桥梁结构养护方案优先排序方法研究

【摘要】桥梁在日常的使用过程中，由于会受到一系列的外界影响，在资金有限的情况下，如何对诸多的问题进行排序的问题是目前亟待解决的问题，本文首先针对常见的桥梁常见的维护位置进行了分析，针对日常维护的重要性，介绍了以技术为参数的排序方法，针对排序的方法进行了详细的介绍，供相关的管理人员参考。

【关键词】桥梁结构；养护方法；排序；研究

一、前言

如何在保证资金一定的情况下，最大程度的满足桥梁的日常养护是目前很多道路管理部门非常重视的问题，桥梁的养护方案无疑在一定程度上是保证桥梁正常运行的关键，本文重点对常见的排序方法进行了详细的介绍，在针对排序方法的选择上，提出了日常管理过程中，对于桥梁维护的薄弱环节，和日常维护的顺序进行了探索。

二、排序方法的基本介绍

目前，桥梁护养排序方法主要有两个方面，其一，许多可选护养方案之间的排序；其二，路网内各桥梁之间各养护方案之间的排序。不论采取哪一种，共同目标都是通过使用有限的护养资金，发挥最大的经济效益及社会效益。但目前，在桥梁管理系统中，主要采用的护养方式为路网内各桥梁之间各养护方案之间的排序，该方案根据排序指标，又分为两种，以下就一一介绍

1、以技术为参数的排序方法

这种排序方式主要以桥梁设计者的施工经验和技术水平为基础，在几种主要技术参数的基础上，制订出相应的优化方案，然后将它们排序，进而得到项目优化排序这种排序方式主要适合于资金较弱施工管理及技术条件较差的桥梁施工。一般情况下，在施工这种方法时，主要考虑的技术参数为桥梁总体性能及路况技术等级。

2、以经济为参数的排序方法

目前，在桥梁修建中，养护资金本身短缺，再加上资金使用没有规划性，使得利用效率极低以此，桥梁管理系统的主要任务就是将有限的资金应用到整个桥梁护养中，实现资金使用效率最大化。所以，该系统在进行桥梁护养费用的安排时，应首先考虑到护养技术的可行性然后再分析经济效率，这样，才能将护养时间和护养方案进行优化。以经济作为参数的排序方法，能够充分考虑到工程初期施工费用及经济效益，并能够将各项目的经济效率相互比较，得出优化结果，不仅省去了大量计算步骤，而且避免了排序中的主观随意性。

三、ALARP风险决策准则

该准则是由英国国家健康安全委员会提出的，是决策中满意准则的主要体现具体的实施步骤为，首先确定衡量风险的指标，之后根据其代表值及函数特点，确定相应的风险水平，从而为制订合理的风险对策奠定了基础。该法则的基本使用原理是，将风险水平划分成两个水平，一种是接受水平，另一种是不可接受水平，二者所对应的两个区域分别是风险接受区域和分先不接受区域如果一个指标落到风险不可接受区域，则说明风险极大，不可接受，否则，可以接受。在两个区域中间的部分被称作风险控制区域，也就是说，指标的风险可以通过一定措施控制，是属于可容忍的风险以下就ALARP风险决策准则进行简单分析。

1、ALARP决策准则下的CPI/CPD方法

由上面的两种排序方法的可知，以经济作为参数比以技术作为参数的排序方式更加优越，应在桥梁护养中广泛应用但目前，我国桥梁整体管理水平较为落后，管理系统的研发才刚刚起步，并缺少护养决策中需要的经济参数，所以，在现阶段，以经济作为参数的养护方案很难建立。笔者在假定桥梁结构退化形式为线形，并结合桥梁的结构特点，制订具体的养护方案以及技术评定结果及预测结果等。

在桥梁修建中，如果是以技术为一类，则相应的养护对策以日常养护为主，也就是前面提到的可忽略区域，当技术状况处在这个区域中时，养护维修顺序作为最后考虑的问题当技术状况在四类以下时，对应的养护策略是改建或者重新建造，也就是前面提到的不可接受区域，

当技术状况处在这一区域时，养护顺序则作为优先考虑的因素。当桥梁技术在二类至四类之间时，也就是系统定义的ALARP区域。本文的各个经济参数是通过该区域确定的。

本文采用有无对比方法，对桥梁维修之后的性能改善和不考虑维修性能退化的费用进行对比，做出技术上可行的护养项目的经济对比该比值用以下公式表示：

式中CPI表示改善桥梁结构需要的费用； CPD表示桥梁不经过护养而使用的费用； WR表示桥梁加固所需要的费用； WM表示桥梁改造所需要的费用，通常按照桥梁修建费用的4倍计算； i 表示折现率，通常取12%； N表示桥梁不采用护养技术至技术状况不可接受的时间间隔；j表示桥梁采取护养措施之后技术状况不可接受区域的时间延长值。

在实际护养中，可以通过比较w值，确定维修方案，一般情况下，w值越小，表明维修所取得的效率越好，所以，维修方案的优化显得十分重要。桥梁在使用期限内的费用分析方法，是最能够体现桥梁经济结构的方式，但由于我国现阶段护养水平有限，经济资料不足，使得一些可行的经济分析方式不能得到充分应用通过经济参数排序方式的公式计算得知，该公式中的不同参数分别反映了桥梁所处的不同技术状况；桥梁改造的费用；维修之后，结构性能至不可接受区域的时间延长值，所以，单就公式来看，对桥梁维修与不维修，都进行了严格对比，从比较中得出桥梁的技术状况，同时也得到桥梁技术预测状况等。

四、桥梁维护过程中薄弱环节的介绍

薄弱部位举例：

以下所列并非确定等级所必需的，它的取舍有待于工程师决定。

1、分段接缝。分段接缝按照脆弱性减小的顺序分级（现场砂浆缝的宽窄，浇筑粘贴情况等）。

2、预应力系统类型。带有超静定的缺陷，例如少部分有严重局部缺陷的大预应力钢索会对强度有严重的影响。预应力钢索位于桥面结构上部，桥面防水性的降低会导致腐蚀。

3、锚固形式和位置。锚具凹埋于桥面上表面或位于接缝之内，会减弱防腐保护。

4、接缝横穿预应力钢索。记录显示桥面排水装置渗漏或接缝附近桥面排水不畅从而导致排水系统缺陷。

5、防水系统。记录显示系统不良性能（现在的和以往的）。

那么在桥梁的维护过程中如果遇到了以下的情况有效的进行维护分析，即赋予其优先级为1：

与公共安全密切相关（需采取紧急行动以确保公共安全）。不管交通量超出还是降低，属于不含有内部超静定结构类型，例如简支梁或后张拉桥梁（除非考虑桥梁的材料和状况，经判断其使用情况良好而赋予它一个低优先级）。已有的评价显示关键部位应力超限。结构普遍受重量限制。

如有下述情况，除了考虑优先权外，还应该考虑早期检测的划：

道路改建、加宽规划之内的桥梁。结合公路养护计划进行的检测。已计划做检测，为适应资源或计划需要，在某一特定等级中需要更细的划分时，则主要按桥龄划分。

五、结束语

综上所述，本文重点对桥梁在进行维护过程中的有线排序的方法进行了分析，相关的管理人员在进行日常管理的过程中，要中重视桥梁维护的薄弱环节，采用科学的方法对桥梁的维护顺序进行制定，从而保证桥梁在日使用过程中的安全。