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标题: 高速公路桥梁巡检养一体化管养创新与实践 [打印本页]

作者: Nino 时间: 2023-1-3 09:40
标题: 高速公路桥梁巡检养一体化管养创新与实践
摘要：在桥梁建设到投入使用的运营管理全寿命周期内，主体和附属结构不可避免地产生病害和损伤，导致土建结构状态的不利性改变和结构损伤与劣化。

为规范桥梁养护管理工作，保障桥隧运行安全，作者以北京市高速公路桥梁养护为基础样本，多年探索并制定巡检养护一体化方案，通过规范化、标准化和信息化的手段开展桥梁巡检养护工作，将桥梁养护分类按比例科学投入，对不同地段受不同气候影响，不同状况采取特殊养护方式等方面进行研究总结，确保了交通运输部关于桥梁管养责任划分、资金保障、信息公开、分类处置、四新技术等十项制度的有效落实，保障桥梁能够及时得到经济、合理、科学的养护或维修，使其在设计使用年限内始终保持优良的服务水平。

一、高速公路桥梁巡检养一体化管养模式创新实践的

（一）紧贴新时代交通强国战略正视桥梁大国与桥梁强国的差距

毫无疑问,中国是桥梁大国——超过100万座公路和铁路桥梁,世界上任何一个国家都无法企及。就跨度而言,世界最大跨径的前十座悬索桥、斜拉桥、钢拱桥,以及前十座最长跨海大桥,中国均占据半壁江山乃至更多。

北京市自1993年第一条高速公路开通以来，至今总里程破千公里。高速公路发展的步伐是大踏步，交通的四通八达为车辆出行带来便利，车流量也由开始稳步增长，到如今跳越式增长。由2007年日均交通流量为10万辆，到如今的日均百万辆。

据统计，2021年“五一”小长假，北京市高速公路日均交通流量为290万辆，高峰日交通量已突破300万辆。车流量的增幅远远超过了20年前高速公路设计预想概念，在超负荷运营状态下，目前道路、桥梁、隧道和涵洞的养护标准和要求随之改变，近年来，由于重载、重压、重负荷下，桥梁坍塌事故频发，因此需要对桥梁需要特别关注，桥梁的事故是灾难性的事件，同时也是可规避的事故风险，桥梁事故对每个人是痛心的事。保障桥梁运营安全，需提高桥梁养护管理水平，立足当前桥梁养护问题研究相应方案，更好的延长桥梁使用寿命，对高速公路桥梁安全和桥梁养护发展具有里程碑式意义。

（二）满足首都城市功能定位改变传统桥梁养护观念和模式

随着我国社会经济和科技稳定持续的发展，以前的交通体系已经不能满足现在的交通运输需要，北京作为首都，有着“四个中心”的功能定位，对道路桥梁的运输速率和运输效率的需要日益增长，相关的交通建设项目也在不断的发展和进行。

桥梁需要承担巨大的承载压力，会出现缝隙、破损等问题的产生，而传统的养护管理方法已经不能满足于现状的需求，为了能够在一定程度上减少此类事件的发生和保障交通运营的正常进行，对道路桥梁进行管理和养护并且探索创新途径十分有必要。

（三）提高应急抢险保障能力实现首都高速快速畅通

高速公路规模不断扩大，机动车数量与日俱增，道路突发事件，将对高速公路桥梁运营造成严重影响，对城市安全运行产生重大危害，日常桥梁养护管理常遇到的有交通事故、机电系统及供电系统重大故障、火灾事故、危险化学品事故、恶劣天气、冬季除雪防滑工作等突发事件，桥梁养护管理对不同的应急事件需制定相应的应急事件处置或处理方案。特别是紧急情况下（自然灾害，严重的交通事故，群体性事件，危险品车辆事故等），应急响应过程松散，抢险措施方法相对单一，成为制约应急响应能力提升的瓶颈。

二、高速公路桥梁巡检养一体化管养模式创新实践的主要做法

（一）科学布控，以点带面，构建桥梁管养体系

桥隧管理实行“统一管理，分级实施”的原则。集团公司负责桥隧的统一管理、技术指导和实施监督工作。各养护公司负责桥梁日常养护管理的具体实施。各检测单位负责定期检查、特殊检查工作的具体实施。首发集团公司建立桥隧专业工程师团队、专业养护技工队伍和桥隧应急抢险队伍。建立健全桥隧“三级三类三重点”巡查体系，以病害早发现、早处置为原则，在经常性检查的基础上，开展定期检查，掌握多种维修加固技术及施工工艺。建立完整的桥隧档案数据库，实现信息化动态化管理，为保障桥梁运行安全奠定基础。

首发养护公司下属的12个养护项目部采取分区域化管理。桥隧应急抢险队负责全路网范围内专业桥隧抢险工作，充分发挥地域优势，整体提升桥隧应急保障的快速处置能力。

（二）完善桥梁养护标准科学制定养护措施

桥梁运营服内养护工作总体目标是“技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理”。管养单位在桥梁检查、检测、保养、维修等各方面积极吸取先进的技术手段,提高桥梁养护的质量和效率。以“全寿命管养”理念为基础，合理安排养护资金，在保证质量的前提下,创造最大的经济效益。

养护策略上建立健全巡检养护管理机构组织，明确桥梁巡检养护管理人员的职责分工，加强对巡检养护管理人员的技术陪训巡检养护工作推行专业化、机械化，积极利用先进的专业检查工具,充分利用监控通信系统和其他方法收集各类信息，提高工作实效。高度重视桥梁的技术状况调查与收集,对各种病害采取有效、先进、经济的措施进行修复并对修复后的病害迸行跟踪调查。

（三）开展桥梁运营安全风险评估增强突发事件应急保障能力

按照《公路桥梁和桥梁工程设计安全风险评估指南》的规定，对于养护段内桥梁运营期的风险事件等级分为4类，对桥梁运营期的主要风险事件进行了评估，评估综合考虑了风险事件发生的概率和风险事件产生的损失两个方面的影响。按照《公路桥梁和桥梁工程设计安全风险评估指南》的规定，风险概率和风险损失各自分为5个等级，采用风险矩阵的方式组合确定风险等级。

（四）分析易损性确保安全性

1、空心板（实心板）单板受力

在公路桥梁的梁板式桥中，由于板间饺缝被剪断，反映在桥面上会形成梁板间的纵向裂缝，造成车辆通过时的荷载不能通过饺缝进行传递，所受荷载只能由单个梁板承受,这种病害称为空心板（实心板）单板受力。

空心板（实心板）单板受力是结构易损性分析的一大重点，根据首发养护公司养护区段桥梁概况分析，桥梁中空心板（实心板）梁桥占较大比例，简支空心板梁桥单板受力是导致该类桥梁局部坍塌的重大风险源。

在日常进行检查时,管养单位特别注意检查饺缝混凝土和桥面铺装层的状况，如发现桥面铺装纵向裂缝,应首先判断是否与板梁间的勾缝位置吻合，其次由于横向联系的丧失还伴随着梁板挠度的加大，因此可通过重车行驶时观测梁板挠度的情况或跨中部位是否有明显的凹陷来判断，一旦确定为单板受力应引起足够重视，应及时上报公司桥隧办公室并建议对该桥梁采取应对措施，以防止危险发生。

2、独柱、弯坡桥梁倾覆

养护区段内匝道桥由于本身弯坡、坡度的特点，尤其是独柱的弯坡桥,受力比较复杂，近年来也发生了不少弯坡桥外倾失稳的事故。管养单位重点关注腹板及是否有因扭转引起的弧形裂缝，独柱墩是否承受大偏压出现环状结构性裂缝，分联处梁体外缘是否有错台等，并结合针对弯梁桥扭转问题的结构分析，进行严谨的综合分析，综合判断弯梁是否存在外倾失稳危险,排除弯坡桥是否有横向倾覆的安全隐患。

（五）积极开展预防性养护，分类决策出效益

预防性养护技术理念的提出是对养护理念的革新，把养护工作者的思维从路面发生结构性破坏再去维修的被动状态，转变到了在结构出现损坏之前就积极采取措施的主动状态，以此来延长结构寿命，减少养护维修费用。

预防性养护是伴随着桥梁寿命全周期而进行的,分为周期性养护措施(非基于状态)和基于状态养护措施，主要包括:经常性和预防性的保养、轻微破损部分的维修(即病害处置)等内容，以恢复和保持结构的良好使用状态。预防性养护设计应进行方案比选和费用效益分析。参考历年来的桥梁检测数据、病害监测结果、养护历史，设计包括短期预防性养护方案设计与中长期预防性养护规划设计。

预防性养护设计流程

常见问题及预养护措施：

1、大量使用融雪剂造成的耐久问题

融雪剂是冬季常用的除雪方法，国内外常见的融雪剂按主要成分一般分为醋酸钾(有机融雪剂)和氯盐两类。氯盐类融雪剂因其价格便宜、效果明显而被广泛使用。但其中含有的氯化物，如氯化钠、氯化钙等物质极易对环境造成破坏。预防性养护措施推荐使用有机融雪剂消融积雪。控制用量、撒布严要求、积雪谨慎处理，确保溶液浓度保持在一个较低的水平撒布要求是将道路积雪控制在假融状态，即雪还没有完全融化,保持松散状态，这样可以有效控制含有融雪剂的雪水对路面的渗透，减少对路面和桥梁的腐蚀。

2、钢结构的防腐问题

大气环境下的钢结构受阳光、风沙、雨雪、霜露及一年四季的温度和湿度变化作用，其中大气中的氧和水分是造成桥梁钢结构腐蚀的重要因素。预防性养护措施为电弧喷涂防腐，利用电弧喷涂设备,对两根带电的金属丝（如锌、铝等）进行加热、熔融、雾化、喷涂形成防腐涂层，外加有机封闭涂层的长效防腐复合涂层。随着防腐技术的发展，从长效经济性考虑，喷铝涂层最为经济，但一次性投入大,施工良好的涂层可在10年内无需维修。

3、伸缩缝锚固区混凝土破损问题

近年来城市桥梁伸缩缝养护维修中存在以下突出问题:锚固区混凝土破损病害的普遍多发和维修后的反复多发，甚至返修。伸缩缝外部工作环境桥面伸缩缝由于设置在梁端构造薄弱部位，随着交通量的增加和汽车载重量的增大,直接承受车轮荷载的反复冲击作用，而且长期暴露在大自然中，所处环境比较恶劣，因材料的磨损和疲劳，以及混凝土面板或梁的结合强度不够，是桥梁结构最易遭到破坏而又较难修复的部位。伸缩缝锚固区混凝土病害的维修应在病害初期采用开裂灌胶、碎块重铸、保持行车平顺等诸多预养护手段，这样就避免后期扩大维修规模、成本和难度。

（六）加强应急管理妥善处置突发事件

为了加强高速公路桥梁交通安全管理，及时有效地应对和处置突发事件，应急处置预案遵循“安全第一、预防为主、快速反应、以人为本”的原则，以快速有效处置桥梁交通事故引发的结构安全损伤为重点，及时采取有效措施保障人员生命安全、减少国家财产损失，使结构安全灾害降到最低。管养单位建立桥梁专家组及技术支持组等非常设机构，确定人员，应急响应发生后视情况快速到位，提供技术支持。桥梁结构损伤发生后，应急指挥部视情况启动相应应急预案，视情况要求桥梁专家组和技术支持组(设计、施工、检测)到场并开展后续工作。

三、北京市高速公路桥梁巡检养一体化管养模式创新实践的效果

（一）科学开展桥隧维养工作，三类桥数量逐年下降，桥梁通行能力显著增强

截止2021年11月，集团公司所辖20条道路上桥梁共计2558座。按照全长和跨径分类，其中特大桥86座，大桥743座，中桥962座，小桥767座；截止2021年11月，集团公司管养桥隧技术状况评定结果为：一类桥585座、二类桥1959座、三类桥13座、四类桥1座（京藏北沙滩桥左幅），无五类桥。一、二类桥占桥梁总数99.5%；一类隧道4座、二类隧道30座、三类隧道2座。集团公司科学开展桥隧维养工作，三类桥数量逐年下降，桥梁通行能力显著增强。

（二）资金利用率显著提高

集团公司以大数据为依托，建立以桥梁技术状况评定结果、服务水平、资金需要及投资效益评估结果等因素为依据的决策机制，分类采取养护管理措施，采取最恰当的桥梁养护措施，提高决策的科学化水平和养护资金的使用效率。2020年桥梁养护投资3000余万元，处置桥梁病害1000余处，取得良好效果。其中京港澳高速通道桥护栏改造691延米、进一步提升防撞等级。

（三）桥梁养护应急能力显著提升

按照首都“四个中心”战略定位和建设要求，结合首都桥梁运营中交通服务功能标准高等特点，集团公司高度重视信息公开制度，在设置桥梁信息牌的基础上，通过条幅、路网电子信息屏、报纸、电视及各种新媒体媒介加大宣村力度，提升用户满意度。2020年，在桥梁突发事件处置方面，48小时完成京港澳高速K34+130通道桥整体置换，36小时完成京藏高速辛庄桥边梁更换，获得北京市交管局高度认可。

（四）交通运输部桥隧检测评价检查获肯定

集团公司传承发扬“工匠精神”，营造“鼓励创新，崇尚技能”的创新文化氛围，在桥隧管理中研究推广新材料、新工艺、新技术、新设备等应用，获得多项科技创新荣誉，拥有多项国家专利产品。其中，京哈高速儒林桥使用超快硬混凝土大大缩减了混凝土养生时间，京昆高速使用液体伸缩缝止水带实用性良好，京开高速公路K23+068通道桥的加固工程利用MPC复合材料快速加固钢筋混凝土桥梁，伸缩缝微创维修法、伸缩缝支座复位修复器获得国家级专利证书，2020年重点桥梁检测获得交通部高度认可。

作者：景海林高伟温腾，北京首发公路养护工程有限公司

转自“养护与管理”

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