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城市桥梁结构安全性评估方法研究

文档作者：谭学民钟晓林文档来源：广州市建筑科学研究院有限公司		点击数：	更新时间： 2021年09月23日
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·36·
2011年2月
城市桥梁结构安全性评估方法研究
谭学民，钟晓林
(广州市建筑科学研究院有限公司，广东广州510440)
摘要：本文提出了基于可靠性的城市桥梁结构安全
性评估方法，即根据对城市桥梁结构安全性参数的综合检
测和计算结果，基于可靠性理论和概念及工程结构可靠度
设计统一标准的规定，建立了城市桥梁结构安全性的系统
评估方法。该方法使城市桥梁安全性评估工作有章可循、
方法科学、简单实用，评估结果将对城市桥梁或因设计、
施工、使用不当需要加固，或因用途改变需要改造，或因
环境改变需要处理等工作提供技术依据。
关键词：城市桥梁；安全性；评估方法
中图分类号：U44 文献标识码：A
文章编号：1672—40Il(201})0l—0036一03
Study of Urban Bridge Structure Security
Assessment I订ethod
7HⅣ．)rwm讥．Z肋ⅣG Xi∞fin
(‰峥概础龇矿胍坛昭鼽懈脚，‰咿慨5科幻，饿m)
Abstract：This paper advanced the urban bddge stmcture
security asse8sment method which based帆the reliability， ac—
cording to山e synthetic testing and reckoning of urban b—dge
structure security parameter， based on the reliability theory and
the en舀needng stnlcture reliability de8jgII un讯ed 8tandard，
builded the urban¨dge stmcture security鹊sessment method．
This method maked the urban bridge structure security assessment
to has a legal ba8is， and this scienti6c method is simple
and pmctical，the assessment wiU provide the technological basis
to the urban bridge and the reinforce activity adse f而m the
impropriety of de8唔n、constructjon and misuse， refo珊caused
by propose convening， and the dispose caused by the envimn—
ment conVerting．
Key words： Urban b—dge；security；髂sessment method
l概述
现有城市桥梁结构安全性评估方法可分为：外观调查
法、分析计算法、荷载试验法。外观调查法人为主观因素
较多，难以做到结论明确、标准统一；分析计算法基于设
计值和经验值，难以反映桥梁实际状况；荷载试验法中结
构校验系数与工作状态关系不明确、检算系数由经验估计、
且需封闭交通。我国桥梁试验评定现行标准方法为1982年
通过的《大跨径混凝土桥梁的试验方法》和1988年颁布的
《公路旧桥承载能力鉴定方法》，由于当时工程检测手段比较
落后，设计计算水平较低，这两个方法均未按公路工程可
靠度研究成果进行编制。现有研究表明，采用这两个方法
基金项目：广州市科技计划项目(2006Jl—C0521)
作者简介：谭学民(1964一)，男，博士，高级工程师，1987年本科毕业
于太原理工大学工程力学专业，1992年硕士研究生毕业于太原理工
大学结构工程专业，19919年博士研究生毕业于华南理工大学结构工
程专业。
E—majl：1535025 149@qq．com
进行既有桥梁结构的承载力和安全性评估已不适用，且不
符合现行《公路工程结构可靠度设计统一标准》(GB／T50283
一1999)(以下简称GB／T50283一1999)的要求。目前，城市
桥梁结构服役期间的安全性检测领域中研究的热点是整体
性损伤评估方法，但因模型复杂，存在传感器的优化布设、
模态分析的精度、模型参数修正的解的不唯一性以及各种
动力指标对不同类型损伤的灵敏度问题等，现有的整体性
探伤评估方法基本仍处于理论研究和探讨阶段。如何完善
桥梁结构安全性评估系统，研究适用的评估方法已十分重
要和迫切¨。J。本文提出了基于可靠性的城市桥梁结构安
全性评估方法与现行设计规范接轨，是一种新的探索。
2理论依据
按照cB／T50283一1999的规定，桥梁设计分为承载能
力和正常使用两类极限状态。承载能力极限状态体现了桥
梁的安全性，正常使用极限状态体现了桥梁的适用性和耐
久性，这两类极限状态概括了结构的可靠性。本文从CB／
T50283—1999定义的承载能力极限状态出发，总结对已有
结构构件可靠度评估所积累的数据和经验，根据实用要求
建立了桥梁安全性评估分级评估模式。具体提出了划分等
级的尺度，并给出了每一检查项目不同等级的评定界限。
这种评估体系不仅有助于理顺很多复杂关系，使问题变得
简单而容易处理，更重要的是与现行设计规范接轨，从而
达到概念明确和便于应用的良好效果。
3安全性评估层次和内容
3．1安全性评估层次
表l 城市桥梁结构安全性评估的层次、等级划分
层次
层名构件子单元评估单元
等级n。、厶。、c。、d。A。、占¨C¨D。J4、曰、C、D
按地基变形或承载力、
地基稳定性等检查项目下
下评定地基基础等级部
部结
结按同类材料构件构
构各检查项}j评定
每种基础和墩台评级
评
单个基础和墩台级
等级
按承载能力、构
造、不适于继续
每种构件评级
上
上承载的位移或缺部单元安全
部承性评级
承陷等检查项日评结构侧向位移评级重
重定单个构件等级结
结构
构按结构布置、支撑、构评
造、横向连接等检查项级
目评定结构整体等级
桥按同类构件各检
按桥面铺装、防水及排桥
面查项目评定单个
水、伸缩装置及连接、人系 构件等级 行道、栏杆、护栏与灯柱 霎裴
等单个项目评体
城市桥梁安全性评估应按构件、子单元和评估单元分
万方数据
为三个层次，每一层次分为四个等级，评估时按表1规定
的检查项目和步骤，从第一层开始，分层次进行，即首先
根据构件各检查项目评估结果，确定单个构件等级；然后
根据子单元各检查项目及各种构件的评估结果，确定子单
元等级；最后根据各子单元的评估结果，确定评估单元的
安全性等级。
3．2安全性评估分级标准
城市桥梁的安全性评估的分级标准应按表2规定采用。
表2 城市桥梁结构安全性评估分级标准
层次评估对象等级分级标准处理要求
安全性符合现行标准对级n。
口Ⅱ 的要求。具有足够的承载能不必采取措施
力
安伞性略低于现行标准对a。
6。级的要求，尚不显著影响承可不采取措施
单个构件或载能力
检查项目安全性不符合现行标准对。。
C“ 级的要求，硅著影响承载能应采取措施
力
安伞忭极不符合现行标准对
d。n。级的要求，已严重影响承必须采取措施
载能力
安伞性符合现行标准对A。级
可能有个别一
^。般构件应采取
的要求，不影响整体承载
措施
安全性略低于现行标准对，4。可能有极少数
口。级的要求，尚不显著影响整构件应采取措
体承载施
子单元应采取措施，
安伞性不符合现行标准对^。
且可能个别构
C。级的要求，显著影响整体承
件必须立即采
载
取措施
安全性极不符合现行标准对
D。A。级的要求，已严重影响整必须采取措施
体承载
安全性符合现行标准对A级可能有极少数
^ 的要求，具有足够的承载能一般构件应采
力取措施
安全件略低于现行标准对A 可能有极少数
B 级的要求，尚不显著影响承一般构件应采
载能力取措施
评估单元应采取措施。
安全性不符合现行标准对A
且可能个别构
C 级的要求。显著影响承载能
件必须立即采
力
取措施
安全性极不符合现行标准对
必须立即采取
D A级的要求，已严重影响褴体
措施
承载
3．3安全性评估分级原则
城市桥梁安全性检查项目可分为两类：一是承载能力
验算项目；二是承载状态调查实测项目。
3．3．1按承载能力验算结果评级
结构构件的安全度除与设计的作用、材料性能取值及
结构抗力计算的精确度有关外，还与工程质量有着密切关
系。GB／骶0283—1999以结构的目标可靠指标与材料和构
件质量之问近似函数关系，提出了设计要求的质量水平。
因此，设计要求的材料和构件的质量水平，可以近似地根
据结构构件的目标可靠指标来确定。
GB／眄0283一1999规定了两种质量界限，即设计要求
的质量和下限质量，前者为材料和构件的质量应达到或高
于目标可靠指标要求的期望值。由于目标可靠指标系根据
我国材料和构件性能的统计参数的平均值校准得到的，因
此，实际的材料和构件性能可能在此质量水平上下波动。
为使结构构件达到设计所预期的可靠度，其波动的下限应
予以规定，即工程质量也不得低于规定的质量下限。基于
以上考虑，并结合安全性分级的物理内涵，本文采取了下
列分级原则：
(1)口。级。符合现行规范对目标可靠指标风的要求，实
体完好，其验算表征为冗／帕5≥1，式中月为结构抗力效应，s
为作用效应，7。为结构重要性系数。
(2)6。级。略低于现行规范对目标可靠指标阮的要求，
但可达到或超过相当于工程质量下限的可靠度水平，即可靠
指标卢≥岛一0．25。实体状况比口。级稍差，其验算表征为1>
j己／’，05≥O．95。
(3)c。级。不符合现行规范对目标可靠指标风的要求，
其可靠指标已超过工程质量下限，但未达到随时破坏的程
度，因此，其可靠指标口的下浮可按构件的失效概率增大一
个数垣级估计，即下浮下列区间内：岛一O．25>口≥风一0．5。
此时，构件的安全性等级比现行规范下降了一个档次，其验
算表征为O。95>j己／yos≥0．9。
(4)d。级。严重不符合现行规范对目标可靠指标风的要
求，其可靠指标下降超过0．5，失效概率大幅度提高，实体处
于濒临危险的状态，其验算表征为0．9>R／y。s。
以上分级方法采用了按GB／T50283一1999规定的目标
可靠指标和两种质量界限来划分承载能力验算项目的安全
性等级，不仅较好地处理了评估方法与GB／T50283一1999
接轨与协调问题，而且更重要的是避免了单纯依靠专家经
验所带来的概念不清和尺度不一致的缺陷。由于结构构件
的可靠指标与失效概率具有相应的函数关系，因此，这种
分级方法也体现了当前所提倡的安全性鉴定分级与结构失
效概率相联系的原则。
3．3．2按承载状态调查实测结果评级
对桥梁结构进行安全性鉴定，除需验算其承载能力外，
尚需通过调查实测，评估其承载状态的安全性，才能全面
地作出评估结论。为此，根据实际需要设置以下检查项目：
(1)结构构造的检查评定。合理的结构构造与正确的
连接方式，是结构可靠传力的重要保证，若构造不当或连
接欠妥，则会严重影响构件的正常承载，甚至使之丧失承
载功能。故结构构造具有与承载能力验算同等的重要性，
列为安全性检查项目。
(2)不适于构件继续承载的位移或裂缝的检查评定。
这类位移和裂缝相当于GB／眄0283—1999中所述的“不适于
继续承载的变形”，它已不属于承重结构正常使用性的问题
范畴。
(3)结构的荷载试验。通过对桥梁进行动静载试验，
能对其安全性作出较准确的鉴定，列为安全性检查项目，
但由于这样的试验要受场地、时间和经费的限制，因而一
般仅在必要且可能时才进行。
对上述这些检查项目，本文采用了下列分级原则：
(1)当鉴定结果符合现行标准规定和已有桥梁必须考
虑的安全性要求时，可评为口。级；
(2)当鉴定结果遇到下列情况之一时，可降为6。级：尚
符合现行标准的安全性要求，但实物外观稍差，经鉴定人员
认定，不宜评为口。级的构件；虽略不符合现行标准的安全性
要求，但符合原标准规范的安全性要求，且外观状态正常者；
万方数据
·38·
2011年2月
(3)当鉴定结果不符合现行标准对口。级的安全性要求，
且不能引用降为6。级的条款时，应评为c。级；
(4)当鉴定结果极不符合现行标准对o。级的安全性要
求，应评为d。级。“极”的含义是指该鉴定对象的承载已处于
临近破坏状态。
3．4安全性等级的确定原则
3．4．1 单个构件安全性等级
单个构件安全性等级的确定，取决于其检查项目所评
的等级，最简单的情况是：被鉴定构件的每一检查项目的
等级均相同。此时，项目的等级便是构件的安全性等级。
但在许多情况下，构件各检查项目所评定的等级并不相同，
便需制定统一的定级原则，才能确定被鉴定构件的安全性
等级。在安全性鉴定中，考虑到检查项目之问已无主次之
分，且每一安全性检查项目所对应的均是承载能力极限状
态的具体标志之一。在这种情况下，不论被鉴定构件有多
少个安全性检查项目，只要有一个等级最低的项目低于6。
级，则表明该构件的承载能力，至少在所检查的标志上已
处于失效状态，因此，本方法按最低等级项目确定单个构
件安全性等级的定级原则，即最小值原则。
3．4．2子单元安全性评级
(1)桥梁结构安全性的第二层次鉴定评级，应按下部
结构(含基础、台帽盖粱、支庵翼墙、锥坡、墩台身等)、上部承
重结构(含上部主要承重构件和一般承重构件等)和桥面系
(含桥面铺装、伸缩缝、栏杆与护栏、调治构造物等)，并按上
述构件评级方法进行评定。若不要求评定桥面系部分的安
全性，可不将桥面系部分承重部分列为子单元，而将其安
全性鉴定归入上部承重结构中。
(2)当需计算上部承重结构的作用效应，或需验算地
基变形、稳定性或承载能力时，对地基的岩土性能和基桩
承载力特征值应根据现场检验结果，按国家现行有关规范
取值。
(3)下部结构。既有桥梁地基基础的安全性鉴定，主
要包括基础和桩两种主要构件，一般情况下，宜根据基础
和桩的沉降观测资料或其不均匀沉降在上部结构中的反应
的检测结果进行鉴定评级；当现场条件适宜于按地基、桩
基或沉井承载能力进行鉴定评级时，可根据岩土工程勘察
档案和有关检测资料的完整程度，适当补充近位勘探点，
采用原位测试和取原状土作室内物理力学性质试验方法进
行地基基础检验，根据以上资料并结合当地工程经验对地
基基础的承载力进行综合评价。
(4)上部承重结构。上部承重结构(子单元)的安全性
鉴定评级，应根据其所含各种构件的安全性等级、结构的
整体性等级，以及结构侧向位移等级进行确定；当评定一
种主要构件的安全性等级时，应根据其每一受检构件的评
定结果，按等级比例规定综合评级∞J。
(5)桥面系。桥面系承重部分的安全性，应根据构成
桥面铺装、桥头平顺、伸缩缝、排水设施、栏杆或护栏等
的各种构件的安全性等级，以及该部分结构整体性的安全
性等级进行评定；桥面系承重部分安全性等级，不得高于
上部承重结构等级。
3．4．3鉴定单元的安全性评级
(1)城市桥梁鉴定单元的安全性评估，应根据其下部
结构、上部结构和桥面系承重部分的安全性等级，以及与
桥梁整体有关的其它安全问题进行评定；鉴定单元的安全
性等级，按下列原则确定：一般情况下，根据下部结构和
上部结构的评定结果，按其中较低等确定；当鉴定单元的
安全性等级按上款评为A级或B级，但桥面系承重部分的
等级为c。或D。时，可根据实际情况将鉴定单元所评等级降
低一级或二级，但最后评定等级不得低于C级。
(2)下列任一情况，可直接评为D级。桥梁周围有危
险建筑物，且直接受到威胁；桥梁朝一方倾斜，且速度开
始变快；当新测定的桥梁结构动力特性，与原先记录或理
论分析的计算值相比，有下列情况，可判定其承重结构可
能有异常，但应进一步检查、鉴定后再评定桥梁的安全性
等级：桥梁结构基本周期显著变长或其基本频率显著下降；
桥梁结构振型有明显改变，或振幅分布无规律。
4安全性评估的几个问题
(1)当验算结构或构件的承载能力时，结构构件验算
采用的结构分析方法，应符合国家现行设计规范的规定；
结构构件验算使用的计算模型，应符合其实际受力与构造
状况；结构上的作用应经调查或检测核实。结构构件作用
效应的确定：作用的组合、作用的分项系数及组合值系数，
应按现行国家必威体育官方网站
标准《城市桥梁设计荷载标准》的规定执
行；当结构受到温度、变形等作用，且对其承载有显著影
响时，应计入由之产生的附加内力。
(2)构件材料强度的标准值：若原设计文件有效，且
不怀疑结构有严重的性能退化或设计、施工偏差，可采用
原设计的标准值；若调查表明实际情况不符合上款要求，
则应按有关标准、规范和规程进行现场检测。
(3)结构或构件的几何参数应采用实测值，并应计入
锈蚀、腐蚀、风化、局部缺陷、损坏以及施工偏差等因素
的影响。
(4)当需通过荷载试验评估构件的安全性时，应按现行
专门标准进行，若检验合格，可根据其完好程度，定为口。．级或
6。级，若检验不合格，可根据其严重程度定为c。。级或d。级。
(5)当构件符合下列条件时，可不参与评估：该构件未
受结构性改变、修复、修理或用途、或使用条件改变的影响；
该构件未遭明显破坏；该构件工作正常，且不怀疑其可靠性
不足。若考虑到其它层次安全性评估的需要，则可根据其完
好程度定为G。级或k级。
5结论
本文提出了基于可靠性的城市桥梁结构安全性评估方
法，即通过对城市桥梁结构在安全性方面存在问题的全面
检测和计算，基于可靠性理论和概念及工程结构可靠度设
计统一标准的规定，确定桥梁结构的安全性等级的方法，
这是一种新的探索。该方法的应用将对城市桥梁的安全营
运、维修加固、改建、事故处理等工作提供准确和标准化
的技术依据，并使城市桥梁安全性评估工作有章可循、方
法科学、简单实用。f ID：63031
参考文献：
[1] 范立础．混凝土桥梁安全性与耐久性[c]／／陈肇元．土建结构
工程的安全性与耐久性．北京：中园建筑工业出版社。2003：3l
一44．
[2] 周履．预J蓝力混凝土桥梁设计中有关安全性与耐久性的若f
问题[c]／／陈肇元．土建结构工程的安全性与耐久性．北京：中
围建筑工业出版社，2∞3：64—68．
[3]蔡明．公路旧桥承载力评估方法[J]．桥梁建设，2005，(4)：
69—71．

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