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摘要：既有桥梁是社会的宝贵财产，是保证交通安全畅通的关键，但大量既有桥梁承载能力不足、老化、破损已成为世界性范围的问题。本文针对既有桥梁的现状及特点分析了对其评估的各种方法，并对评估方法进行了对照分析，以供工程参考。
关键词：既有桥梁；桥梁病害；评估方法；模糊理论
既有桥梁是社会的宝贵财产，但在长期的自然环境和使用环境的作用下，交通荷载、环境条件等因素对其性能造成重大影响，公路网上的桥梁的技术状况出现现逐渐退化的趋势。目前桥梁病害现象日益严重和普遍，大量既有桥梁承载能力不足、老化、破损已成为世界性范围的问题。桥梁的养护维修已经引起世界各国的关注，如何对其进行科学合理的评估，对既有桥梁的技术状况进行准确的评价和预测，制定相应的维修策略不仅具有重要的理论意义，而且具有广泛的工程应用前景和重大的经济效益及社会效益。
1. 我国既有桥梁的现状
造成桥梁可靠性降低的原因主要有以下几个方面：一是公路车辆的超限运输。我国存在着大量的超载运输，增加了处于衔接地位的桥梁载重负担；二是结构的老化与病害。自然老化和长年失修、材料强度降低都是使其老化的原因；三是设计标准的演变，如今，设计方法和标准不断细化，新旧桥梁可承载能力有差异也会给桥梁的荷载增加负担。
纵观近些年全国危桥基本情况，其中1999～2005年统计结果（不含农村公路）显示危桥数量不断攀升，从最初统计的4451座到14659座，数量攀升惊人。而2006年和2007年在统计了农村公路后，危桥数量所占永久性桥梁总数的比例由不足5%迅速增加至11%～17%，桥梁的养护和正确的评估工作任务艰巨。
2. 既有桥梁的评估方法
桥梁评估的主要内容包括以下四方面：承载能力评估，即评估桥梁各组成部分在强度、刚度等方面是否满足现有运输荷载的要求以及对其能否适应运输荷载的发展；耐久性评估，指评估结构的疲劳损伤度及剩余寿命；使用性评估，主要针对走行的安全性和乘客的舒适度等；状态评估，通常的意义是量化结构的完整度水平，其完成设计服务功能和期限的能力。我国交通部1988年颁布了《公路旧桥承载能力鉴定方法》，2004年交通部又颁布了《公路桥涵养护规范》（JTG H11—2004），采用考虑桥梁各部件权重的综合评定方法明确了对公路桥梁的一般评定。近年来以可靠度、模糊理论、神经网络法、灰色理论以及多学科交叉的综合评估方法也不断出现。
2.1 常见桥梁评估方法
既有桥梁为了满足现有的交通需求，通常会采取车道拓宽改建，提高桥梁的车辆荷载标准等措施，可见，承载能力是评估的重点，另外对于大型桥梁，则多采用以状态评估为主的综合评估方法。
2.1.1 以设计规范为基础的验算评定法
以设计规范为基础的评定方法是根据对桥梁调查评估以及质量检测，以及结构的计算分析，对桥梁结构承载能力做出评定。
在实际运用中，该方法具有较强的可操作性，通过现场实际调查评估和检测评定的结果，结合结构计算分析，能较准确地评定桥梁现有的承载能力，是目前既有桥梁承载能力评定采用较多的评估方法。
2.1.2 基于荷载试验方法
荷载试验法就是对桥梁进行外观检查和简单评估后，对其施加试验性荷载，从而实现桥梁损伤评定的方法，此评估方法可分为动态法、静态法和动静结合法。
对桥梁进行现场荷载试验后，结合理论分析手段，对其诊断识别，建立桥梁结构的实际受力模型，进而根据这个模型确定桥梁的实际承载能力。
2.1.3 基于可靠度理论的评定方法
随着结构可靠度概念在桥梁工程中的应用，人们逐渐把可靠度理论引入桥梁评价中。结构可靠性理论采用失效概率Pf或可靠指标β来衡量结构的安全水平。对于既有桥梁结构，其荷载和抗力都是不确定的，随时间而变的，剩余使用期不同，其对应的可靠性概率也不同。通常采用变的可靠性计算方法，并考虑结构抗力退化的影响，对桥梁结构在剩余使用期内承载能力的失效概率进行分析计算，这一理论已在结构工程的各个领域得到广泛应用。
2.1.4 常规综合评估
比较经典的常规综合评估采用的是加权算术平均、加权几何平均以及综合算术与几何平均的混合评估方法。这些算法由于使用简单，故应用领域相当广泛。
2.1.5 专家系统评定方法
专家系统具有知识处理、表达、利用和推理的能力，这种能力尤其适用于像桥梁评估这样复杂问题的模糊处理。所谓桥梁评估专家系统，就是利用计算机模拟有经验专家的决策机理，对既有桥梁进行综合评估的方法。
2.1.6 灰色关联度评估法
灰色系统理论，即认为人们对客观事物的认识有广泛的灰色性，也即信息的不完全性和不确定性，已知信息和部分信息未知共存，因而由客观事物所形成的是一种灰色系统，同时人们对被评估的事物的认识也具有灰色性，故可借助灰色系统的相关理论进行综合评估。由于灰色关联度法能很好地反映客觀事物，同时有一组最优数据可描述这些属性，该方法目前在许多领域得到了应用。
2.1.7 模糊综合评估
该方法以模糊数学为基础，借助模糊数学的一些概念，对实际问题进行综合评估。模糊综合评判XZ法较好地解决了事物的模糊性和算法的确定性这一矛盾，能很好反映客观事物的本质，是对桥梁各部件及整体工作状态进行综合评估的一种较理想的方法。
2.1.8 神经网络法
神经网络的研究成果已广泛用于模式识别、自动控制、图像处理、语言识别等领域。且大量应用事实证明，神经网络的“黑箱操作”有足够的精度，会随着该理论的发展和完善而精度越来越高，国内外很多学者都在从事这方面的研究工作。
2.2 评估方法对比
综合来看，设计规范的验算方法在计算分析中其简化模型与实际有一定的差异，该方法评定的结果偏于保守，难以反映结构退化后的受力；基于荷载实验法利用现场测试技术可获得部分桥梁结构的确定信息，提高评估的准确性，但成本较高；可靠度理论的方法也要面临可靠性概率因实际情况不同而不同的问题；而常规方法难以定量的描述事物；专家评估方法应用中直接受到采集信息的完整性和工程师的工程经验的影响，其推广还有待于对各类桥梁工作性能的深入认识以及相应规范的建立；对于桥梁构件而言，评价值是很难准确获得的，故灰色关联度评估法不适于桥梁结构状态的综合评估。模糊综合评估适宜用于多目标多属性的评估中，但要注意随机性等问题；人工网络法对资料的积累有较高要求，应用具有一定的局限性。
3. 展望
桥梁评估是桥梁管理重要组成部分，关系到线路是否安全畅通，是桥梁维修加固和改造的基本依据。因此，选用适宜的方法对既有桥梁进行准确的评估意义重大。既有桥梁是处于真实环境空间中的一个复杂动态系统，其各方面影响因素很多，考虑到影响因素间的关系又存在大量不确定性和模糊性，传统的桥梁结构技术状态评估方法已显示出诸多不足。而新一代的人工智能技术等桥梁结构评估系统已经出现，不过在这些方法大面积应用之前，我们还要对其准确性、可靠性进行更加深入的研究，为今后的既有桥梁评估工作提出更科学的结果。
参考文献：
[1] 李亚东. 基于设计规范的桥梁承载能力评估[J]. 桥梁建设，1996，02：63-65.
[2] 赵建强. 既有城市桥梁结构常见病害与评估方法综述[J].甘肃科技，2005，09：132-134+114.
[3] 胡志坚，贾丽君，肖汝诚，袁帅华. 既有桥梁技术状态评估研究现状与展望[J]. 国防交通工程与技术，2006，02：1-5.
关键词：既有桥梁；桥梁病害；评估方法；模糊理论
既有桥梁是社会的宝贵财产，但在长期的自然环境和使用环境的作用下，交通荷载、环境条件等因素对其性能造成重大影响，公路网上的桥梁的技术状况出现现逐渐退化的趋势。目前桥梁病害现象日益严重和普遍，大量既有桥梁承载能力不足、老化、破损已成为世界性范围的问题。桥梁的养护维修已经引起世界各国的关注，如何对其进行科学合理的评估，对既有桥梁的技术状况进行准确的评价和预测，制定相应的维修策略不仅具有重要的理论意义，而且具有广泛的工程应用前景和重大的经济效益及社会效益。
1. 我国既有桥梁的现状
造成桥梁可靠性降低的原因主要有以下几个方面：一是公路车辆的超限运输。我国存在着大量的超载运输，增加了处于衔接地位的桥梁载重负担；二是结构的老化与病害。自然老化和长年失修、材料强度降低都是使其老化的原因；三是设计标准的演变，如今，设计方法和标准不断细化，新旧桥梁可承载能力有差异也会给桥梁的荷载增加负担。
纵观近些年全国危桥基本情况，其中1999～2005年统计结果（不含农村公路）显示危桥数量不断攀升，从最初统计的4451座到14659座，数量攀升惊人。而2006年和2007年在统计了农村公路后，危桥数量所占永久性桥梁总数的比例由不足5%迅速增加至11%～17%，桥梁的养护和正确的评估工作任务艰巨。
2. 既有桥梁的评估方法
桥梁评估的主要内容包括以下四方面：承载能力评估，即评估桥梁各组成部分在强度、刚度等方面是否满足现有运输荷载的要求以及对其能否适应运输荷载的发展；耐久性评估，指评估结构的疲劳损伤度及剩余寿命；使用性评估，主要针对走行的安全性和乘客的舒适度等；状态评估，通常的意义是量化结构的完整度水平，其完成设计服务功能和期限的能力。我国交通部1988年颁布了《公路旧桥承载能力鉴定方法》，2004年交通部又颁布了《公路桥涵养护规范》（JTG H11—2004），采用考虑桥梁各部件权重的综合评定方法明确了对公路桥梁的一般评定。近年来以可靠度、模糊理论、神经网络法、灰色理论以及多学科交叉的综合评估方法也不断出现。
2.1 常见桥梁评估方法
既有桥梁为了满足现有的交通需求，通常会采取车道拓宽改建，提高桥梁的车辆荷载标准等措施，可见，承载能力是评估的重点，另外对于大型桥梁，则多采用以状态评估为主的综合评估方法。
2.1.1 以设计规范为基础的验算评定法
以设计规范为基础的评定方法是根据对桥梁调查评估以及质量检测，以及结构的计算分析，对桥梁结构承载能力做出评定。
在实际运用中，该方法具有较强的可操作性，通过现场实际调查评估和检测评定的结果，结合结构计算分析，能较准确地评定桥梁现有的承载能力，是目前既有桥梁承载能力评定采用较多的评估方法。
2.1.2 基于荷载试验方法
荷载试验法就是对桥梁进行外观检查和简单评估后，对其施加试验性荷载，从而实现桥梁损伤评定的方法，此评估方法可分为动态法、静态法和动静结合法。
对桥梁进行现场荷载试验后，结合理论分析手段，对其诊断识别，建立桥梁结构的实际受力模型，进而根据这个模型确定桥梁的实际承载能力。
2.1.3 基于可靠度理论的评定方法
随着结构可靠度概念在桥梁工程中的应用，人们逐渐把可靠度理论引入桥梁评价中。结构可靠性理论采用失效概率Pf或可靠指标β来衡量结构的安全水平。对于既有桥梁结构，其荷载和抗力都是不确定的，随时间而变的，剩余使用期不同，其对应的可靠性概率也不同。通常采用变的可靠性计算方法，并考虑结构抗力退化的影响，对桥梁结构在剩余使用期内承载能力的失效概率进行分析计算，这一理论已在结构工程的各个领域得到广泛应用。
2.1.4 常规综合评估
比较经典的常规综合评估采用的是加权算术平均、加权几何平均以及综合算术与几何平均的混合评估方法。这些算法由于使用简单，故应用领域相当广泛。
2.1.5 专家系统评定方法
专家系统具有知识处理、表达、利用和推理的能力，这种能力尤其适用于像桥梁评估这样复杂问题的模糊处理。所谓桥梁评估专家系统，就是利用计算机模拟有经验专家的决策机理，对既有桥梁进行综合评估的方法。
2.1.6 灰色关联度评估法
灰色系统理论，即认为人们对客观事物的认识有广泛的灰色性，也即信息的不完全性和不确定性，已知信息和部分信息未知共存，因而由客观事物所形成的是一种灰色系统，同时人们对被评估的事物的认识也具有灰色性，故可借助灰色系统的相关理论进行综合评估。由于灰色关联度法能很好地反映客觀事物，同时有一组最优数据可描述这些属性，该方法目前在许多领域得到了应用。
2.1.7 模糊综合评估
该方法以模糊数学为基础，借助模糊数学的一些概念，对实际问题进行综合评估。模糊综合评判XZ法较好地解决了事物的模糊性和算法的确定性这一矛盾，能很好反映客观事物的本质，是对桥梁各部件及整体工作状态进行综合评估的一种较理想的方法。
2.1.8 神经网络法
神经网络的研究成果已广泛用于模式识别、自动控制、图像处理、语言识别等领域。且大量应用事实证明，神经网络的“黑箱操作”有足够的精度，会随着该理论的发展和完善而精度越来越高，国内外很多学者都在从事这方面的研究工作。
2.2 评估方法对比
综合来看，设计规范的验算方法在计算分析中其简化模型与实际有一定的差异，该方法评定的结果偏于保守，难以反映结构退化后的受力；基于荷载实验法利用现场测试技术可获得部分桥梁结构的确定信息，提高评估的准确性，但成本较高；可靠度理论的方法也要面临可靠性概率因实际情况不同而不同的问题；而常规方法难以定量的描述事物；专家评估方法应用中直接受到采集信息的完整性和工程师的工程经验的影响，其推广还有待于对各类桥梁工作性能的深入认识以及相应规范的建立；对于桥梁构件而言，评价值是很难准确获得的，故灰色关联度评估法不适于桥梁结构状态的综合评估。模糊综合评估适宜用于多目标多属性的评估中，但要注意随机性等问题；人工网络法对资料的积累有较高要求，应用具有一定的局限性。
3. 展望
桥梁评估是桥梁管理重要组成部分，关系到线路是否安全畅通，是桥梁维修加固和改造的基本依据。因此，选用适宜的方法对既有桥梁进行准确的评估意义重大。既有桥梁是处于真实环境空间中的一个复杂动态系统，其各方面影响因素很多，考虑到影响因素间的关系又存在大量不确定性和模糊性，传统的桥梁结构技术状态评估方法已显示出诸多不足。而新一代的人工智能技术等桥梁结构评估系统已经出现，不过在这些方法大面积应用之前，我们还要对其准确性、可靠性进行更加深入的研究，为今后的既有桥梁评估工作提出更科学的结果。
参考文献：
[1] 李亚东. 基于设计规范的桥梁承载能力评估[J]. 桥梁建设，1996，02：63-65.
[2] 赵建强. 既有城市桥梁结构常见病害与评估方法综述[J].甘肃科技，2005，09：132-134+114.
[3] 胡志坚，贾丽君，肖汝诚，袁帅华. 既有桥梁技术状态评估研究现状与展望[J]. 国防交通工程与技术，2006，02：1-5.