在病害类型标准不全、桥梁必须具备哪些部件未明确规定等不足，对某些情况，规定的评分方法与构件实际技术状况不符。
（3）针对构件数量巨大的桥梁而言，采用《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG/T H21-2011）对桥梁技术状况进行评定时，应提出采用抽样检查时的评定方法。
（4）作为桥梁工作者应充分理解荷载试验在承载力评定中的作用，荷载试验不宜直接作为评定结构承载力的依据。
（5）《公路桥梁荷载试验规程》（JTG/T J21-01-2015）中影响荷载效率的荷载类型、组合系数等应提出具有指导性的意见，避免各检测机构理解的参差不齐。
参考文献
[1] JTG H11-2004，公路桥涵养护规范[S]．北京：人民交通出版社，2004．
[2] JTG/T H21-2011，公路桥梁技术状况评定标准[S]．北京：人民交通出版社，2011．
[3] JTG/T J21-2011，公路桥梁承载能力检测评定规程[S]．北京：人民交通出版社，2011．
[4]钱习.桥梁的全面检测方法探讨[J]．四川建材，2008（1）：48-49.
[5]宋永焕等.基于《公路桥涵养护规范》与《公路桥梁技术状况评定标准》的桥梁技术状况评定结果对比分析[J]. 道路工程，2012（2）：33-37.
[6]JTG/T J21-01-2015，公路桥梁荷载试验规程[S]．北京：人民交通出版社，2015．
论文作者:黄维东
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/16
标签：桥梁论文; 荷载论文; 状况论文; 公路论文; 技术论文; 承载力论文; 桥涵论文; 《基层建设》2019年第28期论文;