贵州省农村公路桥梁安全风险评价体系研究

祝永胜

（贵州省公路局，贵州 贵阳 550001）

1 引言

随着贵州省交通运输的不断发展，农村公路桥梁的建设、养护和管理在新的时期又有了更高的要求。贵州省多为山地，中小跨径的桥梁数目居多，这些桥梁可能因为设计年代久远、施工操作不当和养护不及时等因素导致桥梁的安全性能降低，同时由于桥梁服役时间较长，加之管理人员对风险分析的认识不够全面，这将会加剧中小跨径桥梁的病害形式和数量。因此，能够根据贵州省本地交通情况，准确地对农村公路桥梁进行病害分析和安全风险评估，对农村公路桥梁的安全和发展至关重要。

2 贵州省农村公路桥梁现状

贵州省处于我国西南内陆区腹地，地势西高东低，拥有诸多山脉和丘陵，其山高谷深的地理特点造就了低等级农村公路桥梁为主体，中小跨径桥梁的数量在目前统计的贵州省桥梁中占据多数，大跨径桥梁占比较少的现象。中小跨径桥梁的桥型一般为拱式桥（板拱、其他拱桥）和梁式桥（空心板梁和整体现浇板梁）较多。基于贵州省农村公路桥梁以拱式桥和梁式桥为主体的特点，本文选取数量较多的拱式桥和梁式桥为主要研究对象。

3 桥梁安全风险评价

农村公路桥梁在设计阶段、施工阶段、养护阶段和管理阶段对桥梁的安全都存在风险，这种不确定性的风险最终将影响结构的安全，而这些风险因素可以归纳为桥梁安全风险。

桥梁安全风险可能存在桥梁的全生命周期的任何阶段，由于交通运输的不断发展，对于桥梁的使用荷载需求不断增大，而相当多的中小型老桥设计存在年代久远和年久失修等问题，其承载能力可能满足不了现在的使用要求，其安全风险存在着较大的隐患，桥梁的整体稳定性和耐久性大幅度下降，这将会对贵州省交通运输造成巨大的损失。因此，采取一种安全有效的风险分析方法将会对现役桥梁具有重要意义，可提前预警安全隐患，为贵州省农村公路桥梁提供安全可靠的研究方法，减少不必要的经济损失。

农村公路桥梁的安全风险评价流程如图1所示，主要分为识别、判断、评价和控制4个阶段，即首先选取主要评价指标，其次建立评价体系，然后计算安全风险评价等级，最终选择相应的保护措施。

图1 农村公路桥梁安全风险评价流程

贵州省农村公路桥梁多为中小跨径桥，且繁多的桥梁种类和跨径造就了结构形式复杂多样，这些不确定的因素势必会对结构的安全性造成负担，同时桥梁的服役时间亦和耐久性和安全性存在一定的联系。因此，亟需对农村公路桥梁进行安全风险评价。

上述已经提到在桥梁的设计、施工、养护和管理过程中都可能存在区域安全隐患，因此无法对所有可能存在风险因素进行分析，这就需要选择一种合理的方法进行评价。首先，可选择中小跨径桥梁的典型病害进行分析，桥梁的上、下部构件和桥面系上经常存在隐患，常见的病害有上部结构泛碱和渗水，下部结构开裂，桥面系破损等，根据这些构件上的典型病害来建立贵州省农村公路中小跨径桥梁安全评价指标体系。安全风险评价是基于可靠的指标体系来开展的，在分析时应综合考虑实际工程中影响桥梁整体稳定性、耐久性和适用性的因素。

通过分析贵州省中小跨径农村公路桥梁的隐患风险，再结合相应的标准规范，最终选取了基于拱式桥和梁式桥的安全性评价体系，如图2和图3所示。其影响的主要因素为上、下部结构和桥面系的病害。

图2 拱式桥桥梁安全风险评价

图3 梁式桥桥梁安全风险评价

4 桥梁技术状况评定

4.1 部件层权重构建

根据《公路桥梁技术状况评定标准》和《公路桥涵养护规范》等标准规范，建立了适合于贵州省农村公路小跨径桥梁的权重分配方式，如表1所示。

表1 桥梁权重分配表

4.2 构件层权重构建

构件层主要基于拱式桥和梁式桥进行权重构建，2个桥型的主要差异在上部结构，拱式桥选取的上部部件为主拱圈、拱上结构和桥面板，梁式桥选取的上部构建为主梁、横隔板和支座等部件，详细信息见表2、表3。

表2 拱式桥梁构建权重分配表

表3 梁式桥梁构建权重分配表

4.3 评定等级

根据标准规范，桥梁的评定等级由完好功能状态直至处于危险状态主要分为5类，详见表4和表5。

表4 桥梁总体评定等级

表5 桥梁技术状况分类界限表

桥梁的技术状况评定方式可按式（1）计算，主要分为桥梁上、下部结构和桥面系3个部件。

式中：

BT为农村公路桥梁的上部结构评价分数，范围为0～100；

BS为农村公路桥梁下部结构评价分数，范围为0～100；

BD为农村公路桥梁的桥面系评价分数，范围为0～100；

n为桥梁部件的种类个数；

Wi第i类部件的权重，按表2规定取值；桥梁总体评价分数可按式（2）计算。

式中：

Br为农村公路桥梁的总体评价分数，范围为0～100；

WD为农村公路桥梁中桥面系与全桥的比重参照表3确定；

WT为农村公路桥梁上部部件，在全桥中的比重参照表3确定；WS为农村公路桥梁下部部件，在全桥中的比重参照表3确定。

5 结语

本文对贵州省农村公路桥梁安全风险评价体系进行了研究，主要结论如下。

（1）根据贵州省农村公路桥梁常见的病害和隐患，选取了对桥梁安全性影响较大的因素，结合相关标准规范，建立了拱式桥和梁式桥中小跨径桥梁安全性评价指标体系。

（2）基于贵州省农村公路桥梁安全性评价指标体系，分别对拱式桥和梁式桥的部件层和构建层等重新划分权重，建立了一套适合于贵州省内农村公路桥梁实际的安全风险评价体系。