東海大橋運營期養護管理研究與實踐

吳 濤

（上海東海大橋管理有限公司，上海市 201308）

1 東海大橋項目養護管理的特點

東海大橋是上海國際航運中心洋山深水港區的重要配套工程，為洋山深水港區集裝箱陸路集疏運和供水、供電、通訊等需求提供服務。

東海大橋總長約為32.5 km，按雙向6車道加緊急停車帶的高速公路標準設計，橋寬31.5 m，設計車速80 km/h，設計荷載汽車-超20級，掛車-120并按集裝箱重車密排進行校驗。全橋設5 000 t級主通航橋1處（k18+634），通航凈高40 m，凈寬400 m，橋墩按萬噸級防撞能力設計；設1 000 t級輔通航孔1處（k12+149），通航凈高25 m，凈寬140 m；設 500 t級輔通航孔兩處（k6+279，k24+829），通航凈高17.5 m，凈寬分別為120 m和160 m。東海大橋的設計基準期為100 a。

東海大橋運營期面臨的主要問題：

（1）自然環境惡劣：地處外海環境，氯離子濃度為1‰～3.2‰，結構防腐要求高；2006年至2008年應急值班共接收“大霧、大風、暴雨”等惡劣天氣預警132次。

（2）結構形式復雜：全橋設一處主通航橋，主跨420 m半漂浮體系斜拉橋；三處輔通航橋，均為4跨連續梁橋；最大跨徑達160 m；海上非通航孔采用60 m和70 m多跨一聯混凝土連續梁；淺灘及跨大堤段50 m多跨一聯混凝土連續梁；港橋連接段顆珠山橋采用主跨332 m斜拉橋，陸上段30 m多跨一聯混凝土連續梁；有工廠預制架設、現場現澆、懸澆等施工方式。

（3）重載交通頻繁：東海大橋主要是考慮集卡荷載，交通量逐年增長，2008年1月1日至2008年12月31日的交通運行情況為：累計通車雙向流量3 902 787輛，其中集卡流量3 043 660輛，占總流量78%；平均月雙向通車流量為325 232輛，最高月雙向通車流量達366 327輛（2008年7月）；預計至2020年，洋山深水港區陸路集裝箱集疏運量為750萬TEU。

（4）養護經驗匱乏：在國內首次對這樣的大型工程進行運營期養護管理工作，缺少先例可依可循。

2 東海大橋運營期養護管理模式

針對上述特點,東海大橋投入運營后成立了管理公司，管理公司實行總經理負責制。實施總經理、管理部門、養護單位的三級管理模式。大橋運行管理由監控中心統一指揮調度。

成立管理公司后根據大橋的特點，采用了市場化的養護模式，其運作方法是：管理公司不設日常養護隊伍，僅配備極少數專用養護機械設備，以及少量的專業技術人員，負責技術行政上的管理工作，將東海大橋全線的日常養護維修、運營、健康監測等項目作為標的，公開向社會招標，以經濟合同的方式委托給符合資質要求的專業單位進行養護，管理公司對養護單位統籌管理，實行管養分開，分級管理，從而管理公司以最少的投入，獲得最大的經濟效益。具體管理架構見圖1。

為了科學地制定好養護經費，考慮到現行養護定額不適應東海大橋的情況，經充分醞釀制定了下述原則：運營期第一年，采取實際成本核算法，年度結束后邀請審價、審計單位對養護運營單位的成本進行審核；然后據此委托市政定額站編制《上海市東海大橋設施養護維修工程年度經費定額》、《上海市東海大橋設施養護維修工程預算定額》。以此為據，測算以后年度養護費用，為編制年度養護計劃及養護招投標提供了依據。

3 東海大橋常規養護管理

常規養護是保證東海大橋正常使用功能的重要手段。主要包括：橋梁檢查，橋梁日常養護管理工作。

3.1 橋梁檢查

橋梁檢查是橋梁養護工作的重要內容，通過檢查橋梁進而評定其技術狀況，為橋梁養護決策提供依據。橋梁檢查是一項通過對橋梁缺陷和損傷的檢查，并根據其性質、部位、嚴重程度及發展趨勢，找出產生缺陷和損傷的主要原因，分析和評價其對橋梁質量和承載能力的影響，從而了解橋梁的技術狀況的工作。按檢查的范圍、深度、方式和檢查目的，分為經常檢查、定期檢查和特殊檢查。

在東海大橋養護過程中我們與養護單位一起根據大橋的結構特點和實際情況，自行研制了便于檢查的機械設備。例如：

（1）對東海大橋斜拉索PE護套檢查器進行了改進，該成果參加了全國市政工程建設優秀QC小組成果發布會，經過專家評審，QC小組榮獲“2008年度全國市政工程建設優秀質量管理小組一等獎”稱號。

（2）研制了一臺自動旋轉式能升降70 m的專用升降裝置，用于東海大橋下部結構的養護檢測工作，2008年該設備通過了上海市建設機械檢測中心檢測。

（3）研制了內錨頭檢查器，該設備采用一個檢修吊籃裝置，運用升降鋼索和滑輪來控制檢修吊籃上下高度，這樣就確保了主塔錨頭檢查全覆蓋的目標。升降裝置采用高強度、輕質不銹鋼材料制作，并安裝防墜落自動安全鎖，既確保安全又減輕了設備自重。經過調試，該設備完全能夠滿足東海大橋錨頭檢查的要求，檢查質量和效率都大為提高。

3.2 橋梁日常養護管理

東海大橋運營期常規養護管理的主要內容包括橋梁結構養護維修管理、機電系統養護維修管理、安全管理及信息管理。在此不一一展開詳述。

4 東海大橋專項養護管理

專項養護是針對設計缺陷、自然環境因素影響造成的設施問題進行的針對性的養護。東海大橋主要面臨的是：防腐蝕專項養護、災害及惡劣氣候條件下的搶修及應對措施。

4.1 防腐蝕專項養護

東海大橋對于結構處于不同的氯鹽腐蝕環境，采用了以下幾種防腐措施：

（1）針對鋼筋混凝土結構采用高性能混凝土，增大混凝土結構的鋼筋保護層厚度，浪花飛濺區部位的混凝土表面采用DSF-22濕面防腐蝕涂料。

（2）針對鋼管樁及鋼套箱結構采用預留腐蝕厚度，懸掛犧牲陽極，鋼管樁及鋼套箱頂部，采用環氧重涂裝等措施。

4.2 突發事件應急處置

為有效防范和及時處置東海大橋各類突發事件，最大程度地預防和減少各類突發事件對東海大橋造成的損害，提高東海大橋整體應急處置能力，維護大橋有序運營，安全暢通，特別制定應急預案，包括橋梁結構加固措施。

歷年來大橋上因大風發生過集卡側翻，中央隔離門被風吹移位并有部分損壞，防撞墻、鋼護欄、標志牌等多種設施受到不同程度損壞等突發事件，公司立即啟動相關預案，組織人員對受損設施及時進行搶修，確保了設施安全、完好。

5 預防性養護管理的實踐

東海大橋養護過程中特別強調早期預防性養護。根據以往的經驗，大橋投入運營使用后，在行車荷載和各種自然因素的作用下，其損耗隨著時間的推移不斷增加，逐步由量變向質變轉化，最終有可能導致突發性的破壞或者嚴重的病害，從而影響大橋的正常運營。為了保證大橋安全優質的運營狀況，及時開展有針對性的養護措施，就必須準確判斷橋梁結構的內部物理形態。東海大橋的預防性養護是通過對橋梁結構實施健康監測，通過橋梁結構的外在響應，判斷橋梁結構的內部物理形態，從而為預養護提供決策依據。

東海大橋結構健康監測系統工程是東海大橋結構安全運營的重要保證，健康監測系統的運營要保持在一個穩定、可靠的狀態，結構健康監測系統的運營維護報告是對系統運營維護情況的定期總結匯報，報告內容涵蓋系統日常使用、數據維護、日常評估及維護維修的情況。健康監測的主要功能是監測大橋的結構安全及運營狀況,提供大橋定期維修養護所需要的信息,檢驗大橋設計假定和設計參數的可靠性和準確性,為科學研究提供服務。

6 結語

根據東海大橋的預養護經驗，本文認為在我國應該在常規養護的基礎上加強專門養護，同時大力推進橋梁結構健康監測技術，及時掌握橋梁結構的運行狀態；采取預防性養護的手段，保證橋梁結構良好的技術指標，延長橋梁結構的使用壽命；并以健康監測成果指導橋梁新建工程的設計與施工，促使我國的橋梁建設和養護技術再上新臺階。