城市桥梁管理养护中长期规划的制定

2018-05-02吴立锋

城市道桥与防洪 2018年3期

关键词：管养温州市桥梁

吴立锋

（温州设计集团有限公司，浙江温州 325000）

0 引言

为防止桥梁事故发生，确保桥梁安全运行，建设部颁布了《城市桥梁检测和养护维修管理办法》（第118号令），其中第十条规定：县级以上城市人民政府市政工程设施行政主管部门应当编制城市桥梁养护维修的中长期规划和年度计划，报城市人民政府批准后实施。

桥梁是城市基础设施不可或缺的组成部分，加强管养势在必行。针对温州市主城区桥梁的现状，如何消除早期建造桥梁的安全隐患，如何对近期建造的桥梁进行科学规范管理，如何为今后的城市桥梁管养提供指导，是亟待解决的课题。

1 国外先进桥梁管养经验

规范和完善桥梁管养技术是国际桥梁管理发展的趋势，对提高桥梁管理现代化、信息化和科学化水平具有重要意义。美国等发达国家桥梁管养技术已达到了相当高的水平，并得到了较好的应用。

1.1 美国桥梁管养情况

美国联邦公路总局（FHWA）在1988年开发了国家桥梁档案数据库，该数据库为桥梁管理系统（DBMS）的雏形。美国各州在FHWA的认可下，相继开发了各自的桥梁数据采集系统软件，拥有了地区级的BMS。但为了合理的分配资金，必须有一套标准化的管理系统—由FHWA投资，CSAOO公司为顾问，加利福尼亚等州交通局参与开发的POINTS桥梁管理系统应运而生，该系统运用动态整数规划法、概率条件状态劣化模型等手段处理桥梁数据，为预测桥梁未来管理和改建需要而服务。目前，POINTS由美国州际公路与运输协会（AASHTO）管理，并移交给40个州的交通局使用。FHWA目前正着手研究桥梁资产管理系统，其中与本规划制定可借鉴的内容包括以下4点：

（1）桥梁主要因素的检查和状态评价研究，建立AASHTO的评价手册；

（2）如何评价和利用桥梁检测数据并分配资金的方法研究；

（3）对数据库设计、模型建立等桥梁管理支持系统的研究；

（4）生命周期费用的研究（后用桥梁分档资料来评估桥梁结构的剩余寿命）。

1.2 日本桥梁管养情况

日本全国桥梁数目已超过65万座，日本建设省土木研究所于1988年公布桥梁检测手册，统一全国桥梁的检查标准、检测周期，并制定检测结果的标准处理事项等规定。自1990年起发展出一套应用于计算机的桥梁检测资料系统，称为MICHI，可将全国所有的桥梁的检查结果均储存于计算机的数据库中，再根据桥梁各种损伤形态、各构件健全度而评定其损害等级。依据MICHI的桥梁基本资料又开发了以桥梁生命周期修补管理为导向的桥梁管理系统（BMS），以支持桥梁整个生命周期的资料交换与管理作业。日本第一版的BMS于1995年完成，此系统优点之一为可逐年更新桥梁的实际检测资料，以简化桥梁检测与维修的准备工作，同时借由互联网的沟通，简化资料的传送。

2 启示

根据发达国家桥梁管养实践经验，当前桥梁管养有以下两个方面应引起我们的高度重视：

（1）主动化管理模式

无论是预养护模式，还是全寿命维修加固，都非常注重桥梁管养的主动性。通过预养护能使养护成本最小化，养护效益最大化，而全寿命维修加固则能从全寿命造价基础上提供维修加固决策。因此，主动化管理模式是桥梁管理养护发展趋势，通过该方法完善温州市桥梁管养的长效机制，保障桥梁使用安全，延长桥梁使用寿命，全面提高温州市桥梁整体服务水平。

（2）信息化管理理念

桥梁在线监测是当今世界桥梁健康养护的发展要求。温州市桥梁的运行阶段急需一套长期有效的监测系统，使桥梁管养部门能根据该桥的实际使用情况进行更加有效的养护、维修和加固。在监测评估的基础上，合理有效地安排桥梁的养护、加固经费，把养护资金发挥最大效益并保证桥梁的运行质量。

3 规划目标与任务

总目标：通过近、中远期管理养护规划，构筑系统的管理养护组织，形成完善的健康养护模式，建立科学的检测评估分析体系，实现主动化管理养护模式和信息化在线检测和数字管养系统，确保桥梁安全运行。

3.1 近期目标与任务：2016～2017年

（1）对温州市辖城市桥梁的设施量进一步详实统计；（2）增配或引进城市桥梁管养专职人员，并进行定期培训；（3）按照《城市桥梁养护技术规范》（CJJ99-2003）对桥梁建立和完善“一桥一卡”档案资料；（4）档案实现信息化管理，完成浙江省桥梁管理系统中桥梁信息录入；（5）设立限载标志标牌；（6）明确养护责任单位（人）和监管单位（人），制定桥梁安全事故责任追究制度；（7）优先安排对技术状况不够理想的桥梁进行专业检测，完善此类桥梁的资料及掌握此类桥梁的技术状况；（8）对现状调查问题比较突出的桥梁进行加固、维修及改造，初步建立桥梁安全评估体系和加固、维修、改造决策体系；（9）完成温州市管重大桥梁健康监测与在线预警系统的框架设计。

3.2 中期目标与任务：2018～2022年

（1）实现对所有的辖区桥梁进行专业检测评定，对所有桥梁的实际技术状况进行掌控，进一步完善桥梁健康状况档案库；（2）建立完善的桥梁养护人员培训和考核制度；（3）编制城市桥梁应急响应预案和应急抢险预案；（4）实现完备的桥梁管养体系，桥梁养护全面实施预防性养护和智能化监管；（5）完善桥梁状况评估模型，使桥梁检测工作真正实现程序化、制度化、规范化及信息化；（6）根据评估和决策体系对未来年可能存在问题的桥梁进行全面的加固、维修及改造；（7）完善桥梁检测、维修加固等招投标市场，建立准入和退出机制；（8）完成温州市管重大桥梁健康监测与在线预警系统的网络通讯平台及软件开发平台建设，编制超重车辆过桥预案，选取典型桥梁、代表性项目进行在线监测，并对桥梁结构的评估模型进行探索，开发数据库管理软件。

3.3 远期目标与任务：2023～2032年

（1）建立桥梁的综合评估模型，使桥梁评估工作科学化、自动化；（2）建立桥梁结构安全性能及剩余寿命评估体系，综合考虑确定和不确定因素综合对桥梁结构安全性能及其剩余寿命作出评估；（3）改进、完善桥梁健康监测与在线预警系统的网络通讯及软件开发平台，全面建立温州市重大桥梁的健康监测和在线预警系统，对桥梁结构的监测传感器进行补充与更新，建立桥梁结构的损伤识别与决策控制系统；（4）开展超重车辆对桥梁性能及其使用寿命影响的分析工作，建立全面系统的超重车辆过桥监测系统；（5）基于不同的管理目标，构建相应的评估、预测与决策模型，确保相关政策和措施的有效性。

4 桥梁现状调研

4.1 桥梁设施现状

温州城区水网密集，桥梁星罗棋布，其结构类型及桥梁长度、宽度等特征叙述如下：（1）多以梁桥为主，在已经调查的桥梁中占比98.4%；（2）桥梁长度差距较大，最短的桥梁不到10m，最长的东瓯大桥达到5173m。总体来说以100m以内的短桥梁为主，占64%，其中长度30m以下桥梁占据16%，30～100m占48%。此外100～500m桥梁占22%，大于500m的仅占14%，桥梁平均长度为305m；（3）桥梁宽度相对较宽，其中以20～40m桥梁居多，占总数的70%，其次为20m以下及40～60m，分别占25%、24%。60m以上仅占1%，平均宽度34.1m。

4.2 桥梁运行情况

（1）桥梁以II类养护为主，占总桥梁数的59%；I类养护占13%；III类养护占28%；（2）桥梁运行状态总体较好，其中完好占44%，良好占51%，合格占3%，不合格占2%。

4.3 运行情况总体评价

温州城区各桥梁技术状况差异较大，对其总体评价如下：（1）桥梁结构的适用性能需提高；（2）桥梁承载能力需进一步确定；（3）桥梁结构的耐久性值得关注；（4）交通量增加及超载促使桥梁病害频繁发生；（5）建造年代比较久远的桥梁病害情况比较严重。

4.4 桥梁管养情况

根据温政办【2013】124号文件要求，市级城市桥梁管养部门负责市管城市桥梁管养，经费由市级财政承担；区（功能区）级城市桥梁管养部门负责区管城市桥梁管养，经费由区级财政承担；街道（镇）负责属地职责范围内的城市桥梁管养，经费由区级财政承担；单位自建的用于专业用途的桥梁由自建单位负责管养，符合条件的也可委托属地城市桥梁管养单位进行管养，经费由自建单位承担；已使用未移交的城市桥梁由建设单位负责管养。

温州市市政管理处负责市级桥梁的养护管理，包括日常巡检、维修管理、档案管理等，对于巡查中发现的问题，不涉及结构问题的，直接委托施工方进行维修；涉及结构问题的，委托设计单位编制维修加固方案，通过招标选择施工方。

近5年来，市本级桥梁管养每年均有一定专项资金用于桥梁检测。桥梁加固维修则根据实际需求安排专项资金，其资金与道路日常维修统筹安排。

5 中长期规划的制定

5.1 基本组织模式

主要包括桥梁管养体制建设、“一桥一档”建立及信息化管理、检测评估、日常养护和加固维修、在线检测与安全预警、超重车辆过桥的数字化管理等六个方面。

5.2 高效的政府监管机制

建设部2002年12月印发的《关于加快市政公用行业市场化进程的意见》，第一次明确提出了打破行业垄断，全方位开放市政公用事业市场。明确提出了市政公用事业主管部门要实现三个转变：即从直接管理转变为宏观管理，从管行业转变为管市场，从对企业负责转变为对公众负责。因此各方要积极探索，逐步推进和完善城市桥梁管养市场化。

5.3 信息化的桥梁基本资料管理

根据项目调查资料，市内桥梁均已建立《桥梁资料卡》，包括养护单位名称，结构类型，跨径组合、桥梁长度、宽度、面积，主梁形式、尺寸、数量，栏杆总长、结构，桥台形式及台帽尺寸等基础性数据。但缺乏建设、设计、施工、监理位等关键建设数据；桥梁标高，主桥横坡、纵坡，造价等关键性结构参数以及桥墩及桥台的相应数据。因此，基于温州市桥梁的现状，近期及中长期桥梁基本资料管理的工作见表1。

表1 温州市城市桥梁基本资料管理规划

5.4 科学的检测评估分析

根据现状桥梁调查资料，采用定性分析和定量计算相结合的办法，对各类桥梁检测评估的具体需求进行分析，确定各类桥梁检测评估的周期，再根据该周期给出各桥梁检测评估工作的安排。

根据《城市桥梁养护技术规范》（CJJ99-2003），常规定期检测应每年一次，并可根据城市桥梁实际运行状况和结构类型、周边环境等适当增加检测次数。结构定期检测应在规定的时间间隔进行，I类养护的城市桥梁宜为1～2a，关键部位可设仪器监控测试；II～V类养护的城市桥梁间隔宜为6～10a。另外，必要时进行荷载试验和分析评估。依据规范并综合考虑温州市具体情况及未来桥梁建设和社会经济发展等方面的要求制定评估周期，见表2。

从安全性、结构性及适用性等角度，对检测评估工作按表3执行。

5.5 主动性的日常养护及维修加固

桥梁维护工作应按“预防为主，防治结合”的原则，加强桥梁的日常养护、预防性养护及维护管理工作，特别是桥面日常保养及排水系统的清理工作，以及结构裂缝及缺陷的及时处治，预防桥梁病害发生和进一步扩大，是关系桥梁安全使用的重要保证。

表2 不同类型桥梁结构的评定周期 a

表3 温州市管辖桥梁检测评估规划

根据预养护的技术理念，即“在最佳的时间对合适的桥梁结构状态采取有效的措施”，在进行预养护对策选择之前，必须判断原桥梁状况是否适合预养护。预养护对策的选择是个很复杂的过程，需要综合考虑多种因素，可分三步进行，分别考虑技术、经济和工程因素，见表4、表5。

表4 温州市城市桥梁日常养护和预养护工作进度安排

表5 温州市城市桥梁日常养护及维修加固规划

5.6 高效的在线监测与安全预警系统

该系统的建设除同传统的桥梁结构理论有关外，还将涉及到电子、传感、通讯、信号处理、计算机等多个学科的理论与方法，是广泛交叉与深度综合的新技术，见表6。

表6 温州市主干道桥梁在线监测与安全预警系统规划

5.7 完善的超重车辆过桥监测系统

考虑温州市的特点并结合日常工作，进行数字化超重车辆过桥监测系统的需求分析，建立超重车辆过桥监测系统构架；其次是通过数据分析、技术现状和性能评估方法的研究，建立评价体系；再次对桥梁结构剩余寿命预测分析、建立桥梁剩余寿命预测模型，并对桥梁维修及性能改善的费用作出合理估算；从而逐步实现温州市超重车辆过桥监测系统的数字化管理，见表7。

表7 温州市超重车辆过桥监测系统规划

5.8 完备的桥梁管理养护设备配置与养护基地

桥梁的常规定期检测宜以目测为主，并应配备如照相机、裂缝观测仪、探查工具及现场的辅助器材与设备等必要的量测仪器。

养护基地主要保证桥梁养护器械与材料处于良好待命状态。因此，桥梁养护基地规划的合理性，容纳、周转和维修保养能力的强弱，设施和装备的现代化水平，是体现城市桥梁养护系统整体发展水平的重要标志。因此对于温州，在近中期应尽早在的特大型桥梁（桥长不小于500m，单跨跨径不小于100m）、特殊结构体系桥梁（如斜拉桥、悬索桥、组合体系拱桥等）以及建筑面积超过5.0万m2的大型立交桥和高架的附近建立桥梁管理养护基地或专用房。

5.9 合适的队伍建设

温州市辖桥梁数量多，规模大小不一，桥梁管养工作难度大、工作面较为分散。从目前普查情况看，城市桥梁安全状况不容乐观，亟需完善管养机构设置，充实管养队伍，以加强城市桥梁管养工作，保障城市桥梁运行安全。

目前国家及浙江省内均尚未出台有关城市桥梁管养专业人才配置要求的规定。参照福建省工程建设地方标准《城市桥梁养护管理机构设置及专业技术人员、设备配置标准》（DBJ/T 13-153-2012），通过以下四个途径来提高桥梁维护管理的业务水平：

（1）实行岗位轮训、集训的方式，分期分批送到高校学习深造，系统学习桥梁理论知识；（2）聘请既有较高理论水平又有丰富实践经验的桥梁专家到温州讲授桥梁的基本理论知识，介绍国内外桥梁管养的动态发展，了解当前和今后一段时期内桥梁管养工作的首要内容及各种先进技术的应用；（3）每年有计划地组织开展桥梁管养现场交流活动，请经验丰富的桥梁工程师现身说法，汲取新知识，积累实践经验；（4）开展岗位练兵，技术比武等活动提高业务知识，管理经验。