实用鉴定法：工作程序及报告撰写

此法是在传统经验法的基础上发展起来的一种比较客观、科学的方法。其特点是，要求根据鉴定任务进行比较详细的调查、精确的检测和分析，采用定量与定性相结合的方法，按照统一的鉴定标准下结论；并将结构可靠性理论引入建筑物的鉴定中。

（一）一般程序

实用鉴定法的具体方法很多，但工作程序大致相同。图5-2 所示为实用鉴定法的一般工作程序。图中的各项工作通常包括下述内容。

1.调查阶段

调查阶段可分为初步调查与详细调查两个阶段，有必要时，还会增加补充调查。调查内容见第二章第一节。

2.检测阶段

检测内容及方法详见第二章有关章节。

3.鉴定评级

可根据鉴定任务和精度等的要求不同，选用不同的鉴定方法。在鉴定评级过程中，如发现资料不全，可视具体情况进行补充调查或检测。

图5-2　实用鉴定法的工作程序

4.撰写鉴定报告

报告内容应包括：调查、检测的方法、内容、结论和提出结论的主要依据。

（二）评估方法

实用鉴定法在工程部门应用很广，根据评估目的、评估对象的结构特性和评估内容的复杂程度等，采用的评估方法主要有以下几种。

1.标准比照评定法

由技术主管部门制定各种建筑物技术状况评定标准，对各类典型构件、典型的老化病害状况直接进行分级，或根据不同的老化病害程度制定评分标准。对具体工程进行评定时，可对被评对象进行逐件逐项的检测（或计算），然后对照标准划分等级或分项给出评分后，综合对比定出老化病害等级。

在已有相应的技术规范或标准的情况下，采用这种方法简便易行。但对结构复杂的建筑物适用性较差。由于桥梁及水工闸门已有相应的评定标准，此类方法可用于对其老化病害程度的评定。

（1）我国交通部制定的《公路养护技术规范》中，对桥梁技术状况评定标准（表5-1）及裂缝限制宽度（表5-2）都作了明确规定，标准中将衡量桥梁安全度的项目划分为墩台、支座、上部结构、人行道、载重能力五部分，并把损坏程度分为四类，每类中都对五个项目规定了可供定性或简单定量分析的指标。其中一类属基本完好的，只需进行正常保养即可；二类为轻度损坏，需小修；三类为中度损坏，需大修或加固；四类为严重损坏，需通过进一步检验以确定加固或改建的方案。灌区水工建筑物中的渡槽，从结构型式到受力特点都与桥梁相似，其区别仅在于渡槽的荷载以静荷载为主，故可参考桥梁的技术状况评定标准，并结合渡槽的荷载、结构及使用特点，制定相应的评定标准。

表5-1　桥梁技术状况评定标准

注　1.裂缝限值见表5-2；
2.上下部承重构件为桥梁技术状况主要评定指标，其中有一项不合指标者，按降一类处理。

表5-2　裂　缝　限　值

注　国外对裂缝也有类似规定，但各国主要是根据本国的具体情况来制定的，所以并不完全一样。有的国家认为，虽然裂缝宽度在允许范围内，但有下列情况者应该进行整修加固：裂缝发展较快，6 个月增大0.1mm 以上者；裂缝宽度虽不增加，但裂缝数量在显著增加者；除裂缝外，还存在其他严重缺陷者。

（2）日本水工钢闸门现状评定的目的是确定是否需要更换新闸门。评价从使用年限、腐蚀状态、材质、操作性能、最大腐蚀率、应力及挠曲安全系数等10 个方面进行。根据使用年限长短、病害症状严重程度、安全系数大小等划分为4级，并规定相应的点数（分值）。此外，还根据实际调查，确定需要更换新闸门的分值（约为16）。在对具体闸门评定时，先分项按标准给分；然后累加得总分（不考虑权重差异，即所有各项权重均为1）；与更新时的标准总分值比较，即可确定该闸门是否需要更换。其详细评价标准见表5-3。

表5-3　水工闸门现状评价标准表

表5-3 是日本制定的水工闸门现状评定标准，可供对水工钢闸门可靠性评估时参考。中华人民共和国水利部已颁布了SL 101—94《水工钢闸门和启闭机安全检测技术规程》，可作为水工钢闸门与启闭机老化病害程度的评定依据。

2.试验校核评定法

（1）损伤模型试验法。这种方法是利用物理力学或化学试验手段，对被评建筑物进行现场测试或对老化病害建筑物进行室内损伤模型试验，以研究其内部应力、应变随荷载变化的规律及破坏过程，确定其实际承载能力、变形值等与设计要求及运行初期状态进行比较，对建筑物的水力现象、整体稳定及结构安全性等做出老化病害程度的评估。

我国湖南柘溪大头坝于1961年建成蓄水，1969年开始在大坝迎水面出现裂缝。1970年原长沙勘测设计院曾作过未开裂坝体和开裂坝体的室内模型破坏试验。裂缝按实际情况模拟，模型材料为浮石混凝土。试验中先将坝体自重与水压力一次加到设计荷载，然后保持自重不变，将水压力逐渐增加，直至破坏。根据两种模型超载系数的对比，研究其安全度的变化。1979～1981年湖南省水电设计院又对该坝进行过四个模型破坏试验，以确定带裂缝大坝破坏时的超载系数。

莫斯科水利土壤改良学院于20世纪80年代初利用石膏脆性模型对无裂缝和带裂缝的大头坝进行对比模型试验，以确定不同地基上、不同裂缝位置及尺寸对“大坝—地基”系统承载力及稳定安全度的影响，并利用大量试验数据建立了计算回归方程，可根据地基类型、裂缝位置、尺寸等直接计算承载力和稳定性的安全系数。根据试验，地基性质对“大坝—地基”系统的破坏形式、承载力及稳定性有着极大影响。对不同地基上具有同样裂缝的坝，模型试验获得的安全度是不同的。此外，地基中裂缝的发展也与地基的强度和变形密切相关。由此可见，在评价建筑物的安全性时，必须与地基联合在一起，考虑共同作用的影响。但这项研究成果仅属于探索性的，由于工程实际情况千差万别，要使其达到实用阶段尚需进行大量艰苦工作。

由于此类方法所需时间、经费较多；模拟技术仍不很成熟，所以从目前资料看，仅用于大坝、大型水闸工程。

（2）现场试载法。当结构构件的荷载、材料强度和几何尺寸等有关参数，无法通过检验获得全部实测值时，可采用在建筑物上直接加载方法进行承载力试验。荷载试验分静载和动载试验两种，加载方法从较低荷载开始，逐渐加到设计荷载。需要进行超载试验的，可逐步提高加载量，但要加强检查，以防意外。静载试验测定建筑物的应变、挠度和裂缝变化；动载试验主要测定冲击系数、自振频率、振幅及动挠度等。通过试验可直接检验建筑物的实际承载能力。现场静载试验，一般仅适用于非破坏性的鉴定试验，荷载通常只加到设计荷载或要求达到的使用荷载，而不允许结构出现影响继续使用的破坏。此法多用于变形反应较大的梁、板、排架等结构或构件，在桥梁承载力评定中使用较为普遍。

对灌区水工建筑物中桥梁和渡槽的可靠性评定有重要的参考价值。

3.现场调查、试验与分析计算结合的方法(www.xing528.com)

这是一种现场调查、试验与理论分析计算相结合的方法，首先在现场进行系统调查、收集分析历年观测资料、对地基及建筑物进行取样试验或进行无损检测，以确定地基及材料强度，获取各种原始数据，其次对建筑物进行分项复核，并将计算结果与设计要求的数值相比较，以评定建筑物的安全度。

复核计算方法有：①常规力学法进行内力及稳定分析；②有限元法计算带裂缝建筑物的应力场、承载力、稳定；③断裂力学法分析判断裂缝的稳定性等。

（1）鉴定系数法。美国、加拿大等国在桥梁方面提出用鉴定系数评定承载能力的方法，主要依据现场实测的构件实际截面尺寸，计算承载力，并据此确定容许通过的车辆重量，如：

上式中的恒载内力及标准车辆活载内力都是根据实测截面计算得出的。

这一方法比直接量测应力的方法简单，但由于老化病害对结构性能的影响很复杂，在计算截面承载力时，很难考虑由于材料老化病害（损伤）引起的强度降低值。他们建议，在取得此方面的有效成果前，在计算锈蚀钢筋承担的拉力时，除考虑断面损失外，对中度锈蚀钢筋的屈服强度值降低5% ，对严重锈蚀的钢筋降低12% ，此外，尚需考虑锈蚀钢筋与混凝土共同工作的折减系数（可取0.95）。

（2）现场试验与分析计算相结合的方法。我国陕西省洛惠渠灌区的夺村和屈里两渡槽采用这种方法对承载力进行计算。对实际建筑物进行现场无破损试验（包括回弹试验、超声波试验及用酚酞试剂测定渡槽混凝土强度及碳化深度等），然后进行结构计算，以复核渡槽的承载能力。

加拿大对1911～1972年修建的高度为6～92m的29座大坝进行了安全度评价，其评价方法属于此种类型。评价工作的内容主要包括：①复查现有资料；②进行现场调查；③钻探和安装监测设备，通过取样在实验室试验和现场监测，了解大坝现状、确定某些设计参数和作用荷载值；④根据水文资料进行调洪演算；⑤用新得到的参数对大坝进行稳定复核；⑥对大坝泄洪能力、稳定、渗漏状况做出安全性评价；⑦对大坝的加固或修复工作提出建议。

4.数值模拟法

法国A·卡里勒提出对出现裂缝大坝进行数学模拟的计算方法，并用于拉帕朗拱坝的分析计算。大坝在蓄水后的运行期内，由于体积变化形成的不均匀应力、分期施工产生的初始应力以及实际地基反力与设计不符等原因而引起坝体裂缝。对这一类裂缝必需进行严格检查，以便判断出现裂缝后大坝的安全性和耐久性。为此，需进行以下工作：①模拟大坝的原始状态和到目前为止所承受的荷载；②必要时根据算得的应力成果建立带裂缝的大坝的数值模型，与大坝现状相比较，并按现场实测的裂缝状况对模型进行修改；③根据有限元程序对带裂缝的坝进行应力计算，以定量确定现阶段大坝的安全度及预测大坝后期寿命。

数值模拟法应建立正确的模型，其难度很大，目前多用于受力明确的构件或简单的结构。

5.综合评定法

在我国，综合评定的方法多用于建筑业对已有工业及民用建筑进行可靠性鉴定。评定时首先将建筑物按类型划分不同的层次，如工业厂房根据结构体系、生产工艺特点、使用条件不同划分为单元、项目及子项目三层（具体划分层次见表5-4），再按以下程序进行评定。

评定时，首先对建筑物承重结构体系中的各类承重构件及其他子项中的构件的承载能力、正常使用功能、耐久性等分项目逐项进行分析、验算和评定，将评定结果按满足设计要求或使用要求的程度划分为4 个等级。然后按构件分项评定结果，对各类构件的可靠性进行评定，评定分a、b、c、d 四级。综合各类承重构件评定结果，对承重结构体系及其他体系（项目层）进行评级。最后以承重结构体系为主，同时考虑建筑物的重要性和下一目标使用年限的使用要求，并结合其他区段和单元的评定等级，对建筑物整体质量和可靠性做出综合评定，也划分为4 级，以A、B、C、D 表示。

表5-4　工业建筑评定层次及等级

综合评定程序如图5-3 所示。各项目及建筑物整体评定结果分级的一般标准及处理原则见表5-5。

图5-3　综合评定程序示意图

表5-5　检验项目评定结果分组的一般标准

6.层次分析法

20世纪70年代中期由美国学者T.L.Saaty提出的层次分析法，因其具有以下优点，在很多领域得到了广泛应用。

（1）将研究问题根据结构特性，按影响因素进行分解——化整为零，构成一个单目标或多目标、多层次、多因素的结构，即建立具有金字塔型结构的递阶层次模型（目标层、准则层、指标层、对象层）。

（2）先研究每一层次中各因素对上一层目标的影响程序，再逐级综合成对目标的总评价，即集零为整。

（3）目标下各层次因素对目标的影响程度，多采用专家评判方法取得。

（4）具有遵循人的思维规律的层次分析法的系统观、严格数学基础的简洁分析技术、稳定结构模式的广泛内涵。

（5）灵活性大，可用于评定精度要求（定性或定量与定性相结合）不同、影响因素及结构复杂、检测手段（目测、仪表检测、试验、计算）各异的情况等。

该方法的详述见第三节。

7.模糊综合评判法

模糊综合评判法是应用模糊数学方法对含有一些差异界限不分明因素的事物进行单级或多级评定的方法。主要步骤如下：

（1）建立因素集及因素子集。

（2）建立因素权重集。

（3）建立因素等级集及评判对象等级集。

（4）通过模糊运算，确定评判对象等级。

这种方法应用很广，同样也适用于建筑物安全性评价或老化分级中。在我国工程界，首先将这一方法用于钢筋混凝土高层建筑抗力评判中，近年来也用于土坝等水利工程老化病害的评定分级中。

该方法的详述见第四节。