摘要：橋梁是交通動(dòng)脈的咽喉，它的運(yùn)營(yíng)狀況關(guān)乎經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活。橋梁技術(shù)狀況評(píng)估及橋梁養(yǎng)護(hù)決策系統(tǒng)的研究在許多發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)比較成熟，而在我國(guó)還處于發(fā)展階段。橋梁養(yǎng)護(hù)決策和管理系統(tǒng)的研究對(duì)于確保通過(guò)科學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)確定養(yǎng)護(hù)對(duì)策，延長(zhǎng)橋梁使用壽命，保證橋梁的安全運(yùn)營(yíng)具有重要意義。

關(guān)鍵詞：橋梁技術(shù)狀況評(píng)估;方法;橋梁養(yǎng)護(hù)決策

一、橋梁技術(shù)狀況評(píng)估的意義

所謂評(píng)估，就是評(píng)價(jià)、估計(jì)某一事物的價(jià)值或優(yōu)劣。對(duì)橋梁工程，有文獻(xiàn)認(rèn)為橋梁評(píng)估就是“評(píng)定承載能力、確定材料強(qiáng)度或?qū)�結(jié)構(gòu)條件的分類”。在英國(guó)近年頒布的橋梁評(píng)估文件中，定義評(píng)估是“調(diào)查并依據(jù)規(guī)定的車輛荷載等級(jí)確定結(jié)構(gòu)的承載能力”。由于橋梁評(píng)估涉及的范圍廣、因素多，在對(duì)其內(nèi)涵的理解上，往往有所偏重，如有的把評(píng)估的重點(diǎn)放在橋梁承載能力方面，有的放在耐久性方面等。一種較為全面的定義是：橋梁評(píng)估就是利用特定信息，分析既有橋梁可靠性并為使橋梁保持一定水平的可靠性而做出相應(yīng)工程決策的過(guò)程。目前我國(guó)管理部門對(duì)新建橋梁進(jìn)行竣工驗(yàn)收，以后就轉(zhuǎn)入維護(hù)。只有當(dāng)橋梁發(fā)生明顯缺陷時(shí)，才進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估。而橋梁從出現(xiàn)病害到轉(zhuǎn)變?yōu)楦�大的事故的時(shí)間往往很短，所以對(duì)橋梁技術(shù)狀況進(jìn)行經(jīng)常性評(píng)估對(duì)橋梁管理人員來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)很重要的任務(wù)。因此，橋梁管理部門需要根據(jù)橋梁技術(shù)狀況評(píng)估，及時(shí)了解橋梁的安全性能，根據(jù)實(shí)際情況安排橋梁養(yǎng)護(hù)、維修、改建等工作，保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全使用，從而保證整個(gè)交通網(wǎng)絡(luò)的正常暢通。

二、橋梁技術(shù)狀況評(píng)估的具體方法

對(duì)既有橋梁的評(píng)估已經(jīng)引起世界性的關(guān)注。自 80 年代起，在一些工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，橋梁工程的重點(diǎn)已經(jīng)逐步轉(zhuǎn)向既有橋梁的養(yǎng)護(hù)維修、鑒定評(píng)估和加固改進(jìn)方面，并已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。近年來(lái)，我國(guó)也在積極開(kāi)展橋梁評(píng)估方面的研究工作，逐步積累資料和經(jīng)驗(yàn)。具體評(píng)估方法如下：

1、橋梁技術(shù)狀況綜合評(píng)估。

橋梁技術(shù)狀況綜合評(píng)估主要是通過(guò)有經(jīng)驗(yàn)的橋梁技術(shù)人員對(duì)既有橋梁定期檢查，從橋梁各分部結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的材料缺陷、裂縫、變形、位移等損傷或缺陷的嚴(yán)重程度，及定性和定量檢查結(jié)果對(duì)橋梁質(zhì)量進(jìn)行分類、評(píng)分。例如《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》(JTGH11-2004)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)分為五類，對(duì)應(yīng)的對(duì)策由正常養(yǎng)護(hù)到改建或重建。目前在評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)、方法上已有大量的研究，此類評(píng)定技術(shù)已逐步成熟，但是此類評(píng)定技術(shù)主要依據(jù)是大量的定性信息，其取值相當(dāng)程度上依賴于評(píng)定工程師的自身經(jīng)驗(yàn)和判斷，人為主觀因素較多，不同的評(píng)定者可能得出不同的結(jié)論。

2、橋梁承載能力評(píng)估。

橋梁承載能力是一個(gè)重要的技術(shù)指標(biāo)，是橋梁的性能的綜合體現(xiàn)。從內(nèi)容上來(lái)看它主要包括橋梁的安全性和耐久性。《公路舊橋承載能力鑒定方法》對(duì)橋梁承載能力做了如下定義：當(dāng)一個(gè)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的一部分達(dá)到一個(gè)使它不適合的特殊狀態(tài)，即不再滿足設(shè)計(jì)所需要的功能和要求時(shí)，所能承受外荷載的最大能力。目前，常用的橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力評(píng)估方法有：一是現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)法。在對(duì)橋梁進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)后，結(jié)合理論分析手段，對(duì)橋梁進(jìn)行診斷識(shí)別，建立橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作模型，進(jìn)而根據(jù)這個(gè)模型確定橋梁的實(shí)際承載能力。二是理論計(jì)算分析評(píng)估方法在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和病害檢測(cè)分析的基礎(chǔ)上，考慮結(jié)構(gòu)病害、損傷的影響，按照現(xiàn)行規(guī)范檢算結(jié)構(gòu)的承載能力和使用功能是目前我國(guó)采用的主要評(píng)估方法。三是專家經(jīng)驗(yàn)評(píng)定法。根據(jù)方式不同，專家經(jīng)驗(yàn)評(píng)定法可以分為專家意見(jiàn)調(diào)查和專家系統(tǒng)兩種類型。專家意見(jiàn)調(diào)查，是指直接收集、分析、歸納專家意見(jiàn)，對(duì)橋梁的安全性能做出評(píng)估的方法。專家系統(tǒng)是用計(jì)算機(jī)模擬有經(jīng)驗(yàn)專家的決策機(jī)理，對(duì)舊橋進(jìn)行綜合評(píng)估。在橋梁工程領(lǐng)域，無(wú)論設(shè)計(jì)、施工還是管理方面，均存在一些不確定性的因素或理論研究還沒(méi)有涉及的因素，這些因素大多難以用數(shù)值計(jì)算加以解決，而專家系統(tǒng)有時(shí)可以解決困難。專家系統(tǒng)在評(píng)估應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外作了大量的研究，并開(kāi)發(fā)出了一些橋梁評(píng)估專家系統(tǒng)。

3、橋梁適應(yīng)性評(píng)估。

橋梁適應(yīng)性評(píng)估，即功能性評(píng)估，主要針對(duì)橋梁功能性損傷，如主梁線形、橋面鋪裝及附屬設(shè)施損壞情況等進(jìn)行評(píng)估。交通部公路研究所開(kāi)發(fā)的 CBMS2007 系統(tǒng)中主要從橋梁行車條件適應(yīng)性，橋梁通過(guò)能力適應(yīng)性，橋梁環(huán)境適應(yīng)性三方面評(píng)價(jià)橋梁適應(yīng)性。其中：橋梁行車條件適應(yīng)性從橋梁寬度、橋面鋪裝、伸縮縫質(zhì)量、橋頭跳車狀況、橋面線形 5 個(gè)方面評(píng)定;橋梁通過(guò)能力適應(yīng)性主要通過(guò)對(duì)橋梁現(xiàn)有橋下凈高與規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的橋下凈高的比較系數(shù)來(lái)評(píng)價(jià);橋梁環(huán)境適應(yīng)性主要根據(jù)環(huán)境適應(yīng)系數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)，分為完全協(xié)調(diào)、基本協(xié)調(diào)、一般、不協(xié)調(diào)、很不協(xié)調(diào)五個(gè)等級(jí)。

三、橋梁養(yǎng)護(hù)決策

在橋梁技術(shù)狀況評(píng)估與預(yù)測(cè)，橋梁養(yǎng)護(hù)經(jīng)濟(jì)分析和項(xiàng)目?jī)?yōu)化排序的基礎(chǔ)上，即進(jìn)入最終的決策階段。

1、橋梁養(yǎng)護(hù)基本對(duì)策。由于橋梁缺損狀況比較復(fù)雜，工程實(shí)踐中依據(jù)多年來(lái)養(yǎng)護(hù)工作實(shí)施的經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)橋梁狀況、材料、施工習(xí)慣及環(huán)境條件，己經(jīng)形成了多種橋梁養(yǎng)護(hù)對(duì)策。為便于系統(tǒng)合理分配資金，需對(duì)這些養(yǎng)護(hù)對(duì)策進(jìn)行歸納和分類。在歸納時(shí)，既要照顧到目前常用的對(duì)策，又要注意到各種對(duì)策與典型的橋梁狀況相結(jié)合。橋涵構(gòu)造物的養(yǎng)護(hù)，首先應(yīng)使原結(jié)構(gòu)保持設(shè)計(jì)荷載等級(jí)的承載要求及設(shè)計(jì)交通量的通行要求。根據(jù)交通發(fā)展的需要，對(duì)適應(yīng)性不能滿足的橋梁，應(yīng)采取提高承載力、加寬、加長(zhǎng)、基礎(chǔ)防護(hù)等改造措施來(lái)提高承載能力和通行能力。在確定改造或改建工程方案時(shí)，應(yīng)注意新舊結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，充分發(fā)揮原有結(jié)構(gòu)的作用。具體的措施包括：正常保養(yǎng)，小修、中修、大修或改造、改建或重建。

2、橋梁養(yǎng)護(hù)決策的基本方法

目前在橋梁管理的養(yǎng)護(hù)決策中經(jīng)常采用的分析方法有經(jīng)濟(jì)分析法和經(jīng)驗(yàn)法兩類。

(1)經(jīng)濟(jì)分析方法。對(duì)可能的備選方案建立相關(guān)經(jīng)濟(jì)模型，通常進(jìn)行壽命周期費(fèi)用分析，應(yīng)用橋梁技術(shù)狀況預(yù)測(cè)模型來(lái)預(yù)測(cè)橋梁在選擇不同養(yǎng)護(hù)方案后的技術(shù)狀況隨時(shí)間變化規(guī)律，在此基礎(chǔ)上選擇經(jīng)濟(jì)上合理的對(duì)策。但其正確性依賴于對(duì)維修對(duì)策壽命周期費(fèi)用及效果的預(yù)估正確與否。

(2)經(jīng)驗(yàn)法。包括專家系統(tǒng)法和決策樹(shù)法兩種�；�本原理是借助于某些系統(tǒng)化的方法，總結(jié)和提煉橋梁養(yǎng)護(hù)工程師長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，并以過(guò)程化的形式為橋梁選擇合理可行的養(yǎng)護(hù)維修及改造對(duì)策。專家系統(tǒng)法相對(duì)于決策樹(shù)法來(lái)說(shuō)考慮更多的因素，處理更復(fù)雜的邏輯關(guān)系，對(duì)橋梁檢測(cè)與評(píng)價(jià)的要求較高，系統(tǒng)建立與維護(hù)費(fèi)用過(guò)大，實(shí)際中采用不多。而決策樹(shù)法則比較簡(jiǎn)單明了，因此在橋梁管理的實(shí)踐中應(yīng)用最為廣泛，它的特點(diǎn)是采用了樹(shù)狀圖的形式，在深入分析影響對(duì)策選擇因素的基礎(chǔ)上，選擇幾個(gè)主要影響因素，綜合工程師的維修經(jīng)驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上用樹(shù)狀圖表述主要影響因素與養(yǎng)護(hù)對(duì)策間的邏輯關(guān)系。橋梁養(yǎng)護(hù)決策分析中選用道路等級(jí)、橋梁類型、交通量、承載能力、橋梁缺損狀況等比較確定的決策影響因素建立的模型比較直觀，易于工程師和各級(jí)管理人員所理解，在確定各種組合條件的可能對(duì)策時(shí)，能夠通過(guò)專家調(diào)查等方法，綜合考慮地區(qū)工程師的經(jīng)驗(yàn)，很好地與人們的主觀經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，因此在橋梁管理體系中應(yīng)用很廣泛。例如，選擇橋梁的當(dāng)前承載能力評(píng)分、總體缺損、行車道寬度適應(yīng)性作為確定對(duì)策類別和具體養(yǎng)護(hù)措施的影響因素，針對(duì)選擇橋梁養(yǎng)護(hù)維修對(duì)策過(guò)程，向經(jīng)驗(yàn)豐富的橋梁養(yǎng)護(hù)工程師進(jìn)行咨詢后，建立了對(duì)策選擇的邏輯關(guān)系，將其用樹(shù)狀圖的形式表述，即為決策樹(shù)模型。

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