技术状况评定论文（精选7篇）
技术状况评定论文 篇1
高速公路是20世纪新技术成果在交通运输基础领域的重大突破和具体应用。随着高速公路的飞速发展, 桥梁建设也随之不断增加。桥梁是道路的咽喉, 是高速公路建设的重要组成部分, 桥梁的好坏直接关系到高速公路交通的畅通与安全。
2015年6月, 由山西省高速公路管理局起草的《高速公路桥梁技术状况评定规范》开始实施。本标准能够为山西省高速公路桥梁定期检查和技术状况评定提供依据, 可指导桥梁检测及养护技术人员对桥梁既有病害的认知与判别, 准确判定桥梁所处的技术状况类别, 及时发现安全隐患, 防止恶性事故发生。
公路桥梁技术状况评定标准浅析 篇2
2011年7月19日, 中华人民共和国交通运输部发布2011年第41号公告, 公告公布了《公路桥梁技术状况评定标准》 (JTG/T H21-2011) , 作为公路工程行业推荐性标准, 自2011年9月1日起施行。
《公路桥涵养护规范》 (JTG H11-2004) 在《公路养护技术规范》 (JTJ 073-96) 版本的基础上颁布执行以来, 在指导我国公路养护管理工作中发挥了很大的作用。近些年来, 我国公路发展很快, 为了适应新形势的要求, 根据部公路工程标准规范体系的要求, 将《公路桥涵养护规范》中的第三章第五节桥梁评定内容编写为《公路桥梁技术状况评定标准》, 单独成册, 桥梁评定内容以本标准为准。桥梁技术状况评定的目的是通过全面描述桥梁各部件的缺陷, 评价桥梁技术状况, 记录桥梁基本特征, 建立健全桥梁技术档案, 提供进行桥梁养护、维修和加固的决策支持, 使桥梁长期处于良好的工作状态, 最终体现于对营运的桥梁进行有效管理和状况监控。制定本标准是为了有效地确定桥梁技术状况, 科学地评价桥梁状态。
2 桥梁技术状况评定方法及等级分类
2.1 桥梁技术状况评定方法
(1) 评定内容
公路桥梁技术状况评定包括桥梁构件、部件、桥面系、上部结构、下部结构和全桥评定。
(2) 评定方法
公路桥梁技术状况评定应采用分层综合评定与5类桥梁单项控制指标相结合的方法, 先对桥梁各构件进行评定, 然后对桥梁各部件进行评定, 再对桥面系、上部结构和下部结构分别进行评定, 最后进行桥梁总体技术状况的评定。
(3) 评定顺序
首先需要依据各章节中各检测指标的技术状况评定表对指标进行评定, 确定各构件指标的类别 (1~5类) 。对本标准中各构件检测指标的评定, 是整个技术状况评定工作的关键和基础。然后依次计算构件、部件、上部结构 (下部结构、桥面系) 的技术状况, 最后根据上部结构、下部结构、桥面系的技术状况计算全桥技术状况。具体评定顺序如图1所示。
当单个桥梁存在不同结构形式时, 可根据结构形式的分布情况划分评定单元, 分别对各评定单元进行桥梁技术状况的等级评定。
由于实际当中桥梁可能由两种或者多种不同结构形式组成, 当单个桥梁存在既有梁桥又有拱桥或其他桥型, 或者主桥和引桥结构形式不同等情况时, 可根据结构形式的分布情况采用划分评定单元的方式, 逐一对各评定单元进行桥梁技术状况的等级评定, 然后以技术状况等级评定结果最差的一个评定单元作为全桥的评定结果。
2.2 桥梁技术状况等级分类
桥梁总体技术状况评定等级分为1类、2类、3类、4类、5类, 如图2所示。
3 桥梁技术状况评定工作流程
根据制订的桥梁检查计划进行桥梁现场检查, 对各构件检测指标的技术状况进行现场评定 (1~5类) , 并依据各检测指标的技术状况评定结果按照桥梁评定模型计算桥梁构件的技术状况, 然后依次计算桥梁各部件以及上部结构 (下部结构、桥面系) 的技术状况, 最后根据上部结构、下部结构、桥面系的技术状况计算全桥技术状况。如果在现场评定时, 桥梁符合5类桥单项控制指标则桥梁总体技术状况直接可以评定为5类。最后需要将检查以及评定的结果按照相关规定归档, 见图3。
4 桥梁技术状况评定
4.1 桥梁技术状况评定计算
4.1.1 桥梁构件的技术状况评分计算
构件技术状况评分方法特点:
(1) 单个构件进行评分计算, 构件病害种类越多, 构件分数越低;
(2) 无论构件病害程度与病害数量如何增加, 构件的分数始终≥0。
PMCIl (BMCIl或
当x=1时, U1=DPi1
当x≥2时,
当DPij=100时, PMCIl (BMCIl或DMCIl) =0
对照表1得到构件各病害量化评定指标值 (0~100分) , 然后根据技术状况评定模型计算得到构件得分。
需要注意的是当某一构件有多种病害时, 在计算时应将病害按照从严重到轻微进行排序。
4.1.2 桥梁部件的技术状况评分计算
部件技术状况评分方法特点:
(1) 组成部件的单个构件分数越低, 部件分数越低;
(2) 通过最差构件得分对构件得分平均值进行修正;
(3) 考虑到主要部件中最差构件对桥梁安全性的影响, 当主要部件中的构件评分值在[0, 60) 时, 主要部件的评分值等于此构件的评分值。
4.1.3 桥梁结构技术状况评分计算
SPCI (SBCI或
实际工作中当存在某座桥梁没有设置某些部件时, 如单跨桥梁无桥墩、部分桥梁无人行道等类似情况, 需要根据此构件隶属于上部构件、下部构件或桥面系关系, 将此缺失构件的权重值分配给其他部件。分配方法采用将缺失部件权重值按照既有部件权重在全部既有部件权重中所占比例进行分配的方法, 简单易行, 从而保证既有部件参与评价, 使桥梁评价更符合实际情况。
4.1.4 总体技术状况评分
总体技术状况评分方法特点:分层加权。
Dr=BDCI×WD+SPCI×WSP+SBCI×WSB
鉴于4类、5类桥梁的严重性, 桥梁总体技术状况评定除了按照评定模型进行计算后按照表2进行技术状况分类以外, 本标准还对4类、5类桥梁的技术状况附加了以下要求:
(1) 单项控制指标, 即使全桥技术状况评分没有达到5类桥梁评分范围, 桥梁也应评定为5类。
(2) 如果桥梁总体技术状况评分计算结果为40≤Dr<60时, 但上部结构和下部结构技术状况等级为3类、桥面系技术状况等级为4类, 桥梁总体技术状况等级应评定为3类。此条规定是为了避免桥面系评为4类, 上部结构和下部结构没有达到4类而导致桥梁总体技术状况评为4类的情况出现。
当主要部件的评分为4类或者5类, 且影响到桥梁的安全时, 本标准允许“可按照桥梁主要部件最差的缺损状况评定”。这是因为各主要部件在桥梁安全使用中的作用作为“串联”分析, 荷载内力由桥面依次传递到上部结构、墩台、基础、地基, 某一个环节出现严重缺损都可能影响到桥梁的安全使用。主要部件不仅对安全使用至关重要, 而且维修工作量大、难度也较大, 这种评定方法突出了安全因素的影响。
4.2 各结构形式桥梁部件分类及权重值
在进行上部结构、下部结构、桥面系的综合评定时, 依据不同桥型各部件重要程度的不同, 给予了各类型桥梁部件不同的权重Wi。在进行全桥的综合评定时, 依据上部结构、下部结构、桥面系重要程度的不同, 分别给予了上部结构的权重Wsp、下部结构的权重Wsb、桥面系的权重Wd。由于各地环境条件不同, 除了采用本规范的推荐值外, 还允许依据实际情况进行调整。调整权重可采用专家评估法, 调整值应经过批准认可, 对主要构件的权重则不宜减小。
4.3 5类桥梁技术状况单项控制指标
主要部件和其他部件的关键病害对安全使用至关重要, 为了突出安全因素的影响, 本标准将5类桥梁的评定方法列出, 制定了各类桥梁5类技术状况单项控制指标, 通过桥梁的关键病害确定桥梁的技术状况等级, 以引起管理者的重视, 及时、认真地进行养护维修, 确保安全。
实践证明, 桥梁某些关键部件出现严重病害就足以危及桥梁安全, 即使其他部位状况再好, 也不能改善其总体安全状态。因此, 本标准制定了将桥梁技术状况评定为5类的单项控制指标, 只要在桥梁检查中发现符合此节规定的任一情况时, 就应将整座桥技术状况评定为5类。
5 桥梁技术状况评定标准的特点
(1) 分类评级
按照不同桥型进行桥梁评定分类, 并细化不同桥型的部件分类。
(2) 指标细分量化标准
根据不同桥型的部件类型制定评定细则, 将评定标准进行细分并提出量化标准。
(3) 单项控制指标
提出5类桥梁技术状况单项控制指标, 桥梁符合5类桥单项控制指标桥梁总体技术状况直接评定为5类。
(4) 评定模型
改进桥梁技术状况的评定模型, 先对桥梁各构件进行评定, 然后对桥梁各部件进行评定, 再对桥面系、上部结构和下部结构分别进行评定, 最后进行桥梁总体技术状况的评定。
6 实例分析
6.1 实例1—钢筋混凝土梁式桥
某桥桥跨组合为3-13m, 上部结构为每跨8片钢筋混凝土简支空心板梁, 2道毛勒缝, 双柱式桥墩, 埋置式桥台。 (备注:该桥只有上部结构有病害)
第一步:上部结构构件得分计算
24片梁中, 有6片梁得分分别为80、85、70、75、65、70, 其余均为满分100;
21个上部一般构件中, 有4个构件得分分别为80、75、60、65, 其余均为满分100;
支座均良好。
第二步:上部结构部件得分计算
PCCI梁
PCCI支座=100
第三步:上部结构得分计算
SPCI=87.8×0.7+88.1×0.18+100×0.12=89.3
下部结构得分:100
桥面系得分:100
第四步:全桥得分计算
Dr=100×0.2+89.3×0.4+100×0.4=95.7
综合评定等级为一类桥。
6.2 实例2—圬工拱桥
某桥桥跨组合为2-10m, 上部结构为浆砌块石圬工板拱桥, 重力式桥墩、桥台。 (备注:该桥只有下部结构有病害)
第一步:下部结构构件得分计算
两个桥台构件, 得分分别为80、70;
一个桥墩构件, 得分为70;
三个墩台基础, 得分分别为60、70、70。
第二步:下部结构部件得分计算
第三步:下部结构得分计算
SBCI=100×0.02+100×0.01+70×0.3+72×0.3+62.6×0.28+100×0.07+100×0.02=72.13
上部结构得分:100
桥面系得分:100
第四步:全桥得分计算
Dr=100×0.2+100×0.4+72.13×0.4=88.8
综合评定等级为二类桥。
6.3 实例3—预应力混凝土梁式桥
某桥桥跨组合为3-16m, 上部结构为每跨8片预应力混凝土简支空心板梁, 2道毛勒缝, 双柱式桥墩, 埋置式桥台。
第一步:上部结构构件得分计算
24片梁中, 有6片梁得分分别为40、60、70、75、65、70, 其余均为满分100;
21个上部一般构件中, 有4个构件得分分别为80、75、60、65, 其余均为满分100;
支座均良好。
第二步:上部结构部件得分计算
PCCI梁
PCCI支座=100
第三步:上部结构得分计算
SPCI=40×0.7+88.1×0.18+100×0.12=55.8
下部结构得分:100
桥面系得分:100
第四步:全桥得分计算
Dr=100×0.2+55.8×0.4+100×0.4=82.32
综合评定等级为二类桥, 考虑到主要部件评分达到4类且影响桥梁安全, 可按照桥梁主要部件最差的缺损状况评定, 评定结果为四类桥。
7 编制计算机程序计算
由于新评定标准当病害较多时, 采用手算非常麻烦且当缺少构件权重需要重新分配时极易出错, 为此采用Excel for VBA编制了计算机程序, 只需要在表中填写各个构件的总数量和病害构件数量, 然后点击生成部件命令按纽, 程序会自动生成16个部件表格, 分别对应每个有病害的构件填写评定标度, 只需点击计算命令按纽, 程序就会自动计算各个构件及部分的得分, 并计算总分, 给出相应的评定等级, 非常方便且不易出错 (如图4) 。
8 结论
通过对公路桥梁技术状况评定标准的全面解读, 并总结了新标准的特点, 文中列举了部分算例, 通过编制计算机程序进行快速计算, 希望能为广大桥梁检测人员提供一定的借鉴和参考。
参考文献
[1]JTG H11-2004公路桥涵养护规范[S].
技术状况评定论文 篇3
为充分了解新规范修改内容与原规范的区别,现结合笔者近半年时间的高速公路路面检测、评价实际应用总结,对现行《新标准》路面部分的修改内容进行详细对比分析,对新规范的关注要点及其用于江苏省高速公路的适用性进行初步探讨,以供参考。
1 路面总体修改内容
《原方法》以路面养护质量指数PQI作为路面总体评价指标,共包含4个分项指标:路面破损状况PCI、路面结构强度PSSI、路面行驶质量RQI、路面抗滑性能SRI[1]。通过新旧规范对比分析,《新标准》高速公路沥青路面部分主要做了以下调整完善:
(1)路面车辙指标从路面破损21个分项指标中分离,新增路面车辙状况指数RDI,一定程度上加强了对路面车辙养护的要求;
(2)调整了路面损坏状况指数PCI,各项破损的定义、轻重界定予以细化,典型破损的权重予以提高,同时对于路面破损的修补也列入计算,适当反映了道路的实际内在性能;
(3)对路面行驶质量指数RQI和路面抗滑指数SRI进行了调整完善,重点加强了路面行驶质量要求,对于路面抗滑性能标准较《原方法》有所降低;
(4)明确路面结构强度PSSI不记入PQI计算,仅作为抽样评定指标单独计算和评定,评定范围根据大中修养护需求确定,弱化了日常养护中对弯沉指标的要求;
(5)根据各项指标对高速公路安全畅通的重要性,调整了各项指标所占的权重,进一步加强了道路行驶舒适性的要求,体现了对于道路服务功能的重视;
(6)进一步明确了各项指标的检测方法、最低时间频率、空间频率,区分了人工调查和自动化设备检测的数据处理要求。
2 路面单项评价指标
新旧规范路面PQI各分项指标权重调整见表1。
2.1 路面结构强度PSSI
《新标准》中,路面结构强度PSSI不记入PQI计算,仅作为抽样评定指标,其计算公式见文献[2]。
结合江苏省高速公路路面检测数据的分析,笔者认为本项指标调整主要考虑了以下因素:(1)目前我国一般为半刚性基层沥青路面,基层强度较高,相应的弯沉测试结果一般也较高,尤其是我国路面施工质量逐步提升后,较少出现测试弯沉超出设计弯沉的情况,以江苏省某重交通量高速公路为例,通车7年后其单点弯沉统计,97%仍保持在15(0.01 mm)以内;(2)路面弯沉测试结果超出设计弯沉值,但往往取芯发现其基层整体性尚好,表面破损也较少,对道路通行影响较小,此种情况下养护单位从经济性考虑一般不会进行基层处理,而是进行跟踪监测,待路面破损累计较多时一并处理,往往第一控制指标仍是表面破损状况;(3)由于高速公路处于通车状况,弯沉测试效率较低,且需要进行道路局部封闭或交通维持,一方面影响交通,另一方面也存在较大的安全隐患。
综合以上原因,笔者认为现阶段弯沉指标对于路面整体服务性能影响是有限的,尤其是江苏省的高速公路,可以不作为主要控制指标。但是,如需进行路面大中修或扩建工程,对弯沉进行全面调查还是有必要的,测试结果可以对道路承载能力有一个全面的了解,同时还可以结合路面弯沉盆模量反算、路面局部取芯来综合判别,为大中修决策提供依据。
2.2 路面破损状况PCI
《新标准》中,路面破损采用PCI进行评价,其计算公式见文献[2]。新旧规范对路面破损单项指标调整见表2。
从表2可以看出,《新标准》对路面破损单项指标做了以下改进:(1)对块状裂缝、纵向裂缝、横向裂缝、沉陷、波浪拥包几个典型破损权重进行了调整,提高了这几类严重破损的养护要求;(2)进一步明确了龟裂、块状裂缝轻重分级的界限值,提出了裂缝宽度作为补充分级依据;(3)纵向裂缝、横向裂缝轻重分级标准由5 mm调整为3 mm,更加符合养护实际情况;(4)坑槽轻重分级标准由1 m2调整为0.1 m2,破损界定更加严格;(5)沉陷、波浪、拥包明确了10 mm以下深度不列入计算,轻重等级进一步细化;(6)高速及一级公路车辙单独采用RDI评价,其它等级公路提高了车辙养护要求,轻重等级界限从25 mm调整为15 mm,明确了10 mm以下不列为计算;(7)修补列入破损计算,修补不良作为一般破损统计。
总体来看,《新标准》对于破损定义更加细化和明确,适当加强了典型破损的养护要求,同时部分考虑了路面修补的影响。笔者认为,从道路养护的角度来看,路面修补完好虽然表明养护工作比较及时,但较高的修补率表明此路段整体品质的降低,同时反复维修也造成了资金利用效率的下降;从合理性讲,修补率较高的路段应考虑集中维修整治,彻底解决。从这个角度分析,新规范对于养护工作起到了一定的导向作用,有利于养护合理决策。
然而,结合江苏省部分高速公路大中修实际工程,现有规范仅采用了PCI综合指标,由于此指标较综合,往往路面由于修补密集、网裂集中、裂缝密集亟待治理,而相应的PCI指标仍保持为优或良,与实际情况不符。因此,建议规范可适当补充部分单项破损评价指标和评价标准,如裂缝率、修补面积率、网裂率等,使评价结果与实际养护现状相一致,更好地指导养护管理工作。
2.3 路面车辙状况RDI
《新标准》中,新增高速公路车辙状况指数RDI,其计算公式见文献[2]。
总体来看,《新标准》对路面车辙指标的要求更加严格,《原方法》中车辙仅作为路面破损指标的一项进行评价,新规范RDI与路面破损PCI并列,更加突出了车辙养护的要求。从江苏省高速公路实际情况来看,由于高温季节重型车辆的重复作用,道路车辙确实已逐渐成为路面最常见破损,对其加强要求是非常必要和及时的。
然而,通过数据统计分析,笔者认为目前《新标准》对于高速公路车辙的要求略偏高,良、中界限为10 mm,中、次界限为15 mm,超过15 mm应采取处治措施。江苏省通车时间较长的重交通高速公路。车辙超过15 mm并不少见,如全部予以处理,从养护经费投入、经济性比较来看并不现实,在经费有限的情况下可能会降低其它病害的处理及时性,建议可适度调整车辙模型参数,中、次界限可适当放宽,与养护实际现状相符合。
2.4 路面行驶质量RQI
《新标准》中,高速公路行驶质量状况采用RQI评价,其计算公式见文献[2]。图1为新旧标准RQI计算结果对比。
从新旧规范对比结果可以看出,新规范大大加强了对于道路行驶舒适性的要求。从RQI指标计算结果来看,IRI小于2.0 m/km时,新旧规范RQI差别较小;超过2.0 m/km以后,差距逐渐加大。IRI达到4.0 m/km时,旧规范RQI为90分,评价为优;新规范为75分,评价为中。
从江苏省高速公路调查结果来看,当IRI达到4.0 m/km以上时,路面颠簸程度甚为严重,行车明显不舒适,按《原方法》评价,路面行车感受与评价结果差距较大。这一情况反映出当路面平整度状况恶化较严重时,RQI仍保持较高的分值,促进对路面进行养护的作用明显减弱。由此看来,《新标准》对于路面行驶质量RQI的改进是必要和及时的,修改后的标准更加符合道路使用者的实际需求。
2.5 路面抗滑性能SRI
《新标准》中,高速公路抗滑性能采用SRI评价,其计算公式见文献[2],新旧标准SRI计算结果对比见图2。
从新旧规范对比结果可以看出,《新标准》降低了对路面抗滑性能的指标要求。从SRI指标计算结果来看,SFC大于50时,新旧规范SRI差别较小;小于50以后,差距逐渐加大。SFC达到33时,旧规范SRI为45分,评价为差;新规范为70分,评价为中,对照结果表明,新规范减弱了路面抗滑指标的技术要求。
从江苏省抗滑指标实际检测分析来看,目前通车高速公路上面层大部分均采用玄武岩,抗滑性能较好,较少出现抗滑性能不足情况[3]。但是,抗滑性能是保障道路安全的重要因素,对于通车时间较长的高速公路雨天行驶尤为重要,《新标准》较大幅度地降低了抗滑性能要求,笔者认为此指标改动是否合适尚有待进一步考察,必要时还需适当提高。
3 路面检测频率及要求
相对于《原方法》,《新标准》对各项路面性能指标检测的时间频率、空间频率均做了一定幅度的修改,主要修改内容如下:
(1)路面部分仅明确道路检测的最低频率要求,路面破损调查调整为最低1年1次,路面结构强度调整为抽样检测,具有一定的灵活性,对于具备条件的省份可根据实际需要加大检测频率,总体目标是考虑经费要求,同时能够对路面性能有较好的掌握;
(2)对于数据保存,新规范提出了更加细化的测试保存间距,同时区分了人工检测与自动化设备检测,人工检测一般以100 m作为保存单元,自动化设备检测一般以10 m或20 m作为保存单元(原为100 m),分析其主要目的是将路段划得更细,便于为养护决策提供依据;
(3)对于路面弯沉检测频率,从全线检测调整为抽样检测养护里程的20%,减少了对于弯沉检测的依赖性,同时提高了道路普查效率;
(4)在检测车道方面,《原方法》为检测双向最外侧车道,《新标准》调整为每个方向至少检测1个主要行车道。即对于4车道,和《原方法》保持一致;对于6车道,调整为检测中间车道;对于8车道,调整为检测中间2个或多个车道。
综合以上修改,笔者认为尚有以下几点可供探讨:(1)《新标准》对于6车道和8车道,均测试中间车道,未测试最外侧行车道,而最外侧车道往往是重型货车行驶的主要车道,可以说一定程度上代表了最不利的路面状况,建议可优先考虑,同时与《原方法》有较好的连续性;(2)弯沉抽样检测时,测试中间车道危险性较大,不利于安全维护,同样建议优先考虑最外侧车道;(3)对于自动化设备检测,保存单元有10 m、20 m两种,建议统一为20 m,以便于管理系统数据库管理。
4 结语
本文结合江苏省高速公路沥青路面定期检测、评定实践总结,对新颁《公路技术状况评价标准》(JTG H20—2007)高速公路路面部分修改内容与原规范体系进行了详细对比,对各项指标修改的目的进行了初步探讨,分析了其对于日常养护工作的指导性。同时,从有利于路面养护决策和加强养护管理的角度出发,对新标准体系应用的可行性提出了补充修改建议。
整体而言,新标准较以往旧体系做了大量修改,能够更好地指导道路养护管理工作,但笔者也建议下一阶段可在路面破损单项评价标准、路面车辙标准、路面检测频率、数据保存等方面进一步完善。
摘要：对部颁新版《公路技术状况评定标准》路面部分与原规范进行了对比分析,对其应用于江苏省高速公路的适用性进行了初步探讨,建议对路面破损单项评价标准、检测车道及频率等方面做进一步完善。
关键词：高速公路,技术状况,评定,适用性
参考文献
[1]高速公路养护质量检评方法(试行)[S].
[2]JTG H20—2007公路技术状况评定标准[S].
技术状况评定论文 篇4
公路桥梁技术状况评定是确定桥梁运营状态和健康程度的基本手段, 在交通运输部《关于下达2004年度公路工程标准制修订项目计划的通知》 (厅公路字〔2004〕165号) 的推动下, 2011年9月颁布了行业推荐性标准——《公路桥梁技术状况评定标准》 (JTG/T H21-2011) 。该标准对桥梁病害的内容进行了细化, 明确各病害对桥梁的影响, 为桥梁技术状况详细、准确的评定工作打下了良好的基础。但该标准是通用于全国桥梁的评定标准, 考虑了全国不同气候类型、水文特征、桥梁结构特点, 不可避免的在病害评定标度和权重分配上有了折中, 因此在区域特征明显的地区, 应用效果可能会有一定的偏差或不足。
本标准编制是在“山西省高速公路常用桥梁技术状况评定标准的研究”成果的基础上开展的, 该项目根据山西省高速公路桥梁工作环境特点, 提出常用桥梁 (空心板梁、T型梁、I型梁、组合式箱梁、整体式箱梁) 的安全指标体系, 针对不同桥型、不同建筑材料进行细化, 2013年5月, 该项目顺利通过结题验收, 为准确掌握桥梁技术状况等级, 防止因受损而发生安全事故, 提高运营管理水平提供了技术保障。
为了使研究成果与实际应用紧密结合, 山西省交通运输厅于2014年5月提出制定《山西省高速公路技术状况评定指南》, 并列入省质量技术监督局2014年度地方标准制定计划。
本标准主要起草单位:山西省高速公路管理局、交通运输部公路科学研究院。
起草过程
2014年8月至2014年9月11日, 编写组根据《标准化工作导则》 (GB/T 1.1-2009) 和地方标准制 (修) 订工作原则, 对前期工作成果进行梳理、完善, 形成了《高速公路桥梁技术状况评定指南》编写大纲, 并于2014年9月28日通过评审。
2014年9月29日至2014年11月4日, 编写组根据大纲评审会会议纪要中提出的修改意见, 删除了《高速公路桥梁技术状况评定指南》中与部颁标准相同的内容, 调整了标准的结构, 在充分考虑山西省地质、地形、水文、气象及交通条件特殊性的基础上, 修改完善后形成征求意见稿并报送给相关单位征求意见。
截至2014年12月8日, 共收集6家单位的修改意见共计20条, 根据相关意见修改完善后, 于2015年2月3日通过交通厅组织的初次评审。
2015年2月4日至2015年3月6日, 编写组根据征求意见稿技术论证会会议纪要中提出的修改意见, 进一步优化了标准结构, 进一步细化了各类桥梁上部各部件病害的定量描述, 增大了T梁、组合式箱梁桥上部结构湿接缝及肋拱桥横系梁的权重值, 增加了上部结构渗水、泛碱的评定标准, 修改完善后形成送审稿。
2015年3月24日, 该标准通过了山西省质量技术监督局组织的审查, 并将标准名称变更为《高速公路桥梁技术状况评定规范》。
编制的原则和主要内容
1.标准编写原则
一致性。标准与上游标准和规范具有良好的传承, 保持在基本方法上与部颁《公路桥梁技术状况评定标准》相一致。
可操作性。标准符合最新的法律、法规的规定, 能满足最新的国家相关强制性标准的要求, 并与其相协调。
及时性。标准对上游标准未能收录的典型病害及新生病害有所关注, 并提出合理标度, 及时对现行标准进行修正。
实用性。标准充分考虑到桥梁检测现场的具体情况, 使现场检测工作简单化、流程化, 减少检测人员个体差异可能引起的评价结果偏差。
安全性。标准的制定和实施能够大大减少公路桥梁安全事故的发生, 加强我省高速公路养护管理的水平。
2.标准的框架结构
本标准主要包括:范围、规范性引用文件、一般规定、上部结构评定、下部结构评定、桥面系评定、桥梁结构组成权重、桥梁技术状况评分计算表、结构技术状况评分计算表等。
主要技术指标的验证方法以及预期的效果
1.技术指标确定的依据
相对于南方水系发达省份来讲, 我省桥梁下部结构病害较少, 对桥梁的危害性小于上部结构病害, 因此对下部结构权重值从0.4调整为0.35, 上部结构权重值从0.4调整为0.45。
部颁标准中对梁式桥和拱式桥的部件划分过于笼统, 和实际桥型并不完全匹配。为此, 本标准在编制过程中, 对梁式桥细化为空心板梁桥、T梁桥、组合式箱梁桥和现浇整体式箱梁桥, 对拱式桥细化为板拱桥、肋拱桥、箱拱桥、双曲拱桥、钢架拱桥、桁架拱桥和钢-混凝土组合拱桥, 并对每一种桥型进行了部件划分和权重设置, 桥梁评定时可直接取用, 避免了评定人员个体差异对评定结果的影响。
空心板梁铰缝、装配式梁桥横隔板、湿接缝等病害在工程中非常普遍, 但部颁标准中并没有对相关病害给出评价标准, 此类病害均在本标准中予以增补, 增加了评定过程的可操作性和评定结果的准确性。
2.试验方法与检验规则
本标准编制过程中, 在省内选择太旧高速、闻垣高速、祁临高速、吕梁高速等路段的部分桥梁进行技术状况评定计算予以验证, 通过大量验证性检测与评价, 评价结果与专家评价结果一致, 可以满足我省高速公路桥梁技术状况评价的需求。
3.预期社会效益和经济效益
社会效益:本标准能够为山西省高速公路桥梁定期检查和技术状况评定提供依据, 可指导桥梁检测及养护技术人员对桥梁既有病害的认知与判别, 准确判定桥梁所处的技术状况类别, 及时发现安全隐患, 防止恶性事故发生。
经济效益:本标准将促进养护技术人员对重点病害及时采取相应养护措施, 减少病害快速恶化导致的养护经费投入;将促进检测技术人员准确检测与技术状况评价, 减少桥梁安全事故可能引起的人员伤亡和公共财产的损失, 大大节约全寿命周期内的养护经费。
与部颁标准的差异
本标准在2011年交通运输部部颁标准的基础上, 针对山西省的环境、地质、气候以及山西省高速公路桥梁的特点, 有针对的进行细化、完善, 是2011年部颁标准的补充。
1.根据我省高速桥梁特点对标准中所列桥型分类细化, 并设定权重值;2.根据我省高速桥梁特点对标准中所列病害予以增补, 如对空心板增加梁体渗水泛碱、铰缝病害等, 对T形梁和装配式箱形梁增加横隔板病害等;3.根据我省环境、气候特点对评定权重微调, 使之更科学合理;4.为加强一般人员可操作性, 避免个体评定差异, 对定量描述的取值更严格。
与有关现行法律、法规的关系
本标准遵循《中华人民共和国公路法》《公路安全保护条例》《公路桥梁养护管理工作制度》 (交公路发〔2007〕336号) 和《关于进一步加强公路桥梁养护管理的若干意见》 (交公路发〔2013〕321号) 等法律法规、文件精神, 根据《中华人民共和国标准化实施条例》、交通运输部《交通标准化工作规则》 (厅科教字〔2006〕411号) 和《地方标准管理办法》 (国家技术监督局令第15号) 等进行编写, 并严格按照GB/T 1.1-2009《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写》的要求进行实施。
宣贯措施
本标准正式发布后, 应组织对全省高速公路桥梁检查、检测及养护技术人员进行全面培训, 并通过考试作为评价培训的效果, 以期在全省范围内得到广泛推行。
技术状况评定论文 篇5
桥梁自建成通车后, 就进入了正常使用阶段, 同时也进入了我们对桥梁的养护管理阶段。桥梁长期受到结构自重和动荷载的反复作用, 同时还会受到风、雨、水流的侵袭, 温度和湿度的反复变化对桥梁结构也产生了一定的不良影响, 甚至有时会遭到地震的破坏、车辆或船只的撞击。所以, 桥梁在运营过程中, 难免会发生病害和损伤[1]。桥梁在出现病害和损伤后, 采取何种方法对桥梁进行养护, 得依据桥梁外观检测结果, 技术状况评定等级。
1 评定方法及流程
公路桥梁技术状况评定采用分层综合法评定, 并结合5类桥梁单项控制指标, 最终确定桥梁的评定等级。
公路桥梁技术状况评定的流程为:
1) 对桥梁上部结构、下部结构、桥面系各构件进行评定;
2) 对桥梁上部结构、下部结构、桥面系各部件进行评定;
3) 对桥梁上部结构、下部结构、桥面系分别进行评定;
4) 最后进行桥梁总体技术状况的评定[2]。桥梁技术状况评定指标见图1。
2 等级分类
桥梁部件分为:主要部件和次要部件, 桥梁的结构类型主要分为:梁式桥、拱式桥、刚桁架拱桥、钢—混凝土结合拱桥、悬索桥和斜拉桥。
桥梁总体、主要部件技术状况评定标度分为5类:1类、2类、3类、4类、5类。桥梁次要部件技术状况评定标度分为4类:1类、2类、3类、4类。
3 工程实例
某大桥位于贵州省境内, 桥型布置为单跨双曲拱桥, 拱圈结构形式为两肋一波形式, 其中拱肋及其横系梁为钢筋混凝土材料, 拱波、腹拱及拱上填料为石材。
3.1 评定内容
桥梁技术状况的评定按顺序逐一进行:首先进行桥梁上部结构、下部结构、桥面系的各构件的评定, 然后进行桥梁上部结构、下部结构、桥面系的各部件的评定, 其次进行桥梁上部结构、下部结构、桥面系的评定, 最终进行桥梁的总体评定。
3.2 桥梁结构构件技术状况评定
1) 上部结构构件技术状况评定。
主拱圈。
通过检测桥梁的外观检查结果, 主拱圈拱肋存在露筋、蜂窝麻面、剥落和渗水4种病害, 根据4种主要病害查表得出其各种病害的评定等级及对应的扣分值, 最终主拱圈的得分值为:
根据以上公式:U2=10.6分, U3=9.3分, U4=13.78分。
拱上建筑得分:
2) 下部结构构件技术状况评定。
下部结构构件存在桥台和桥墩灰缝脱落病害。
0号桥台渗水最严重等级为4, 病害评定指标标度为2, 该病害扣分值DPij=25分;U1=25分。
3) 桥面系构件技术状况评定。
桥面铺装存在损坏和坑槽两种病害。通过计算得分为:
U1=50分, U2=17.6分, DMCI1=100-50-17.6=32.4分。
3.3 桥梁结构部件技术状况评定
1) 桥梁上部结构部件评分。
因为主拱圈最低分为41.32分, 在 (0, 60) 区间, 所以PCCI主拱圈=41.32分。
拱上结构得分:因为拱上结构最低分为50分, 在 (0, 60) 区间, 所以PCCI拱上结构=50分。
2) 桥梁下部结构部件评分。
该桥2个桥台评定得分分别为75分、75分, n=2, 查表得, t=10。
3) 桥面系部件评分。
桥面铺装:n=1, 查表得, t=∞;DCCI桥面铺装=32.4。
3.4 桥梁结构技术状况评定
1) 上部结构:
2) 下部结构:
3) 桥面系评分:
3.5 桥梁总体技术状况评定
Dr=BDCI×WD+SPCI×WSP+SBCI×WSB=12.96×0.2+43.3×0.4+85.4×0.4=54.07。通过对大桥构件、部件、结构、桥梁总体顺序的逐一计算评分, 桥梁总体评定的最终得分为54.07分, 判定该桥技术状况等级为4类。
4 结语
根据评定结果为4类, 技术状况描述为:桥梁主要构件有严重的缺损, 不仅影响桥梁的正常使用功能, 而且桥梁的承载能力也不能保证, 影响其功能的正常使用。建议桥梁进行大修或改造, 及时进行交通管制, 如限载、限速通过。
参考文献
[1]马焕凤.浅谈公路桥梁的养护与管理[A].第三届全国公路桥梁维修加固技术研讨会论文集[C].
技术状况评定论文 篇6
随着我国公路建设的快速发展, 通车里程不断增加, 高等级公路所占比重日益增大。但是, 目前我国公路总体上仍然处于相对较低水平, 近一半桥梁的技术等级和通行能力较差, 超负荷工作;另一方面公路超限车辆日益增多, 许多超限车辆的荷载效应超过公路桥梁设计等级, 给桥梁的安全运营带来隐患。因此, 建立公路桥梁的管理数据库, 对桥梁技术状况进行定期检查和评定是保证桥梁能够安全运营的前提条件。
2 养护规范评定方法介绍
2.1 按照重要部件最差的缺损状况评定方法
桥梁各主要承重部件在桥梁安全使用中的作用可作为“串联”进行分析, 荷载内力由桥面依次传递到上部结构、墩台、基础、地基, 某一个环节出现严重缺损都可能影响到桥梁的安全使用。重要部件一般考虑上部结构主要承重部件、墩台及基础, 它们不仅对安全使用至关重要, 而且维修工作量、难度也较大。这种评定方法是突出安全因素的影响。
2.2 对照桥梁技术状况评定标准的评定方法
在桥梁技术状况评定标准 (《公路桥涵养护规范》表3.5.2-3) 中, 对各类桥梁的总体、各部件 (墩台基础、支座、上部结构等) 的状况均有具体要求, 并有一些量化的要求, 结合定期检查, 对照分类表的要求, 也可以凭经验评定桥梁的分类。
2.3 考虑桥梁各部件权重的综合评定方法
桥梁综合评定方法是依据《公路桥涵养护规范》 (JTG H11-2004) 中的相关规定进行, 根据缺损程度 (大小、多少或轻重) 、缺损对结构使用功能的影响程度 (无、小、大) 和缺损发展变化状况 (趋向稳定、发展缓慢、发展较快) 等三方面, 以累加评分方法对各部件缺损状况做出等级评定。
桥梁技术状况评定工作看起来比较简单, 但在目前阶段应用过程中还存在一定的问题, 表现在各种评定方法均存在一定的缺陷和不足, 难以真正、完整地反映结构的实际状态。
3 养护规范评定方法存在问题分析
养护规范评定法是一种比较直观的评定方法, 简单并且容易实施, 是大规模桥梁养护管理工作中进行桥梁评定的主要方法, 在国内得到广泛的应用。
注:“0”表示完好状态, 或表示没有设置的构造部件。当缺损程度标度为“0”时, 不再进行叠加;“5”表示危险状态, 或表示原未设置, 而调查表明需要补设的部件。
按照重要部件最差的缺损状况评定方法比较简单, 但是不能够反映桥梁的整体技术状况;对照桥梁技术状况评定标准表进行评定的方法, 适合对结构进行定性评估, 不能给出定量的损伤程度, 评定结果受评定者知识水平高低和观念影响较大, 不同单位、不同人员在评定过程中度量的掌握有所不同, 造成评定结果可能相差较大。
考虑桥梁各部件权重的综合评定方法:
(1) 统一的权重与桥梁所属地区和结构形式的不同不相适用;
(2) 对未设部件在评定计算中未进行权重重新分配, 造成评定分数偏高;
(3) 定级分数界限的规定不合适, 导致评定分级下限偏低;
(4) 目前的养护规范评定法在各评价指标度量方面还存在严重不足。
上述问题必须得到有效修正, 才能保证该评价方法成为能够指导桥梁技术状况评定的一种高效、准确、实用的方法。
4 关于养护规范评定方法改进研究
4.1 部件权重的调整
养护规范评定体系中, 如果某类部件不存在, 在评定中按零分进行计算, 其所拥有的权重不进行重新分配, 导致计算的评分值偏高。为此, 我们可以假定一个极端的情况, 例如, 某现浇通道桥不存在桥墩及基础、地基冲刷、上部一般承重部件、人行道、调治构造物5类部件, 而其他所有部件均达到5类要求, 按照评定方法D=41分, 等级为3类。对于全桥各部件都达到最大缺损程度的桥梁评定结果为3类 (不考虑最严重部件确定等级) , 说明规范的评分体系存在缺陷。而且随着缺少部件的数量越多评分越偏离, 评分已不能反映其实际技术状态。作者建议当桥梁某一部件不存在或评定标度为“0”时, 应该考虑将其权重重新分配到其他部件中进行计算。
4.2 桥梁技术状况分类
养护规范中, 一类、二类、三类、四类及五类的确定界限分别为88分、60分、40分。按其评定思路, 全部构件属于二类时, 则整桥技术状况评定为二类, 全部构件属于三类的整桥技术状况评定为三类。这显然是不恰当。作者建议以75%的全部构件达到某一等级时作为分级标准, 对评定分类界限重新进行定义。一类、二类、三类、四类及五类的确定界限分别为88分、70分、55分、40分。权重重新分配以及界限标准的调整有效避免了通常定期检查评定过程中桥梁出现较严重病害, 分数却较高, 不得不想办法降低部件评分的事情发生。
4.3 结构病害缺损状况评定标准
当然, 在考虑了权重、评定界限调整后的改进规范评定法仅仅是进行桥梁评价工作的第一步。由于养护规范对混凝土构件的层离、剥落或露筋、掉棱或缺角、蜂窝麻面、表面侵蚀和表面损伤等病害的评定构件缺少详尽的评定分析标准, 仍然会造成不同单位不同人员评定结果的差异问题。作者建议在具体评定时参照文献2、3进行分析评定。
5 实例分析
当某一部件评定标度为“0”时, 为考虑权重重新分配计算方便, 特编制了一个小软件进行计算 (见图1) , 通过在评定标度文本框中填入相应的评定标度值, 点击计算按纽就可以计算出桥梁的综合评分以及评定等级, 点击输出按纽就可以将计算结果以及重新分配后的权重进行导出到Excel中, 下面以一个桥为例进行计算。
6 结论
通过对公路桥涵养护规范评定方法进行改进, 当某一部件评定标度为零时, 考虑了部件权重的重新分配, 并重新界定了等级划分界限, 使公路桥梁技术状况评定与等级确定方法更为合理, 使评定结果更真实的反映桥梁结构的技术状态。
摘要：通过对《公路桥涵养护规范》桥梁技术状况评定采用的三种评价方法进行的简单介绍, 指出各种方法的优缺点及适用范围。针对养护规范评价方法存在的问题和不足, 提出考虑部件权重重新分配和评定等级的改进建议。
关键词：桥梁,技术状况,评定方法,权重
参考文献
[1]JTG H11-2004, 公路桥涵养护规范[S].
[2]张劲泉, 等.公路旧桥承载力评定方法及工程实例[M].人民交通出版社, 2007.
[3]张劲泉, 等.桥梁检测与加固手册[M].北京:人民交通出版社2007.
技术状况评定论文 篇7
腐蚀是安全状况等级评定中的决定因素
腐蚀是引起在用压力容器失效的一种主要形成。在用压力容器设计中, 考虑腐蚀因素特意增加了一个壁存附加量即腐蚀裕量, 在实际运行中, 压力容器的腐蚀类型多种多样, 腐蚀程度轻重各异, 如介质、操作温度、操作压力及其变化周期等不同的环境因素, 直接决定了在用压力容器的腐蚀情况, 影响着容器的安全性能。因此, 腐蚀是准确评定在用压力容器安全状况等级时必须考虑的重要因素之一, 对于一般形态的腐蚀, 如均匀腐蚀、坑蚀、冲蚀等宏观可见腐蚀, 可用测厚、强度校核的办法来判定其安全状况等级, 但对一些特殊形态的腐蚀, 如应力腐蚀, 晶面腐蚀, 氢脆等要求检验员凭自己丰富的实践经验和综合技术能力才能判断的腐蚀, 才是最有可能造成突然失效的腐蚀, 破坏形式。例如, 某装置中的原料—水换热器因硫化氢应力腐蚀开裂发生泄漏事故, 就是一个典型的例子。
这是一台二类容器, 规格¢400X12X3852, 材质为16Mn R, 1991年5月制造, 1992年7月投入运行, 壳程介质为含H2S污水。其技术参数如下:
设计压力 (壳程/管程) :4.0/4.0MPa
设计温度 (壳程/管程) :20.0/200℃
操作压力 (壳程/管程) :1.92/0.45MPa
操作温度 (壳程/管程) :40-46/50-125℃
在1998年3月定期检验中, 进行了资料审查、宏观检验、壁厚测定、局部射线探伤和渗透探伤及强度校核。从宏观检验的情况看, 壳体内表面呈均匀腐蚀, 内外表面均无任何开口状缺陷, 壁厚测定也未见异常, 射线探伤和渗透探伤抽查未发现缺陷, 强度校核能满足6年使用要求。因此, 将此台容器的安全状况等级定为2级, 下一个检验周期6年。但设备运行不足一年, 容器壳体与法兰连接角缝处发生泄漏, 随后一段时间内, 在浮头短节的纵缝、环缝、接管与短节连接角缝等部位相继有十多处发现泄漏, 经多次抢修补焊未能制止, 导致整台换热器报废。
经分析, 确定换热器是由于硫化氢应力腐蚀开裂造成的容器泄漏失效。由于在检验时仅采用常规的检测方法, 导致该台容器安全观状况等级评定不准确, 埋下了事故隐患。如果检验时考虑到硫化氢应力腐蚀的可能性, 扩大无损探伤比例或采用硬度测定, 金相检验等手段, 就可能检出容器用常规方法无法检出的微缺陷及材质劣化程度, 准确评定出该容器的安全状况等级, 从而及早采取措施, 避免泄漏事故的发生。这个事例说明, 腐蚀直接影响着压力容器的安全性能。在用压力容器安全观状况等级评定是一项起决定性作用的因素。在制定检验方案时就必须考虑到容器的具体操作条件及环境因素可能引起的腐蚀类型, 从而采取针对性的检测手段和方法, 以保证较高的缺陷检出率, 为准确评定容器的安全状况等级提供依据。对于可能发生危害性较大、隐蔽性较强的腐蚀 (如应力腐蚀、晶面腐蚀、孔蚀等) 的容器, 更应该引起高度重视。
准确评定安全观状况等级应考虑在用压力容器的实际盈利水平。
应力水平的高低直接决定着在用压力容器的安全性能及使用寿命, 一台在较高应力水平下判废的容器, 在较低的应力水平下可能是安全的。
例如:有一台缓冲罐规格为¢1600X8X2210mm, 设计压力为1.0MPa, 设计温度为200℃, 最高工作压力为Pw=0.4MPa, 最高工作温度为150℃, 材质为16Mn R, 焊缝系数为0.85, 检验时测得纵缝最大错边量B=6mm, 此处无其他缺陷。
根据公式求得Pw=0。4MPa条件下容器的计算壁厚为2.3mm, 而容器最大错边处的壁厚只有2mm, 因此该容器在Pw=4MPa的条件下不能安全运行, 其安全状况等级应为5级。考虑到该容器结构合理, 最大错边处没有其他缺陷, 多年运行无异常, 立即更换有困难, 根据工艺条件许可将其最高工作压力降为0.3MPa, 再进行计算, 求得数值为1.7mm。
考虑到容器的具体使用条件, 介质的腐蚀性甚微。从实际检查的情况看, 容器内外表面均无明显的腐蚀痕迹, 壁厚测定值均在钢板负偏差范围之内 (大部分测定值在8.0左右, 最小值为7.5) 。因此可忽略腐蚀对容器壁厚的影响。
从技术资料看, 该容器符合当时设计标准, 按常规情况, 应能在设计压力1.0MPa条件下安全运行。但由于存在错边量严重超标, 在原设计条件下运行是极其危险的, 经上述分析可知:在0.3MPa压力下操作是安全的。根据《检规》第35条, 该容器安全状况等级定为3级, 操作压力在0.3MPa以下。