摘要：參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究成果，總結(jié)出基于通行能力的震后梁式橋快速評(píng)價(jià)系統(tǒng)流程，并采用層次分析法(AHP)得到橋梁由構(gòu)件到整體的權(quán)重指標(biāo)。同時(shí)給出橋梁各構(gòu)件損傷評(píng)價(jià)等級(jí)及相關(guān)描述，并最終確定震后梁式橋保通性能，為震后梁式橋快速檢測(cè)評(píng)價(jià)提供參考依據(jù)。

　　關(guān)鍵詞：損傷評(píng)價(jià);快速評(píng)估;層次分析;通行能力

　　近些年，我國(guó)地震活動(dòng)十分頻繁。橋梁作為生命線工程的重要節(jié)點(diǎn)，一旦損毀便等于切斷了地震區(qū)生命線，錯(cuò)過搶險(xiǎn)救災(zāi)黃金時(shí)間，加劇經(jīng)濟(jì)損失及社會(huì)危害。救災(zāi)車輛可否安全通過震損橋梁，是震后橋梁快速評(píng)價(jià)研究的關(guān)鍵所在，即通過震害經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和理論分析方法建立各種類型橋梁易損性模型，并建立各類橋梁損傷程度與通行能力對(duì)應(yīng)關(guān)系。

　　當(dāng)破壞性地震發(fā)生后，可通過地震動(dòng)參數(shù)、衰減規(guī)律等估計(jì)出每座橋梁的損傷程度，進(jìn)而判斷它的通行能力[1]。震后橋梁快速評(píng)價(jià)主要目標(biāo)是服務(wù)震后橋梁的應(yīng)急保通，把它作為評(píng)判受損橋梁“可以通行”“限制通行”或“禁止通行”的標(biāo)尺。對(duì)于后兩者，應(yīng)采取必要措施(如橋梁快速修復(fù)，或是選擇其救災(zāi)線路等)，保證救災(zāi)車輛能夠安全，及時(shí)進(jìn)入重災(zāi)區(qū)。我國(guó)以梁式橋?yàn)橹鳎�把梁式橋作為快速評(píng)價(jià)研究對(duì)象更具普遍意義。

　　梁式橋快速評(píng)價(jià)主要涉及評(píng)價(jià)流程，評(píng)價(jià)方法，評(píng)價(jià)內(nèi)容，評(píng)價(jià)指標(biāo)以及評(píng)價(jià)原則五個(gè)方面。近年來，國(guó)內(nèi)外所涉及研究?jī)?nèi)容主要針對(duì)在役橋梁性能評(píng)估[2-24]，而對(duì)地震后橋梁快速性能評(píng)價(jià)方面研究較少。本文參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究成果，總結(jié)出基于通行能力的震后梁式橋快速評(píng)價(jià)系統(tǒng)流程，并采用層次分析法(AHP)[8-10]得到橋梁由構(gòu)件到整體的權(quán)重指標(biāo)。同時(shí)給出橋梁各構(gòu)件損傷評(píng)價(jià)等級(jí)及相關(guān)描述，并最終確定震后梁式橋保通性能，為震后梁式橋快速檢測(cè)評(píng)價(jià)提供參考依據(jù)。

　　1震后梁式橋快速評(píng)估體系

　　結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)[20,25]，總結(jié)出震后梁式橋快速評(píng)價(jià)系統(tǒng)流程。

　　1.1橋梁震害初評(píng)

　　橋梁震害初評(píng)是建立在初評(píng)調(diào)查的基礎(chǔ)上，主要包括基本情況調(diào)查和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查兩個(gè)方面。基本情況調(diào)查主要是獲取相關(guān)的地震信息，包括震源、震中、震級(jí)、地震烈度等資料，并對(duì)受災(zāi)路線的橋梁設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、養(yǎng)護(hù)及維修加固、橋址水文地質(zhì)情況及其他歷史資料進(jìn)行全面了解。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查以目測(cè)的方式對(duì)震后橋梁構(gòu)件進(jìn)行全面的檢查，其目的在于短期內(nèi)對(duì)受地震影響的橋梁進(jìn)行快速篩選，排除已經(jīng)坍塌和明顯不安全的橋梁，并對(duì)救災(zāi)路線進(jìn)行優(yōu)化選擇，確定快速評(píng)估中需要優(yōu)先評(píng)估的路線和橋梁。

　　現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的重點(diǎn)包括：橋梁是否已經(jīng)垮塌、部分垮塌、落梁、部分落梁、上下部結(jié)構(gòu)是否有危及橋梁安全的重大損傷或其他危及橋梁的重大災(zāi)情。評(píng)估方法主要是駕車或者徒步經(jīng)過橋梁時(shí)，以目測(cè)為主，并通過表格記錄相關(guān)的橋梁信息。評(píng)估范圍從優(yōu)先路線上的橋梁開始，最終涵蓋災(zāi)區(qū)所有橋梁。可根據(jù)震級(jí)的大小確定需要進(jìn)行調(diào)查的大致范圍。

　　1.2快速詳評(píng)

　　快速詳評(píng)是在橋梁震害初評(píng)的基礎(chǔ)上，對(duì)利用原結(jié)構(gòu)保通橋梁進(jìn)行較為細(xì)致的橋梁病害調(diào)查。是否利用原結(jié)構(gòu)保通需要在快速詳評(píng)環(huán)節(jié)中最終確定。根據(jù)橋梁搶險(xiǎn)救災(zāi)所需通行能力以及橋梁的整體損傷情況制定出比較科學(xué)的應(yīng)急方案。可將震后橋梁保通標(biāo)準(zhǔn)可劃分為A(正常通行)、B(限制通行)兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

　　A(正常通行)級(jí)主要考慮到地震發(fā)生后搶險(xiǎn)救災(zāi)所需的車流量。B(限制通行)級(jí)主要考慮到地震發(fā)生后橋梁的通行能力。采取限制車流的方法保證救災(zāi)車輛快速安全的通過受損橋梁。此時(shí)采用降低了的車輛荷載標(biāo)準(zhǔn)對(duì)非常態(tài)橋梁進(jìn)行保通驗(yàn)算。根據(jù)相關(guān)研究成果，可將全橋整體損傷度也劃分為Ⅰ(輕微損傷)、Ⅱ(中等缺損)、Ⅲ(較大損傷)、Ⅳ(很大損傷)、Ⅴ(無法使用)五個(gè)等級(jí)。根據(jù)損傷程度，地震等級(jí)，通行能力三方面因素，最終判斷橋梁是否需要修復(fù)。

　　2震后梁式橋損傷等級(jí)及權(quán)重指標(biāo)的確定

　　梁式橋是公路橋梁中比較常見的橋梁結(jié)構(gòu)類型，適用于層次分析法進(jìn)行橋梁綜合評(píng)價(jià)。在整體功能的可分割性和相對(duì)獨(dú)立性的基本假定下將結(jié)構(gòu)整體按照功能分割為相對(duì)獨(dú)立的部分，按照各自指標(biāo)進(jìn)行分塊評(píng)價(jià)，再針對(duì)適當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)綜合成整體的評(píng)價(jià)。按照由部分到整體的順序建立橋梁的層次模型。

　　為了方便指標(biāo)統(tǒng)一化制定，將評(píng)價(jià)指標(biāo)按照破壞程度進(jìn)行0~100的打分，0對(duì)應(yīng)底層指標(biāo)中最理想狀態(tài)，能夠完全滿足保通性能。100代表最差情況，表示橋梁已經(jīng)損傷嚴(yán)重或者倒塌。中間得分按照等級(jí)區(qū)間大小進(jìn)行線性分配。

　　2.1主梁評(píng)價(jià)指標(biāo)

　　主梁對(duì)于整個(gè)橋梁體系抗震來說，不能算作抗震設(shè)防的重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象。但對(duì)于救災(zāi)車輛能否通過受損橋梁，就需要綜合考慮橋梁的保通承載能力是否滿足既定要求。地震發(fā)生過程中引起的主梁縱橫向移動(dòng)可能導(dǎo)致梁端碰，導(dǎo)致位移過大或發(fā)生主梁墜落等現(xiàn)象。主梁彎曲能力、剪切能力以及縱橫向位移三方面因素可較為準(zhǔn)確把握主梁的保通性能。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)可知[26]，主梁裂縫以及破損是導(dǎo)致橋梁承載能力以及保通性能下降的重要指標(biāo)之一，采用裂縫這一指標(biāo)不僅可以把握住橋梁損害的大致程度，而且易于檢查，方便快捷。

　　2.2支座評(píng)價(jià)指標(biāo)

　　橋梁支座歷來被認(rèn)為是橋梁結(jié)構(gòu)體系中抗震性能比較薄弱的一個(gè)部分，在歷次破壞性地震中，支座的震害現(xiàn)象都較為普遍。其原因主要是支座設(shè)計(jì)沒有充分考慮抗震的要求，連接與支擋等構(gòu)造措施不足，以及某些支座形式和材料本身缺陷。歸納而言，支座破壞形式主要表現(xiàn)為兩個(gè)方面：一是由于豎向變形過大導(dǎo)致的支座脫空、不均勻鼓突與脫膠;另一方面是由于支座剪切滑移變形過大導(dǎo)致的失穩(wěn)破壞。

　　2.3橋墩評(píng)價(jià)指標(biāo)

　　橋墩性能水平直接影響到橋梁整體抗震性能。我國(guó)《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則(JTG/TB-02-01-2008)》中的“能力保護(hù)構(gòu)件計(jì)算”內(nèi)容主要針對(duì)的是橋梁下部結(jié)構(gòu)，包括延性墩柱以及蓋梁的抗震驗(yàn)算。蓋梁主要病害有：節(jié)點(diǎn)處裂縫、以及由裂縫產(chǎn)生的混凝土剝落、鋼筋外露、斷裂等病害現(xiàn)象。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)資料得出蓋梁的評(píng)估指標(biāo)。震后墩柱的破壞分成兩種：一種是彎曲破壞，另一種是剪切破壞。結(jié)合Park&Ang建議的破壞等級(jí)分類，建立墩柱的快速評(píng)估指標(biāo)。

　　2.4橋臺(tái)評(píng)價(jià)指標(biāo)

　　地震中橋臺(tái)破壞主要是由于地基失穩(wěn)導(dǎo)致，因?yàn)闃蚺_(tái)本身病害(如臺(tái)身及臺(tái)帽裂縫、側(cè)移、破損等)而倒塌的橋梁并不常見。結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)總結(jié)出橋臺(tái)評(píng)價(jià)指標(biāo)。

　　2.5地基基礎(chǔ)評(píng)價(jià)指標(biāo)

　　地基基礎(chǔ)評(píng)價(jià)主要是由地基沉降以及滑移傾斜造成橋梁無法正常通行。場(chǎng)地沉降與滑移傾斜與震后孔隙水壓力的消散和隨之產(chǎn)生的土的固結(jié)和壓密有關(guān)。如果振動(dòng)過程中孔隙水壓力增加，但是未達(dá)到引起液化的水平，則孔隙水壓力在震后消散可能導(dǎo)致沉降，但是仍小于由液化引起的沉降。結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)確定相關(guān)指標(biāo)。運(yùn)用層次分析法(AHP)[8-10]基本原理得到梁式橋由構(gòu)件到部件，在到整體的權(quán)重指標(biāo)，通過打分方式得到橋梁總體損傷評(píng)定等級(jí)，進(jìn)而確定震后橋梁通行能力。

　　3實(shí)例應(yīng)用

　　該評(píng)價(jià)系統(tǒng)在2017年九寨溝地震中對(duì)救災(zāi)路線中受損橋梁進(jìn)行震后評(píng)價(jià)，并根據(jù)快速評(píng)價(jià)結(jié)果，對(duì)部分橋梁進(jìn)行相關(guān)處理，最大限度保證救災(zāi)車輛進(jìn)入受災(zāi)區(qū)。對(duì)評(píng)價(jià)系統(tǒng)可靠性進(jìn)行驗(yàn)證并取得了較為滿意的結(jié)果。

　　4結(jié)語

　　本文參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究成果，得出震后梁式橋快速評(píng)價(jià)系統(tǒng)流程，并采用層次分析法(AHP)可得到橋梁各個(gè)構(gòu)件，部件，結(jié)構(gòu)所對(duì)應(yīng)的權(quán)重指標(biāo)，同時(shí)，通過量化得出震后梁式橋通行能力。其主研究成果如下：a.參考國(guó)內(nèi)外大量有關(guān)橋梁性能評(píng)價(jià)文獻(xiàn)資料，總結(jié)出基于通行能力的震后橋梁快速評(píng)價(jià)系統(tǒng)流程。b.以層次分析法相關(guān)理論為基礎(chǔ)，得出震后梁式橋由構(gòu)件到整體的相關(guān)權(quán)重。并采用打分方式評(píng)定震后梁式橋損傷等級(jí)c.對(duì)各構(gòu)件損傷等級(jí)進(jìn)行量化分析，并給出相關(guān)描述，使得橋梁評(píng)價(jià)更為快捷。

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