小議既有橋梁加固方案的經濟性

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分析橋梁全壽命期經濟

橋梁結構的狀態是決定橋梁運營狀況、處理方案和費用的基礎，極限狀態是判定結構可靠與否的界限，橋梁全壽命期經濟分析又是以橋梁的運營效益及費用為基礎。如果整個結構的一部分超過某一特定狀態就不能滿足規定的某一功能要求，則稱此特定狀態為該功能的極限狀態，它包括承載能力極限狀態和正常使用極限狀態兩類。承載能力極限狀態可以理解為結構或構件發揮允許的最大承載功能的狀態。我們所研究的對象都是經檢測判定處于極限狀態。在結構狀態可靠性表示中，結構抗力和荷載效應都是隨機變量，可靠指標是以基本變量的統計參數直接表示。

既有橋梁中相對于當前交通承載能力不足的橋梁都是需要維修加固的橋梁，鋼筋混凝土橋梁的抗力退化主要由其病害引起，按照抗力退化的實質可以分為抗力真實退化以及抗力虛假退化。橋梁結構的抗力不足是由于兩種抗力退化共同作用結果，如鋼筋銹蝕和混凝土炭化是影響橋梁結構承載能力的根本重要因素，換句話說，鋼筋銹蝕是鋼筋混凝土橋梁抗力退化的主要原因，鋼筋的銹蝕是一電化學過程，鋼筋銹蝕可根據電化學檢測，影響混凝土炭化過程和炭化速度的因素很多，炭化的實質是混凝土的中性化，使混凝土堿性降低，混凝土的炭化深度是一個隨時間變化的隨機過程，當這種炭化過程到達鋼筋表面時，使混凝土失去對鋼筋的保護作用。另外，由于設計、施工、材料、環境等各種因素的影響，橋梁建成時的初始承載隨著時間的變化呈衰減趨勢。橋梁全壽命期費用模型。首先要考慮橋梁全壽命期內的費用組成，建立橋梁全壽命期的費用模型。建筑結構的自然壽命也稱為結構的使用壽命或耐久性年限，使用壽命可以從不同角度予以定義和分類。一般分為技術性使用壽命、功能性使用壽命和經濟性使用壽命。我們現在通常所說的使用壽命一般是指結構的技術使用壽命。

每座橋的檢測費用都有很大不同，這是因為檢測費取決于檢測項目、檢測方法、檢測精度、橋梁所處環境等內容。在橋梁運營的長期過程中會產生不同的費用，總檢測費用是指常規即日常檢測和維護費用，可以根據具體橋梁和歷史經驗取平均值，并根據工程經濟分析原理，橋梁的費用模型應該采用橋梁全壽命期費用模型。

加固及重建方案的經濟模型

橋梁加固技術有很多種，其中按照加固的結構部位不同分為:上部結構加固法和下部結構加固法。上部結構加固法有很多種，根據采用材料和具體實施過程的不同，一些加固方法中又包含有許多具體的加固方法。下部結構加固法也有很多種，按照實施的橋梁結構部位不同可以分為基礎加固技術、橋墩加固技術和橋臺加固技術。橋梁全壽命期內的費用中，加固費用是其中非常重要和復雜的一種，我們可以以鋼筋混凝土簡支梁和鋼筋混凝土軸心受壓構件為對象進行加固費用分析。加固簡支梁可選用加厚橋面板、增焊主筋、粘貼鋼板和粘貼碳纖維布方法。并通過分析得知加固費用與加固度基本成線性增長關系。

不同加固方案下不同加固度的軸心受壓柱的加固費用結果不一樣，經實驗得知，隨著加固度的提高，對于混凝土軸心受壓柱的加固費用基本成線性增長，受施工、環境等因素的綜合影響，隨著科技的發展，新材料和新技術的不斷出現，橋梁結構的實際全壽命期和設計時的全壽命期可能不一樣，加固的技術和材料不斷增加，其產生的費用會有所不同。當橋梁需要選擇適當措施以加強和改善其運營能力時，加固方案的選擇除了從技術的可行性和先進性考慮之外，還要從方案所產生的經濟效益考慮。而在各加固方案的經濟性比較之前，與重建方案的經濟性分析比較是必要的。（本文作者：王朝陽、姚馨源 單位：吉林省交通實業集團有限公司、長春市市政工程設計研究院）