摘要：在橋梁建設(shè)到投入使用的運(yùn)營(yíng)管理全壽命周期內(nèi)，主體和附屬結(jié)構(gòu)不可避免地產(chǎn)生病害和損傷，導(dǎo)致土建結(jié)構(gòu)狀態(tài)的不利性改變和結(jié)構(gòu)損傷與劣化。
為規(guī)范橋梁養(yǎng)護(hù)管理工作，保障橋隧運(yùn)行安全，作者以北京市高速公路橋梁養(yǎng)護(hù)為基礎(chǔ)樣本，多年探索并制定巡檢養(yǎng)護(hù)一體化方案，通過規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化和信息化的手段開展橋梁巡檢養(yǎng)護(hù)工作，將橋梁養(yǎng)護(hù)分類按比例科學(xué)投入，對(duì)不同地段受不同氣候影響，不同狀況采取特殊養(yǎng)護(hù)方式等方面進(jìn)行研究總結(jié)，確保了交通運(yùn)輸部關(guān)于橋梁管養(yǎng)責(zé)任劃分、資金保障、信息公開、分類處置、四新技術(shù)等十項(xiàng)制度的有效落實(shí)，保障橋梁能夠及時(shí)得到經(jīng)濟(jì)、合理、科學(xué)的養(yǎng)護(hù)或維修，使其在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)始終保持優(yōu)良的服務(wù)水平。
一、高速公路橋梁巡檢養(yǎng)一體化管養(yǎng)模式創(chuàng)新實(shí)踐的背景
?。ㄒ唬┚o貼新時(shí)代交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略 正視橋梁大國(guó)與橋梁強(qiáng)國(guó)的差距
毫無疑問,中國(guó)是橋梁大國(guó)——超過100萬座公路和鐵路橋梁,世界上任何一個(gè)國(guó)家都無法企及。就跨度而言,世界最大跨徑的前十座懸索橋、斜拉橋、鋼拱橋,以及前十座最長(zhǎng)跨海大橋,中國(guó)均占據(jù)半壁江山乃至更多。
北京市自1993年第一條高速公路開通以來，至今總里程破千公里。高速公路發(fā)展的步伐是大踏步，交通的四通八達(dá)為車輛出行帶來便利，車流量也由開始穩(wěn)步增長(zhǎng)，到如今跳越式增長(zhǎng)。由2007年日均交通流量為10萬輛，到如今的日均百萬輛。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年“五一”小長(zhǎng)假，北京市高速公路日均交通流量為290萬輛，高峰日交通量已突破300萬輛。車流量的增幅遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了20年前高速公路設(shè)計(jì)預(yù)想概念，在超負(fù)荷運(yùn)營(yíng)狀態(tài)下，目前道路、橋梁、隧道和涵洞的養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和要求隨之改變，近年來，由于重載、重壓、重負(fù)荷下，橋梁坍塌事故頻發(fā)，因此需要對(duì)橋梁需要特別關(guān)注，橋梁的事故是災(zāi)難性的事件，同時(shí)也是可規(guī)避的事故風(fēng)險(xiǎn)，橋梁事故對(duì)每個(gè)人是痛心的事。保障橋梁運(yùn)營(yíng)安全，需提高橋梁養(yǎng)護(hù)管理水平，立足當(dāng)前橋梁養(yǎng)護(hù)問題研究相應(yīng)方案，更好的延長(zhǎng)橋梁使用壽命，對(duì)高速公路橋梁安全和橋梁養(yǎng)護(hù)發(fā)展具有里程碑式意義。
?。ǘM足首都城市功能定位 改變傳統(tǒng)橋梁養(yǎng)護(hù)觀念和模式
隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技穩(wěn)定持續(xù)的發(fā)展，以前的交通體系已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的交通運(yùn)輸需要，北京作為首都，有著“四個(gè)中心”的功能定位，對(duì)道路橋梁的運(yùn)輸速率和運(yùn)輸效率的需要日益增長(zhǎng)，相關(guān)的交通建設(shè)項(xiàng)目也在不斷的發(fā)展和進(jìn)行。
橋梁需要承擔(dān)巨大的承載壓力，會(huì)出現(xiàn)縫隙、破損等問題的產(chǎn)生，而傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)管理方法已經(jīng)不能滿足于現(xiàn)狀的需求，為了能夠在一定程度上減少此類事件的發(fā)生和保障交通運(yùn)營(yíng)的正常進(jìn)行，對(duì)道路橋梁進(jìn)行管理和養(yǎng)護(hù)并且探索創(chuàng)新途徑十分有必要。
?。ㄈ┨岣邞?yīng)急搶險(xiǎn)保障能力 實(shí)現(xiàn)首都高速快速暢通
高速公路規(guī)模不斷擴(kuò)大，機(jī)動(dòng)車數(shù)量與日俱增，道路突發(fā)事件，將對(duì)高速公路橋梁運(yùn)營(yíng)造成嚴(yán)重影響，對(duì)城市安全運(yùn)行產(chǎn)生重大危害，日常橋梁養(yǎng)護(hù)管理常遇到的有交通事故、機(jī)電系統(tǒng)及供電系統(tǒng)重大故障、火災(zāi)事故、危險(xiǎn)化學(xué)品事故、惡劣天氣、冬季除雪防滑工作等突發(fā)事件，橋梁養(yǎng)護(hù)管理對(duì)不同的應(yīng)急事件需制定相應(yīng)的應(yīng)急事件處置或處理方案。特別是緊急情況下（自然災(zāi)害，嚴(yán)重的交通事故，群體性事件，危險(xiǎn)品車輛事故等），應(yīng)急響應(yīng)過程松散，搶險(xiǎn)措施方法相對(duì)單一，成為制約應(yīng)急響應(yīng)能力提升的瓶頸。
二、高速公路橋梁巡檢養(yǎng)一體化管養(yǎng)模式創(chuàng)新實(shí)踐的主要做法
?。ㄒ唬┛茖W(xué)布控，以點(diǎn)帶面，構(gòu)建橋梁管養(yǎng)體系
橋隧管理實(shí)行“統(tǒng)一管理，分級(jí)實(shí)施”的原則。集團(tuán)公司負(fù)責(zé)橋隧的統(tǒng)一管理、技術(shù)指導(dǎo)和實(shí)施監(jiān)督工作。各養(yǎng)護(hù)公司負(fù)責(zé)橋梁日常養(yǎng)護(hù)管理的具體實(shí)施。各檢測(cè)單位負(fù)責(zé)定期檢查、特殊檢查工作的具體實(shí)施。首發(fā)集團(tuán)公司建立橋隧專業(yè)工程師團(tuán)隊(duì)、專業(yè)養(yǎng)護(hù)技工隊(duì)伍和橋隧應(yīng)急搶險(xiǎn)隊(duì)伍。建立健全橋隧“三級(jí)三類三重點(diǎn)”巡查體系，以病害早發(fā)現(xiàn)、早處置為原則，在經(jīng)常性檢查的基礎(chǔ)上，開展定期檢查，掌握多種維修加固技術(shù)及施工工藝。建立完整的橋隧檔案數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)信息化動(dòng)態(tài)化管理，為保障橋梁運(yùn)行安全奠定基礎(chǔ)。
首發(fā)養(yǎng)護(hù)公司下屬的12個(gè)養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目部采取分區(qū)域化管理。橋隧應(yīng)急搶險(xiǎn)隊(duì)負(fù)責(zé)全路網(wǎng)范圍內(nèi)專業(yè)橋隧搶險(xiǎn)工作，充分發(fā)揮地域優(yōu)勢(shì)，整體提升橋隧應(yīng)急保障的快速處置能力。
?。ǘ┩晟茦蛄吼B(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn) 科學(xué)制定養(yǎng)護(hù)措施
橋梁運(yùn)營(yíng)服內(nèi)養(yǎng)護(hù)工作總體目標(biāo)是“技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、適用耐久、經(jīng)濟(jì)合理”。管養(yǎng)單位在橋梁檢查、檢測(cè)、保養(yǎng)、維修等各方面積極吸取先進(jìn)的技術(shù)手段,提高橋梁養(yǎng)護(hù)的質(zhì)量和效率。以“全壽命管養(yǎng)”理念為基礎(chǔ)，合理安排養(yǎng)護(hù)資金，在保證質(zhì)量的前提下,創(chuàng)造最大的經(jīng)濟(jì)效益。
養(yǎng)護(hù)策略上建立健全巡檢養(yǎng)護(hù)管理機(jī)構(gòu)組織，明確橋梁巡檢養(yǎng)護(hù)管理人員的職責(zé)分工，加強(qiáng)對(duì)巡檢養(yǎng)護(hù)管理人員的技術(shù)陪訓(xùn)巡檢養(yǎng)護(hù)工作推行專業(yè)化、機(jī)械化，積極利用先進(jìn)的專業(yè)檢查工具,充分利用監(jiān)控通信系統(tǒng)和其他方法收集各類信息，提高工作實(shí)效。高度重視橋梁的技術(shù)狀況調(diào)查與收集,對(duì)各種病害采取有效、先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)的措施進(jìn)行修復(fù)并對(duì)修復(fù)后的病害迸行跟蹤調(diào)查。
（三）開展橋梁運(yùn)營(yíng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 增強(qiáng)突發(fā)事件應(yīng)急保障能力
按照《公路橋梁和橋梁工程設(shè)計(jì)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指南》的規(guī)定，對(duì)于養(yǎng)護(hù)段內(nèi)橋梁運(yùn)營(yíng)期的風(fēng)險(xiǎn)事件等級(jí)分為4類，對(duì)橋梁運(yùn)營(yíng)期的主要風(fēng)險(xiǎn)事件進(jìn)行了評(píng)估，評(píng)估綜合考慮了風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生的概率和風(fēng)險(xiǎn)事件產(chǎn)生的損失兩個(gè)方面的影響。按照《公路橋梁和橋梁工程設(shè)計(jì)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指南》的規(guī)定，風(fēng)險(xiǎn)概率和風(fēng)險(xiǎn)損失各自分為5個(gè)等級(jí)，采用風(fēng)險(xiǎn)矩陣的方式組合確定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。
（四）分析易損性 確保安全性
1、空心板（實(shí)心板）單板受力
在公路橋梁的梁板式橋中，由于板間餃縫被剪斷，反映在橋面上會(huì)形成梁板間的縱向裂縫，造成車輛通過時(shí)的荷載不能通過餃縫進(jìn)行傳遞，所受荷載只能由單個(gè)梁板承受,這種病害稱為空心板（實(shí)心板）單板受力。
空心板（實(shí)心板）單板受力是結(jié)構(gòu)易損性分析的一大重點(diǎn)，根據(jù)首發(fā)養(yǎng)護(hù)公司養(yǎng)護(hù)區(qū)段橋梁概況分析，橋梁中空心板（實(shí)心板）梁橋占較大比例，簡(jiǎn)支空心板梁橋單板受力是導(dǎo)致該類橋梁局部坍塌的重大風(fēng)險(xiǎn)源。
在日常進(jìn)行檢查時(shí),管養(yǎng)單位特別注意檢查餃縫混凝土和橋面鋪裝層的狀況，如發(fā)現(xiàn)橋面鋪裝縱向裂縫,應(yīng)首先判斷是否與板梁間的勾縫位置吻合，其次由于橫向聯(lián)系的喪失還伴隨著梁板撓度的加大，因此可通過重車行駛時(shí)觀測(cè)梁板撓度的情況或跨中部位是否有明顯的凹陷來判斷，一旦確定為單板受力應(yīng)引起足夠重視，應(yīng)及時(shí)上報(bào)公司橋隧辦公室并建議對(duì)該橋梁采取應(yīng)對(duì)措施，以防止危險(xiǎn)發(fā)生。
2、獨(dú)柱、彎坡橋梁傾覆
養(yǎng)護(hù)區(qū)段內(nèi)匝道橋由于本身彎坡、坡度的特點(diǎn)，尤其是獨(dú)柱的彎坡橋,受力比較復(fù)雜，近年來也發(fā)生了不少?gòu)澠聵蛲鈨A失穩(wěn)的事故。管養(yǎng)單位重點(diǎn)關(guān)注腹板及是否有因扭轉(zhuǎn)引起的弧形裂縫，獨(dú)柱墩是否承受大偏壓出現(xiàn)環(huán)狀結(jié)構(gòu) 性裂縫，分聯(lián)處梁體外緣是否有錯(cuò)臺(tái)等，并結(jié)合針對(duì)彎梁橋扭轉(zhuǎn)問題的結(jié)構(gòu)分析，進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)木C合分析，綜合判斷彎梁是否存在外傾失穩(wěn)危險(xiǎn),排除彎坡橋是否有橫向傾覆的安全隱患。
（五）積極開展預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，分類決策出效益
預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)理念的提出是對(duì)養(yǎng)護(hù)理念的革新，把養(yǎng)護(hù)工作者的思維從路面發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞再去維修的被動(dòng)狀態(tài)，轉(zhuǎn)變到了在結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損壞之前就積極采取措施的主動(dòng)狀態(tài)，以此來延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)壽命，減少養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用。
預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是伴隨著橋梁壽命全周期而進(jìn)行的,分為周期性養(yǎng)護(hù)措施(非基于狀態(tài))和基于狀態(tài)養(yǎng)護(hù)措施，主要包括:經(jīng)常性和預(yù)防性的保養(yǎng)、輕微破損部分的維修(即病害處置)等內(nèi)容，以恢復(fù)和保持結(jié)構(gòu)的良好使用狀態(tài)。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行方案比選和費(fèi)用效益分析。參考?xì)v年來的橋梁檢測(cè)數(shù)據(jù)、病害監(jiān)測(cè)結(jié)果、養(yǎng)護(hù)歷史，設(shè)計(jì)包括短期預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方案設(shè)計(jì)與中長(zhǎng)期預(yù)防性養(yǎng)護(hù)規(guī)劃設(shè)計(jì)。
預(yù)防性養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)流程
常見問題及預(yù)養(yǎng)護(hù)措施：
1、大量使用融雪劑造成的耐久問題
融雪劑是冬季常用的除雪方法，國(guó)內(nèi)外常見的融雪劑按主要成分一般分為醋酸鉀(有機(jī)融雪劑)和氯鹽兩類。氯鹽類融雪劑因其價(jià)格便宜、效果明顯而被廣泛使用。但其中含有的氯化物，如氯化鈉、氯化鈣等物質(zhì)極易對(duì)環(huán)境造成破壞。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施推薦使用有機(jī)融雪劑消融積雪?？刂朴昧?、撒布嚴(yán)要求、積雪謹(jǐn)慎處理，確保溶液濃度保持在一個(gè)較低的水平撒布要求是將道路積雪控制在假融狀態(tài)，即雪還沒有完全融化,保持松散狀態(tài)，這樣可以有效控制含有融雪劑的雪水對(duì)路面的滲透，減少對(duì)路面和橋梁的腐蝕。
2、鋼結(jié)構(gòu)的防腐問題
大氣環(huán)境下的鋼結(jié)構(gòu)受陽光、風(fēng)沙、雨雪、霜露及一年四季的溫度和濕度變化作用，其中大氣中的氧和水分是造成橋梁鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的重要因素。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施為電弧噴涂防腐，利用電弧噴涂設(shè)備,對(duì)兩根帶電的金屬絲（如鋅、鋁等）進(jìn)行加熱、熔融、霧化、噴涂形成防腐涂層，外加有機(jī)封閉涂層的長(zhǎng)效防腐復(fù)合涂層。隨著防腐技術(shù)的發(fā)展，從長(zhǎng)效經(jīng)濟(jì)性考慮，噴鋁涂層最為經(jīng)濟(jì)，但一次性投入大,施工良好的涂層可在10年內(nèi)無需維修。
3、伸縮縫錨固區(qū)混凝土破損問題
近年來城市橋梁伸縮縫養(yǎng)護(hù)維修中存在以下突出問題:錨固區(qū)混凝土破損病害的普遍多發(fā)和維修后的反復(fù)多發(fā)，甚至返修。伸縮縫外部工作環(huán)境橋面伸縮縫由于設(shè)置在梁端構(gòu)造薄弱部位，隨著交通量的增加和汽車載重量的增大,直接承受車輪荷載的反復(fù)沖擊作用，而且長(zhǎng)期暴露在大自然中，所處環(huán)境比較惡劣，因材料的磨損和疲勞，以及混凝土面板或梁的結(jié)合強(qiáng)度不夠，是橋梁結(jié)構(gòu)最易遭到破壞而又較難修復(fù)的部位。伸縮縫錨固區(qū)混凝土病害的維修應(yīng)在病害初期采用開裂灌膠、碎塊重鑄、保持行車平順等諸多預(yù)養(yǎng)護(hù)手段，這樣就避免后期擴(kuò)大維修規(guī)模、成本和難度。
?。┘訌?qiáng)應(yīng)急管理 妥善處置突發(fā)事件
為了加強(qiáng)高速公路橋梁交通安全管理，及時(shí)有效地應(yīng)對(duì)和處置突發(fā)事件，應(yīng)急處置預(yù)案遵循“安全第一、預(yù)防為主、快速反應(yīng)、以人為本”的原則，以快速有效處置橋梁交通事故引發(fā)的結(jié)構(gòu)安全損傷為重點(diǎn)，及時(shí)采取有效措施保障人員生命安全、減少國(guó)家財(cái)產(chǎn)損失，使結(jié)構(gòu)安全災(zāi)害降到最低。管養(yǎng)單位建立橋梁專家組及技術(shù)支持組等非常設(shè)機(jī)構(gòu)，確定人員，應(yīng)急響應(yīng)發(fā)生后視情況快速到位，提供技術(shù)支持。橋梁結(jié)構(gòu)損傷發(fā)生后，應(yīng)急指揮部視情況啟動(dòng)相應(yīng)應(yīng)急預(yù)案，視情況要求橋梁專家組和技術(shù)支持組(設(shè)計(jì)、施工、檢測(cè))到場(chǎng)并開展后續(xù)工作。
三、北京市高速公路橋梁巡檢養(yǎng)一體化管養(yǎng)模式創(chuàng)新實(shí)踐的效果
?。ㄒ唬┛茖W(xué)開展橋隧維養(yǎng)工作，三類橋數(shù)量逐年下降，橋梁通行能力顯著增強(qiáng)
截止2021年11月，集團(tuán)公司所轄20條道路上橋梁共計(jì)2558座。按照全長(zhǎng)和跨徑分類，其中特大橋86座，大橋743座，中橋962座，小橋767座；截止2021年11月，集團(tuán)公司管養(yǎng)橋隧技術(shù)狀況評(píng)定結(jié)果為：一類橋585座、二類橋1959座、三類橋13座、四類橋1座（京藏北沙灘橋左幅），無五類橋。一、二類橋占橋梁總數(shù)99.5%；一類隧道4座、二類隧道30座、三類隧道2座。集團(tuán)公司科學(xué)開展橋隧維養(yǎng)工作，三類橋數(shù)量逐年下降，橋梁通行能力顯著增強(qiáng)。
?。ǘ┵Y金利用率顯著提高
集團(tuán)公司以大數(shù)據(jù)為依托，建立以橋梁技術(shù)狀況評(píng)定結(jié)果、服務(wù)水平、資金需要及投資效益評(píng)估結(jié)果等因素為依據(jù)的決策機(jī)制，分類采取養(yǎng)護(hù)管理措施，采取最恰當(dāng)?shù)臉蛄吼B(yǎng)護(hù)措施，提高決策的科學(xué)化水平和養(yǎng)護(hù)資金的使用效率。2020年橋梁養(yǎng)護(hù)投資3000余萬元，處置橋梁病害1000余處，取得良好效果。其中京港澳高速通道橋護(hù)欄改造691延米、進(jìn)一步提升防撞等級(jí)。
（三）橋梁養(yǎng)護(hù)應(yīng)急能力顯著提升
按照首都“四個(gè)中心”戰(zhàn)略定位和建設(shè)要求，結(jié)合首都橋梁運(yùn)營(yíng)中交通服務(wù)功能標(biāo)準(zhǔn)高等特點(diǎn)，集團(tuán)公司高度重視信息公開制度，在設(shè)置橋梁信息牌的基礎(chǔ)上，通過條幅、路網(wǎng)電子信息屏、報(bào)紙、電視及各種新媒體媒介加大宣村力度，提升用戶滿意度。2020年，在橋梁突發(fā)事件處置方面，48小時(shí)完成京港澳高速K34+130通道橋整體置換，36小時(shí)完成京藏高速辛莊橋邊梁更換，獲得北京市交管局高度認(rèn)可。
?。ㄋ模┙煌ㄟ\(yùn)輸部橋隧檢測(cè)評(píng)價(jià)檢查獲肯定
集團(tuán)公司傳承發(fā)揚(yáng)“工匠精神”，營(yíng)造“鼓勵(lì)創(chuàng)新，崇尚技能”的創(chuàng)新文化氛圍，在橋隧管理中研究推廣新材料、新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備等應(yīng)用，獲得多項(xiàng)科技創(chuàng)新榮譽(yù)，擁有多項(xiàng)國(guó)家專利產(chǎn)品。其中，京哈高速儒林橋使用超快硬混凝土大大縮減了混凝土養(yǎng)生時(shí)間，京昆高速使用液體伸縮縫止水帶實(shí)用性良好，京開高速公路K23+068通道橋的加固工程利用MPC復(fù)合材料快速加固鋼筋混凝土橋梁，伸縮縫微創(chuàng)維修法、伸縮縫支座復(fù)位修復(fù)器獲得國(guó)家級(jí)專利證書，2020年重點(diǎn)橋梁檢測(cè)獲得交通部高度認(rèn)可。
作者：景海林 高偉 溫騰，北京首發(fā)公路養(yǎng)護(hù)工程有限公司
