城市橋梁技術(shù)狀況評估方法及過程
2023.08.10
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作者：中鋼國檢
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城市橋梁在城市的建設(shè)和發(fā)展過程中發(fā)揮著舉足輕重的作用，在對城市橋進(jìn)行技術(shù)狀況評定時(shí)，為了得到科學(xué)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，需要依據(jù)一定的原則和方法。
按照《城市橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(CJJ 99-2017)橋梁評定的相關(guān)要求，采用考慮橋梁各部件權(quán)重的綜合評定方法或重要部件最差的缺損狀況對全橋總體技術(shù)狀況等級進(jìn)行評定。
I類~V類養(yǎng)護(hù)的城市橋梁技術(shù)狀況評估應(yīng)包括：橋面系，上部結(jié)構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)和全橋評估。應(yīng)采用先構(gòu)件后部位再綜合及單項(xiàng)直接控制指標(biāo)相結(jié)合的辦法評估。
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II類~V類養(yǎng)護(hù)的城市橋梁應(yīng)以橋梁狀況指數(shù)BCI確定橋梁技術(shù)狀況，應(yīng)以橋梁結(jié)構(gòu)指數(shù)BSI確定不同組成部位的結(jié)構(gòu)狀況，應(yīng)按分層加權(quán)法根據(jù)橋梁定期檢測記錄，對橋面系、上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行評分扣分進(jìn)行評估，再綜合得出整座橋梁技術(shù)狀況的評估。
本次檢測的橋梁技術(shù)狀況評估方法按照《城市橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ 99-2017）的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行。橋面系的技術(shù)狀況應(yīng)采用橋面系狀況指數(shù)BCIm表示；橋面系的結(jié)構(gòu)狀況應(yīng)采用橋面系結(jié)構(gòu)指數(shù)BSIm表示。根據(jù)橋面鋪裝、橋頭平順、伸縮裝置、排水系統(tǒng)、人行道和欄桿等要素的損壞扣分值，BCIm和BSIm應(yīng)按下列公式計(jì)算：
式中：
h——橋面系的評價(jià)要素，包括橋面鋪裝、橋頭平順、伸縮裝置、排水系統(tǒng)、人行道和欄桿；
MDPh——橋面系第h類要素中損壞的綜合扣分值；當(dāng)MDPh<max(DPhi)時(shí)，取值為max(DPhi)；當(dāng)MDPh>100時(shí)，取值為100；
DPhi——橋面系第h類要素中第i項(xiàng)損壞的扣分值；
ωhi——橋面系第h類要素中第i項(xiàng)損壞的權(quán)重；
μhi——橋面系第h類要素中第i項(xiàng)損壞的扣分值占橋面系第h類要素中所有損壞扣分值的比例。
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表1 橋面系各要素權(quán)重值
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評估要素
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權(quán)重
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評估要素
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權(quán)重
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橋面鋪裝
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0.30
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排水系統(tǒng)
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0.10
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橋頭平順
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0.15
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人行道
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0.10
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伸縮裝置
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0.25
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欄桿或護(hù)欄
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0.10
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注：在計(jì)算BCIm時(shí)，未出現(xiàn)的要素其權(quán)重應(yīng)按剩余要素權(quán)重的比例關(guān)系重新分配給剩余要素。
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橋梁上部結(jié)構(gòu)狀況的評估應(yīng)逐跨進(jìn)行，然后再計(jì)算整座橋梁上部結(jié)構(gòu)的技術(shù)狀況指數(shù)。橋梁上部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)狀況應(yīng)采用上部結(jié)構(gòu)狀況指數(shù)表示。和應(yīng)按下列公式計(jì)算：
BCIsi——第i跨上部結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況指數(shù)；
SDPij——第i號墩（臺）上部結(jié)構(gòu)中第j類構(gòu)件的綜合扣分值；MDPh<max(DPhi)時(shí)，取值為max(DPhi)；當(dāng)MDPh>100時(shí)，取值為100；
ωij——第i跨上部結(jié)構(gòu)中第j類構(gòu)件的權(quán)重，按表5取值；
DPijk——第i跨上部結(jié)構(gòu)中第j類構(gòu)件第k項(xiàng)損壞的扣分值；
ωijk——第i跨上部結(jié)構(gòu)中第j類構(gòu)件第k項(xiàng)損壞的權(quán)重；
μijk——第i跨上部結(jié)構(gòu)中第j類構(gòu)件第k項(xiàng)損壞的扣分值占第j類構(gòu)件所有損壞扣分值的比例。
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表2 上部結(jié)構(gòu)各要素權(quán)重值
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構(gòu)件類型
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權(quán)重
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構(gòu)件類型
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權(quán)重
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主梁
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0.60
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橫向聯(lián)系
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0.40
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注：在計(jì)算BCIs時(shí)，未出現(xiàn)的構(gòu)件類型其權(quán)重應(yīng)按剩余構(gòu)件類型權(quán)重的比例關(guān)系重新分配給剩余構(gòu)件類型。
橋梁下部結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況的評估應(yīng)逐墩（臺）進(jìn)行，然后再計(jì)算整座橋梁下部結(jié)構(gòu)你的技術(shù)狀況指數(shù)BCIx；橋梁下部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)狀況采用下部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)狀況指數(shù)BSIx表示，按下列公式計(jì)算BCIx、BSIx值：
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式中：BCIxj——第j號（墩）臺下部結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況指數(shù)；
SDPjk——第j號（墩）臺下部結(jié)構(gòu)中第k類構(gòu)件的綜合扣分值；當(dāng)SDPjk<max(DPhi)時(shí)，取值為max(DPjkl)；當(dāng)SDPjk>100時(shí)，取值為100；
ωjk——第j號墩（臺）下部結(jié)構(gòu)中第k類構(gòu)件的權(quán)重；
d——第j號墩（臺）下部結(jié)構(gòu)的構(gòu)件類型數(shù)；
DPjkl——第j號（墩）臺下部結(jié)構(gòu)中第k類構(gòu)件第l項(xiàng)損壞的扣分值；
ωjkl——第j號墩（臺）下部結(jié)構(gòu)中第k類構(gòu)件第l項(xiàng)損壞的權(quán)重；
μjkl——第j號墩（臺）下部結(jié)構(gòu)中第k類構(gòu)件第l項(xiàng)損壞的扣分值占第k類構(gòu)件所有損壞扣分值的比例。
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表3 梁式橋下部結(jié)構(gòu)各要素權(quán)重值
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部位
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構(gòu)件類型
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權(quán)重
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部位
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構(gòu)件類型
|
權(quán)重
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橋墩
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蓋梁
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0.15
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橋臺
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臺帽
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0.15
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墩身
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0.30
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臺身
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0.20
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基礎(chǔ)
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0.40
|
基礎(chǔ)
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0.40
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支座
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0.15
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耳墻（翼墻）
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0.10
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/
|
/
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支座
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0.15
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注：在計(jì)算BCIx時(shí)，未出現(xiàn)的構(gòu)件類型其權(quán)重應(yīng)按剩余構(gòu)件類型權(quán)重的比例關(guān)系重新分配給剩余構(gòu)件類型。
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表4 梁式橋組成部分的權(quán)重值
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橋梁部位
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權(quán)重
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橋梁部位
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權(quán)重
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橋梁部位
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權(quán)重
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橋面系
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0.15
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上部結(jié)構(gòu)
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0.40
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下部結(jié)構(gòu)
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0.45
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橋梁上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、橋面系以及整座橋梁結(jié)構(gòu)的完好狀況可按表5進(jìn)行評估。
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表5 橋梁完好狀況評估標(biāo)準(zhǔn)
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BCI*
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［90，100］
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［80，90）
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［66，80）
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［50，66）
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［0，50）
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評估等級
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A
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B
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C
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D
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E
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注：BCI*表示BCI、BCIm、BCIS或BCIx。
橋梁上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、橋面系的結(jié)構(gòu)狀況可按表6進(jìn)行評估。
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表6 橋梁結(jié)構(gòu)狀況評估標(biāo)準(zhǔn)
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BSI*
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［90，100］
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［80，90）
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［66，80）
|
［50，66）
|
［0，50）
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評估等級
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A
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B
|
C
|
D
|
E
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根據(jù)城市橋梁在道路系統(tǒng)中的地位，依據(jù)CJJ 99－2017《城市橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》，Ⅱ～Ⅴ類城市橋梁完好狀態(tài)宜分為五個(gè)等級：
A級——完好狀態(tài)，BCI達(dá)到90～100，應(yīng)進(jìn)行日常保養(yǎng)。
B級——良好狀態(tài)，BCI達(dá)到80～89，應(yīng)進(jìn)行日常保養(yǎng)和小修。
C級——合格狀態(tài)，BCI以達(dá)到66～79，應(yīng)進(jìn)行專項(xiàng)檢測后保養(yǎng)、小修。
D級——不合格狀態(tài)，BCI達(dá)到50～65，應(yīng)檢測后進(jìn)行中修或大修工程。
E級——危險(xiǎn)狀態(tài)，BCI小于50，應(yīng)檢測評估后進(jìn)行大修、加固或改擴(kuò)建工程。
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單項(xiàng)控制指標(biāo)
各種類型橋梁有下列情況之一時(shí)，即可直接評定為不合格級橋和D級橋：
1、Ⅲ、Ⅳ類環(huán)境下的預(yù)應(yīng)力梁產(chǎn)生受力裂縫且裂縫寬度超過規(guī)范限值；
2、拱橋的拱腳處產(chǎn)生水平位移或無鉸拱拱腳產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)動；
3、鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)板及連接鉚釘、螺栓損壞在20%以上、鋼箱梁開焊、鋼結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件有嚴(yán)重扭曲、變形、開焊，銹蝕削弱截面積10%以上；
4、墩、臺、樁基出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性斷裂縫，裂縫有開合現(xiàn)象，傾斜、位移、沉降變形危及橋梁安全時(shí)；
5、關(guān)鍵部位混凝土出現(xiàn)壓碎或壓桿失穩(wěn)、變形現(xiàn)象；
6、結(jié)構(gòu)永久變形大于設(shè)計(jì)規(guī)范值；
7、結(jié)構(gòu)剛度達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求；
8、支座錯(cuò)位、變形、破損嚴(yán)重，已失去正常支承功能；
10、當(dāng)通過橋梁驗(yàn)算檢測，承載能力下降達(dá)25%以上；
11、人行道欄桿累計(jì)殘缺長度大于20%或單出大于2m；
12、上部結(jié)構(gòu)有落梁和脫空趨勢或梁、板斷裂；
13、預(yù)應(yīng)鋼筋錨頭嚴(yán)重銹蝕失效；
14、鋼-混凝土組合梁、橋面板發(fā)生縱向開裂，支座和兩端區(qū)域發(fā)生滑移或開裂；斜拉橋拉索、錨具損傷；懸索橋鋼索、錨具損傷；系桿拱橋鋼絲、吊桿和錨具損傷；
15、其他各種對橋梁結(jié)構(gòu)安全有較大影響的部件損壞。
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