摘要 橋梁墩柱鋼筋保護(hù)層厚度合格率受多種因素的控制，墩柱鋼筋保護(hù)層厚度合格率偏低對(duì)橋梁工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性具有重要影響。為探究各影響因子對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度合格率影響的具體作用，選取了培訓(xùn)交底、測(cè)量設(shè)備、墊塊布置等11個(gè)影響因子，并運(yùn)用層次分析法（AHP）量化了各影響因子對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度控制的具體影響值。結(jié)果表明：墊塊布置對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度合格率的影響值為27.39%，是導(dǎo)致鋼筋保護(hù)層厚度合格率偏低的最主要因子，其次是鋼筋籠運(yùn)存，影響值為18.49%，最后是纜風(fēng)繩設(shè)置，影響值為14.70%，三者影響值的總和達(dá)60.58%。此外，墊塊質(zhì)量、鋼筋籠安裝以及測(cè)量設(shè)備等因子對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度合格率也均有著重要的影響。

關(guān)鍵詞 墩柱鋼筋保護(hù)層厚度；影響因子；AHP；墊塊；鋼筋籠

中圖分類(lèi)號(hào) U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2024）23-0112-04

0 引言

橋梁墩柱作為橋梁結(jié)構(gòu)的重要組成部分，其工程品質(zhì)對(duì)于整個(gè)橋梁的安全性、穩(wěn)定性和使用壽命至關(guān)重要。在橋梁墩柱的施工過(guò)程中，鋼筋保護(hù)層厚度是一個(gè)關(guān)鍵的質(zhì)量控制指標(biāo)，并直接影響著墩柱的力學(xué)性能和耐久性。因此，分析橋梁墩柱鋼筋保護(hù)層厚度的影響因素，對(duì)研究制定針對(duì)性的防治措施，提升墩柱工程品質(zhì)具有重要的理論和實(shí)際意義。

目前，關(guān)于橋梁墩柱鋼筋保護(hù)層厚度影響因素的研究，主要集中在人員綜合素質(zhì)、機(jī)械設(shè)備、材料性能、施工工藝和環(huán)境條件等方面。人員方面主要體現(xiàn)在質(zhì)量意識(shí)、管理水平、作業(yè)水平和相關(guān)制度機(jī)制的執(zhí)行落實(shí)情況，一般分為管理人員和作業(yè)人員兩個(gè)層級(jí)。管理人員層級(jí)，主要體現(xiàn)在質(zhì)量“三檢制”“隱蔽工程驗(yàn)收制”以及各層級(jí)過(guò)程巡視檢查等機(jī)制的執(zhí)行情況；作業(yè)人員層級(jí)，主要體現(xiàn)在各工序作業(yè)人員的質(zhì)量意識(shí)、操作技能水平高低等方面[1，2]。機(jī)械設(shè)備方面，一般體現(xiàn)在各工序所用機(jī)械設(shè)備的規(guī)格、型號(hào)以及性能，如鋼筋加工設(shè)備、測(cè)量設(shè)備以及運(yùn)輸?shù)跹b等設(shè)備[3，4]。材料性能方面一般主要包含墊塊、模板選擇，其中墊塊對(duì)鋼筋保護(hù)層的影響主要體現(xiàn)在墊塊的尺寸和材質(zhì)兩個(gè)指標(biāo)，由于尺寸偏差或者材質(zhì)問(wèn)題導(dǎo)致墊塊殘缺，均會(huì)導(dǎo)致鋼筋保護(hù)層厚度出現(xiàn)偏差，進(jìn)而影響其合格率[5，6]。施工方案或工藝工法對(duì)鋼筋保護(hù)層合格率的影響貫穿于墩柱施工始末，鋼筋骨架加工及安裝、鋼筋運(yùn)輸存放、模板加工、墊塊布置、纜風(fēng)繩設(shè)置以及混凝土澆筑振搗等每一個(gè)環(huán)節(jié)，都對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度合格率有著至關(guān)重要的作用[7-12]。環(huán)境因素一般可以分為兩個(gè)方面，分別是作業(yè)環(huán)境和運(yùn)輸環(huán)境。作業(yè)環(huán)境主要包含鋼筋加工及安裝環(huán)境、混凝土拌和及澆筑環(huán)境；運(yùn)輸環(huán)境主要體現(xiàn)在施工便道的路況[13]。

關(guān)于墩柱鋼筋保護(hù)層厚度影響因素的研究已較為豐富，從前人的研究來(lái)看，致使鋼筋保護(hù)層厚度出現(xiàn)偏差的主要因素大致可劃分為人員培訓(xùn)交底與檢查驗(yàn)收不到位、機(jī)械設(shè)備老舊或未標(biāo)定、模板及墊塊的質(zhì)量不合格、鋼筋籠制作安裝及墊塊布置方式不合理、作業(yè)及運(yùn)輸環(huán)境差等。不過(guò)，當(dāng)前的研究主要聚焦于對(duì)單一因素的定性分析，缺少對(duì)所有因素的綜合考量，尤其是對(duì)綜合作用下墩柱鋼筋保護(hù)層厚度合格率各影響因子的具體作用，鮮有量化研究。故而，該文借助層次分析法（AHP）探究各影響因子的具體作用，研究?jī)?nèi)容對(duì)于準(zhǔn)確找出墩柱鋼筋保護(hù)層厚度偏差過(guò)大的主要成因和探究有針對(duì)性的防治措施提升墩柱品質(zhì)有著至關(guān)重要的意義。

1 層次分析法

層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）是一種可以有效分解復(fù)雜實(shí)際問(wèn)題，并將其描述為一個(gè)多層次結(jié)構(gòu)的決策方法[14]。墩柱鋼筋保護(hù)層厚度影響因子眾多，評(píng)估各影響因子對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度影響值是一個(gè)復(fù)雜的體系，運(yùn)用層次分析法可以很好地分析各因子對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度的影響程度。

1.1 評(píng)價(jià)因子的選取

根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料，結(jié)合具體工程實(shí)例，該文總結(jié)出了影響鋼筋保護(hù)層厚度合格率偏低的11個(gè)主要因子。分別為培訓(xùn)交底、旁站驗(yàn)收、測(cè)量設(shè)備、鋼筋加工設(shè)備、纜風(fēng)繩設(shè)置、墊塊布置、鋼筋籠運(yùn)存、鋼筋籠安裝、墊塊質(zhì)量、模板質(zhì)量以及施工環(huán)境。

1.2 層次模型的構(gòu)建

層次分析模型主要是由目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層構(gòu)建起來(lái)的評(píng)價(jià)系統(tǒng)，定量確定鋼筋保護(hù)層厚度合格率各影響因子在鋼筋保護(hù)層厚度控制過(guò)程中的作用是一個(gè)復(fù)雜的體系，根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)和工程實(shí)例成果，該文層次模型的構(gòu)建如圖1所示。

1.3 判斷矩陣構(gòu)建

通過(guò)查閱相關(guān)資料、結(jié)合具體工程實(shí)例和聽(tīng)取專(zhuān)家意見(jiàn)，根據(jù)層次模型指標(biāo)層中合格率影響因子兩兩之間的重要性程度，進(jìn)行判斷矩陣的構(gòu)建，指標(biāo)對(duì)比采用九標(biāo)度法，所構(gòu)造的判斷矩陣如表1所示。

1.4 一致性檢驗(yàn)

求解出的判斷矩陣最大特征根λmax，當(dāng)最大的特征根大于判斷矩陣的階數(shù)時(shí)，說(shuō)明判斷矩陣出現(xiàn)了一定的偏差。為了確保判斷矩陣的準(zhǔn)確性和可信性，需進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。一致性檢驗(yàn)主要通過(guò)CI和CR值進(jìn)行判斷，其計(jì)算公式如下。

（1）

（2）

式中：CI——一致性指標(biāo)；CR——隨機(jī)一致性比率；RI——平均隨機(jī)一致性指標(biāo)；λmax——最大特征根；n——判斷矩陣階數(shù)。隨機(jī)一致性指標(biāo)RI，通過(guò)表2得到，然后按照式（1）、式（2）求解得到CI值和CR值。當(dāng)CR＜0.1時(shí)，判斷矩陣通過(guò)了一致性檢驗(yàn)，滿(mǎn)足一致性要求，證明判斷矩陣可用作墩柱鋼筋保護(hù)層各影響因子的影響值的確定。

2 結(jié)果分析

根據(jù)表3和圖2AHP層次分析結(jié)果，在墩柱鋼筋保護(hù)層厚度控制過(guò)程中，墊塊布置是影響鋼筋保護(hù)層厚度合格率的最主要因素，其影響值達(dá)到27.39%，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際，由于墊塊的布置間距過(guò)大或布置密度過(guò)小，容易出現(xiàn)鋼筋骨架與模板之間的間隙難以控制的現(xiàn)象，從而影響墩柱實(shí)體鋼筋保護(hù)層厚度不符合要求。對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度合格率影響因素位居第二的是鋼筋骨架運(yùn)存不合理，影響值為18.49%。具體工程施工中，鋼筋籠在吊裝、運(yùn)輸及存放過(guò)程中的任何不規(guī)范的施工行為，如吊裝方式不合理、運(yùn)輸及存放過(guò)程中未做到下墊上蓋或者堆疊過(guò)高，均會(huì)導(dǎo)致鋼筋籠出現(xiàn)形變，從而導(dǎo)致保護(hù)層厚度難以控制。影響因素排在第三位的是纜風(fēng)繩的設(shè)置不合理，其影響值達(dá)到14.70%，大多數(shù)情況下橋梁墩柱一般較高，因此當(dāng)墩柱鋼筋籠安裝后，若未及時(shí)設(shè)置纜風(fēng)繩進(jìn)行科學(xué)合理的固定，同樣會(huì)有很大概率引起鋼筋籠變形，進(jìn)而影響墩柱實(shí)體最終鋼筋保護(hù)層厚度合格率。

除上述因子外，墊塊的質(zhì)量、鋼筋籠安裝及測(cè)量設(shè)備的精密性均對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度合格率有著重要影響，其影響值分別為10.74%、7.70%和7.37%。相比之下，模板的質(zhì)量、鋼筋籠加工及施工環(huán)境對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度合格率影響較小，其影響值分別為1.15%、2.10%、2.29%，深究其原因，主要得益于目前項(xiàng)目所用墩柱模板基本是定制模板，模板材質(zhì)、剛度和平整度等性能指標(biāo)優(yōu)異，標(biāo)準(zhǔn)化程度高；鋼筋加工多采用智能化數(shù)控鋼筋加工設(shè)備，機(jī)械化程度高，消除了人為操作不當(dāng)導(dǎo)致的潛在誤差，鋼筋骨架制作質(zhì)量有保障；關(guān)于施工環(huán)境，目前鋼筋加工廠、拌和站標(biāo)準(zhǔn)化水平高，材料分區(qū)設(shè)置合理、標(biāo)識(shí)清晰，施工便道硬化程度高，良好的作業(yè)和運(yùn)輸環(huán)境極大地保障了鋼筋骨架和混凝土質(zhì)量。

3 討論

（1）該研究通過(guò)引入層次分析法，量化了各影響因子在墩柱鋼筋保護(hù)層厚度控制中所起到的具體作用，該方法同樣可適用于其他實(shí)體工程鋼筋保護(hù)層厚度各影響因子量化評(píng)估。

（2）影響墩柱鋼筋保護(hù)層厚度的影響因素眾多，不同工程影響因子的選取可能存在差異，并且不同工程各影響因子的判斷矩陣構(gòu)建同樣會(huì)存在差別，運(yùn)用層次分析法，評(píng)估某工程墩柱鋼筋保護(hù)層厚度各影響因子的作用，應(yīng)立足工程實(shí)際，具體問(wèn)題具體分析。

4 結(jié)論

該文結(jié)合具體工程實(shí)例和有關(guān)文獻(xiàn)資料，總結(jié)出了導(dǎo)致鋼筋保護(hù)層厚度偏差的11個(gè)影響因子，通過(guò)構(gòu)建層次模型，運(yùn)用層次分析法對(duì)所有影響因子的影響值進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果顯示：所有影響因子中，墊塊布置對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度合格率的影響值最大，影響值為27.39%，是導(dǎo)致鋼筋保護(hù)層厚度偏差的最主要因子。其次是鋼筋籠運(yùn)存和纜風(fēng)繩的設(shè)置，二者的影響值分別為18.49%和14.70%。此外，墊塊質(zhì)量（10.74%）、鋼筋籠安裝（7.70%）以及測(cè)量設(shè)備（7.37%）等因子對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度合格率也均有著重要的影響。

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