我国公路桥梁建设走过了一条自力更生、以我为主到技术引进、消化吸收再到注重原始创新、集成创新的技术发展道路,已逐步实现从最基本的注重强度、刚度、稳定性的设计方法向注重全寿命周期成本及环保、景观、品质、耐久的现代设计理念转变。本文拟浅析桥梁检测评估的意义及其发展现状,并对比中美
桥梁检测评估的体系,希望中国桥梁检测评估的发展可以借鉴国外的成果经验。
关键词:桥梁;检测评估;现状;体系
1、引言
经过改革开放30多年的发展,我国公路桥梁建设取得了举世瞩目的成就。截至2014年年底,我国公路桥梁总数已达75.71万座,4257.89万延米。目前,仅黄河上已建和在建的大桥已达228座,长江上达到162座。我国建成的
悬索桥、斜拉桥、
拱桥和梁桥这四类桥梁的跨径均已居世界同类桥梁跨径的前列。从发展历程看,我国公路桥梁建设经历了从平原区向山岭重丘区、从一般江河湖泊到大江大河再向海湾及联岛工程建设的发展历程;
桥梁结构从常规的以梁桥和拱桥为主,向大跨径斜拉桥、悬索桥、高墩、不对称结构、弯桥发展,再向离岸深海长联桥大型上下部预制结构、大型复合基础以及超大跨径结构发展。
2、桥梁检测评估现状及意义
随着新建桥梁的逐年减少,对既有桥梁的检测评估,及其后续的维修加固将成为今后桥梁工作的重要组成部分。我国近年处于公共基础设施大规模建设时期,公路桥梁的数量明显呈上升趋势。随着桥梁单体规模以及总体量的不断扩大,桥梁检测、管养、评估等方面的问题不断出现,更有桥梁垮塌的事件不断发生。这与我国一直以来对于桥梁基础设施“重建轻养”有关,即重视桥梁建设、忽视检测评估和养护管理。正确评估桥梁技术状况,合理采取维修加固措施,直接关系到桥梁运营管理工作的质量和费用,甚至是桥梁的使用寿命。
自20世纪70年代以来,我国着手对旧桥加固改造技术进行研究。在“六五”计划期间,对公路旧桥的检测、评价和加固方法进行了广泛的研究和工程实践,并取得了良好的社会效益和经济效益。“九五”期间,交通部适时地将“旧桥检测、评价、加固技术的应用”列为 1989-1990 年科技进步“通达计划”项目,交通部科技情报所具体组织推广。
在评定桥梁的承载力时,应掌握原桥的设计图纸、修改设计、施工方案、质量检验、材料检验、竣工图纸等资料;如缺乏需询问设计、施工当事人,力求掌握更多情况。同时应向养护部门了解桥梁通行荷载(如车辆)及养护加固情况,了解桥梁存在的问题及历程。这样,才能有的放矢地对不同的桥梁采取不同的加固方法。
对
旧桥加固、改造和利用,是维持公路正常交通的有效措施,积极引进和开发旧桥加固、改造的先进技术、材料和设备,合理确定加固、
改造方案,可以让旧桥延长使用寿命,节约资金,其意义和影响是深远的。
3、中美检测体系比较
《公路桥涵养护规范》和
《公路桥梁承载能力检测评定规程》的颁布实施标志着我国公路桥梁检测评估进入了一个新的时期,桥梁检测、评估以及维修管理有了正式统一的规范。作为公路里程最长的国家,美国桥梁检测评估体系经过逾60年的发展,积累了丰富的经验,目前成熟的桥梁信息管理系统已经有效地将桥梁检测、评估以及管养工作整合在一起,值得我们研究和学习。
本文拟对中美桥梁检测评估体系从规范发展、检测模式和类别以及评估体系三方面进行对比,认识我国公路桥梁检测评估存在的不足,为我国桥梁检测评估体系的发展提供参考和借鉴。
(1)规范发展过程
美国桥梁检测规范于20世纪60年代开始制定实施,至今已有近50年的时间,当时正处于美国桥梁大规模的建设时期。美国桥梁基本上实行两级管理,国家管理部门为美国联邦公路管理局(FH-WA),主要负责制定国家层面上的法律法规和推行检测发展计划;另一层面为各州交通运输部(DOT),以联邦法律为指导,制定适用于本州的桥梁检测手册。
目前美国的桥梁管理体系已经高度信息化,建立了桥梁管理系统,将桥梁检测与管理相结合,FHWA 在桥梁管理系统的基础上开展了高速公路桥梁复原计划,对维修加固的经费申请和审核进行全面管理。
我国公路桥梁检测领域的发展相对缓慢,2004年出版了(JTG H11—2004)《公路桥涵养护规范》。桥梁承载能力评估方面,我国长期沿用《公路旧桥承载能力鉴定方法》(1988 年试行版) 和《大跨径混凝土桥梁的试验方法》(交通部公路科学研究所,1980)。目前已经被(JTG/T J21—2011)《公路桥梁承载能力检测评定规程》所取代。
从国内桥梁检测规范发展的过程来看,在2004~2013年的10年间,桥梁检测、试验、评估方面的规范得到了全面发展,基本满足了我国当前的桥梁养护维修需求。从发展的特点来说,我国规范的出版模式为“以新换旧”的模式,即以新规范代替旧规范。
中美桥梁检测领域的规范发展过程存在较为明显的不同。美国规范是以国家法律为根据,以实际需求为前提,通过不断出版手册和指南的方式来对现有法律和规范进行诠释和补充,其规范发展为“不断增长型”。中国公路桥梁检查规范立足于日常养护以及前期建设,以设计规范为基础,采用“推陈出新”的方式来不断更新和完善规范。中国规范体系相对美国规范来讲,更为统一和简单,但是针对性相对较弱,覆盖面不足。
(2)检测类别和模式
美国桥梁检测共分5类:
初始检查,
常规检查,
损害检查,深入检查,特殊检查。
中国公路桥梁检测共分3类:经常检查,定期检查,特殊检查
从检测分类的角度来分析,中美目前执行的规范基本相似,对于桥梁检测的级别均为由低到高。中国规范对于桥梁各级别检测要求的覆盖比较全面,但在专项领域,尤其是对于断裂构件以及水下检查两方面的检查要求,目前仍为空白。随着我国钢结构桥梁的大量建设和使用,以及现役桥梁运营时间的增长,对于这两方面规范制定的需求会日趋强烈。
(3)评估体系
在评估体系的建立方面,我国的规范与美国的规范相比存在较大差距。我国的规范重视桥梁本身的病害以及承载力情况,通过评估结果进行维修、加固和改建;美国的规范除关注这两方面以外,还关注交通、环境、气候等多方面因素对于桥梁结构的影响。我国的规范关注桥梁结构本身的现状,而美国的规范将评估的范围扩展到周边环境以及桥面交通,并着眼于桥梁结构状态未来发展变化的趋势。尤其是借助了全面的桥梁信息管理系统以后,桥梁的检查检测历史得到有效记录和分析,结构发展趋势可以得到科学的预判和评估。
4、结语
我国公路桥梁检测评估体系起步较晚,在经过多年的累积和研究,并吸取了国外的规范在体系构架上的一些优点以后,近年来发展较快,2011 年新实施的基本规范将我国公路桥梁检测评估体系基本框架和规程作了进一步规范。本文希望通过对现状的认识和学习美国现有桥梁检测评估管理体系的优点及发展过程,给我国公路桥梁检测评估体系的发展提供参考和借鉴。