公路桥梁承载能力检测评定的应用和思考

文/交通运输部公路科学研究院 和海芳

随着我国桥梁发展逐渐进入养护期，桥梁养护任务更为艰巨，桥梁安全与耐久问题日益突出，对桥梁承载能力的评估要求也越来越高，对评定的内容、评定准确性等方面提出了更高的要求，桥梁承载能力检测评定是桥梁养护中非常重要的环节，对做到“对症下药”、确保桥梁安全非常重要。

公路桥梁承载能力检测评定，是公路桥梁进行维修加固的前提条件和主要依据。对于技术状况等级为四、五类的桥梁，拟通过加固手段提高荷载等级的桥梁，以及遭受自然灾害、突发事件或有超重车辆通行等造成桥梁损害时，应对桥梁结构进行承载能力检测评定。目前，该项技术主要依托《公路桥梁承载能力检测评定规程》进行应用。

我国现行的公路桥梁承载能力检测评定规程共经历了3个发展阶段：第一阶段是1988年发布的《公路旧桥承载能力鉴定方法（试行）》，即通常所说的88版规范；第二阶段是2004年发布的《公路桥梁承载能力检测评定规程》（报批稿），即通常所说的报批稿；第三个阶段就是目前正在使用的《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T J21-2011），即通常所说的“11版规程”。

11版规程解决了检测结果的定量化应用问题，采用根据桥梁检查与检测结果，引入分项检算系数修正极限状态设计表达式的方法评定承载能力，提高了桥梁承载能力评定的客观性和可操作性。自应用以来对桥梁承载能力检测评定工作起到了积极的促进作用，提升了桥梁承载能力评定的准确性和规范性。

公路桥梁承载能力检测评定技术的应用

11版规程有鲜明的特点，它建立了基于桥梁检测结果的承载能力评定方法体系，建立了系统的承载能力检测评定指标体系，以及各检测指标的定量或定性评定标准，明确了各类桥梁的检算分析要点，提高了检测评定效率。

11版规程科学化、规范化了公路桥梁承载能力检测评定方法。首先，在对桥梁现状进行检查的基础上，依据桥梁结构质量（缺损状况、材质状况与耐久性指标）检测结果、结构固有模态参数测定结果，以及使用荷载调查分析情况等，借助桥梁结构设计或竣工资料，通过结构检算分析，进行荷载效应和抗力效应的比较，继而评定桥梁承载力。只有当采用基于检查和检测结果、以检算分析为主的评定方法尚不足以评定桥梁承载能力时，如作用效应与抗力效应的比值在1.0至1.2之间时，可进一步用荷载试验的方法评定桥梁结构的承载能力。

公路桥梁承载能力检测评定方法流程

该方法及所适用的标准体系实用、经济、合理、可靠，改变了我国公路桥梁承载力评定过分依赖荷载试验鉴定的局面，总体上可节约桥梁承载力鉴定资金50%至60%；构建的公路桥梁承载力评定系数理论模型与计算方法，创造性地解决了桥梁部（构）件缺损状况评定、固有模态参数测试、材质与耐久性参数检测评价和运营车辆荷载调查等数据定量，应用于承载力评定的核心技术问题，并且在抗力调整系数与荷载效应调整系数的确定理论和取值依据方面，更为科学、先进、充分、合理与有效。

公路桥梁承载能力检测评定技术的思考

从技术层面来讲，目前该项技术的应用仍需要深入挖掘。总的来看，旧桥评估的目标可靠度问题、桥梁评估荷载问题、大件运输通过问题、荷载试验评估结构一致性问题、相关评定指标检测方法及评定标度划分标准问题、相关检算系数的校准问题、检算要点的细化问题，以及桥梁结构安全可靠性评价问题等都亟待解决。

评估荷载

目前，我国桥梁的交通状况已经发生了很大的变化，交通量不断增大，重载车不断增多，车型以五轴、六轴，且六轴车居多。由于汽车荷载模式发生了很大变化，目前现有的相关规范也未有量化的标准，导致养护管理无从着手，所以需要逐步完善评估荷载标准。

目前，该项技术主要以设计荷载作为评估荷载，并以其为依据评价结构的安全性；在养护管理中也是以设计荷载作为管理荷载，以确保桥梁的运营安全。然而，桥梁设计荷载与实际运营荷载具有较大的差异性，一方面设计荷载不能反映实际桥梁荷载统计特征，另一方面我国现行桥梁设计汽车荷载标准采用车道均布荷载加集中力的形式，与实际运营荷载在形式上缺少必要的相似性。

针对以上问题，提出了运营荷载统计特征为基础的桥梁评估荷载。该荷载形式是通过车辆密集运营状态下的行车间距将目前桥梁实际通行，并且对桥梁运营安全影响显著的主导车型组合而得的车队荷载。该荷载形式不但能够反映桥梁荷载运营水平，兼顾桥梁安全，同时可以满足桥梁管养单位对运营荷载管理的实际需求，为桥梁养护管理工作提供技术支持。

桥梁耐久和使用寿命

环境对桥梁结构的影响是多方面的，影响因素比较复杂。公路桥梁承载能力检测评定技术及其所应用的规程，从桥梁耐久性角度考虑了环境作用对桥梁承载能力的影响。但是，在具体应用过程中对环境的区划分比较模糊，对不同环境区划耐久性典型作用的规定不明确。此外，在《工程结构可靠性设计统一标准》（GB50153-2008）对我国公路桥涵设计使用年限给出了明确规定，随着我国桥梁不断老化，在役桥梁到达设计使用年限后的超期延续使用，将成为我国迫切需要解决的问题。那么，该类桥梁的承载能力评定应该考虑桥梁的剩余寿命，合理确定桥梁承载能力的评估周期及相关的评价指标，从而构建完整的超前服役桥梁承载能力检测评定技术体系。

大件运输通过评估

随着我国现代化建设进程的加快，大型水利水电工程、化工厂、核电厂，甚至包括一些军工产品都需要进行大件运输，通常大件运输也要求安全、经济、便捷地到达目的地，这对公路桥梁提出了严峻的考验，涉及到的问题包括运输线路的选择、桥梁承载能力的评估及承载能力评估不足桥梁的加固问题等。

对于公路桥梁而言，由于受到设计荷载等级的限制，往往不适应大件运输过桥的需要，同时大件运输过桥也极易造成既有桥梁的损坏，甚至发生重大事故。大件运输通过时，沿线公路桥梁的设计年代不同、设计标准不同、施工质量不同，后期运营养护情况不同，桥梁自身技术状况和承载能力状况不同，而大件运输往往有完成任务的时间限制，所以对大件运输通过的桥梁提出了评估需求，希望采用合理的评定方法，迅速准确评定运输线路上桥梁的承载能力情况。

针对此问题，提出了基于大件运输的公路桥梁承载能力评估方法。该评估方法的提出主要涉及以下方面的内容，首先是沿线公路桥梁技术状况调查方法，包括表观、材质及特殊病害等；其次是大件运输通过桥梁的承载能力检算方法，主要包括控制荷载的选取、不同桥型的检算要点等；再次是大桥运输过桥时的动力效应控制方法，如冲击等，还有大件运输过桥时的监测和监控方法，承载能力不足桥梁的加固方法，着重要体现安全、经济和合理。最后，提出大件运输通过桥梁的评估程序、评估方法，以及大件运输通过桥梁的控制方法和有效加固方法。

公路桥梁承载能力检测评定关系到桥梁能否安全运营，所涉及的方法、标准涵盖面广、需求量大，随着先进理论、先进技术的不断发展，公路桥梁承载能力检测评定技术将向着科学化、规范化的方向发展。同时，该技术的发展有助于促进行业技术进步，更好地为公路桥梁养护管理工作提供技术支撑。