城市橋梁管理養護中長期規劃的制定

吳立鋒

（溫州設計集團有限公司，浙江 溫州 325000）

0 引言

為防止橋梁事故發生，確保橋梁安全運行，建設部頒布了《城市橋梁檢測和養護維修管理辦法》（第118號令），其中第十條規定：縣級以上城市人民政府市政工程設施行政主管部門應當編制城市橋梁養護維修的中長期規劃和年度計劃，報城市人民政府批準后實施。

橋梁是城市基礎設施不可或缺的組成部分，加強管養勢在必行。針對溫州市主城區橋梁的現狀，如何消除早期建造橋梁的安全隱患，如何對近期建造的橋梁進行科學規范管理，如何為今后的城市橋梁管養提供指導，是亟待解決的課題。

1 國外先進橋梁管養經驗

規范和完善橋梁管養技術是國際橋梁管理發展的趨勢，對提高橋梁管理現代化、信息化和科學化水平具有重要意義。美國等發達國家橋梁管養技術已達到了相當高的水平，并得到了較好的應用。

1.1 美國橋梁管養情況

美國聯邦公路總局（FHWA）在1988年開發了國家橋梁檔案數據庫，該數據庫為橋梁管理系統（DBMS）的雛形。美國各州在FHWA的認可下，相繼開發了各自的橋梁數據采集系統軟件，擁有了地區級的BMS。但為了合理的分配資金，必須有一套標準化的管理系統—由FHWA投資，CSAOO公司為顧問，加利福尼亞等州交通局參與開發的POINTS橋梁管理系統應運而生，該系統運用動態整數規劃法、概率條件狀態劣化模型等手段處理橋梁數據，為預測橋梁未來管理和改建需要而服務。目前，POINTS由美國州際公路與運輸協會（AASHTO）管理，并移交給40個州的交通局使用。FHWA目前正著手研究橋梁資產管理系統，其中與本規劃制定可借鑒的內容包括以下4點：

（1）橋梁主要因素的檢查和狀態評價研究，建立AASHTO的評價手冊；

（2）如何評價和利用橋梁檢測數據并分配資金的方法研究；

（3）對數據庫設計、模型建立等橋梁管理支持系統的研究；

（4）生命周期費用的研究（后用橋梁分檔資料來評估橋梁結構的剩余壽命）。

1.2 日本橋梁管養情況

日本全國橋梁數目已超過65萬座，日本建設省土木研究所于1988年公布橋梁檢測手冊，統一全國橋梁的檢查標準、檢測周期，并制定檢測結果的標準處理事項等規定。自1990年起發展出一套應用于計算機的橋梁檢測資料系統，稱為MICHI，可將全國所有的橋梁的檢查結果均儲存于計算機的數據庫中，再根據橋梁各種損傷形態、各構件健全度而評定其損害等級。依據MICHI的橋梁基本資料又開發了以橋梁生命周期修補管理為導向的橋梁管理系統（BMS），以支持橋梁整個生命周期的資料交換與管理作業。日本第一版的BMS于1995年完成，此系統優點之一為可逐年更新橋梁的實際檢測資料，以簡化橋梁檢測與維修的準備工作，同時借由互聯網的溝通，簡化資料的傳送。

2 啟示

根據發達國家橋梁管養實踐經驗，當前橋梁管養有以下兩個方面應引起我們的高度重視：

（1）主動化管理模式

無論是預養護模式，還是全壽命維修加固，都非常注重橋梁管養的主動性。通過預養護能使養護成本最小化，養護效益最大化，而全壽命維修加固則能從全壽命造價基礎上提供維修加固決策。因此，主動化管理模式是橋梁管理養護發展趨勢，通過該方法完善溫州市橋梁管養的長效機制，保障橋梁使用安全，延長橋梁使用壽命，全面提高溫州市橋梁整體服務水平。

（2）信息化管理理念

橋梁在線監測是當今世界橋梁健康養護的發展要求。溫州市橋梁的運行階段急需一套長期有效的監測系統，使橋梁管養部門能根據該橋的實際使用情況進行更加有效的養護、維修和加固。在監測評估的基礎上，合理有效地安排橋梁的養護、加固經費，把養護資金發揮最大效益并保證橋梁的運行質量。

3 規劃目標與任務

總目標：通過近、中遠期管理養護規劃，構筑系統的管理養護組織，形成完善的健康養護模式，建立科學的檢測評估分析體系，實現主動化管理養護模式和信息化在線檢測和數字管養系統，確保橋梁安全運行。

3.1 近期目標與任務：2016～2017年

（1）對溫州市轄城市橋梁的設施量進一步詳實統計；（2）增配或引進城市橋梁管養專職人員，并進行定期培訓；（3）按照《城市橋梁養護技術規范》（CJJ99-2003）對橋梁建立和完善“一橋一卡”檔案資料；（4）檔案實現信息化管理，完成浙江省橋梁管理系統中橋梁信息錄入；（5）設立限載標志標牌；（6）明確養護責任單位（人）和監管單位（人），制定橋梁安全事故責任追究制度；（7）優先安排對技術狀況不夠理想的橋梁進行專業檢測，完善此類橋梁的資料及掌握此類橋梁的技術狀況；（8）對現狀調查問題比較突出的橋梁進行加固、維修及改造，初步建立橋梁安全評估體系和加固、維修、改造決策體系；（9）完成溫州市管重大橋梁健康監測與在線預警系統的框架設計。

3.2 中期目標與任務：2018～2022年

（1）實現對所有的轄區橋梁進行專業檢測評定，對所有橋梁的實際技術狀況進行掌控，進一步完善橋梁健康狀況檔案庫；（2）建立完善的橋梁養護人員培訓和考核制度；（3）編制城市橋梁應急響應預案和應急搶險預案；（4）實現完備的橋梁管養體系，橋梁養護全面實施預防性養護和智能化監管；（5）完善橋梁狀況評估模型，使橋梁檢測工作真正實現程序化、制度化、規范化及信息化；（6）根據評估和決策體系對未來年可能存在問題的橋梁進行全面的加固、維修及改造；（7）完善橋梁檢測、維修加固等招投標市場，建立準入和退出機制；（8）完成溫州市管重大橋梁健康監測與在線預警系統的網絡通訊平臺及軟件開發平臺建設，編制超重車輛過橋預案，選取典型橋梁、代表性項目進行在線監測，并對橋梁結構的評估模型進行探索，開發數據庫管理軟件。

3.3 遠期目標與任務：2023～2032年

（1）建立橋梁的綜合評估模型，使橋梁評估工作科學化、自動化；（2）建立橋梁結構安全性能及剩余壽命評估體系，綜合考慮確定和不確定因素綜合對橋梁結構安全性能及其剩余壽命作出評估；（3）改進、完善橋梁健康監測與在線預警系統的網絡通訊及軟件開發平臺，全面建立溫州市重大橋梁的健康監測和在線預警系統，對橋梁結構的監測傳感器進行補充與更新，建立橋梁結構的損傷識別與決策控制系統；（4）開展超重車輛對橋梁性能及其使用壽命影響的分析工作，建立全面系統的超重車輛過橋監測系統；（5）基于不同的管理目標，構建相應的評估、預測與決策模型，確保相關政策和措施的有效性。

4 橋梁現狀調研

4.1 橋梁設施現狀

溫州城區水網密集，橋梁星羅棋布，其結構類型及橋梁長度、寬度等特征敘述如下：（1）多以梁橋為主，在已經調查的橋梁中占比98.4%；（2）橋梁長度差距較大，最短的橋梁不到10m，最長的東甌大橋達到5173m。總體來說以100m以內的短橋梁為主，占64%，其中長度30m以下橋梁占據16%，30～100m占48%。此外100～500m橋梁占22%，大于500m的僅占14%，橋梁平均長度為305m；（3）橋梁寬度相對較寬，其中以20～40m橋梁居多，占總數的70%，其次為20m以下及40～60m，分別占25%、24%。60m以上僅占1%，平均寬度34.1m。

4.2 橋梁運行情況

（1）橋梁以II類養護為主，占總橋梁數的59%；I類養護占13%；III類養護占28%；（2）橋梁運行狀態總體較好，其中完好占44%，良好占51%，合格占3%，不合格占2%。

4.3 運行情況總體評價

溫州城區各橋梁技術狀況差異較大，對其總體評價如下：（1）橋梁結構的適用性能需提高；（2）橋梁承載能力需進一步確定；（3）橋梁結構的耐久性值得關注；（4）交通量增加及超載促使橋梁病害頻繁發生；（5）建造年代比較久遠的橋梁病害情況比較嚴重。

4.4 橋梁管養情況

根據溫政辦【2013】124號文件要求，市級城市橋梁管養部門負責市管城市橋梁管養，經費由市級財政承擔；區（功能區）級城市橋梁管養部門負責區管城市橋梁管養，經費由區級財政承擔；街道（鎮）負責屬地職責范圍內的城市橋梁管養，經費由區級財政承擔；單位自建的用于專業用途的橋梁由自建單位負責管養，符合條件的也可委托屬地城市橋梁管養單位進行管養，經費由自建單位承擔；已使用未移交的城市橋梁由建設單位負責管養。

溫州市市政管理處負責市級橋梁的養護管理，包括日常巡檢、維修管理、檔案管理等，對于巡查中發現的問題，不涉及結構問題的，直接委托施工方進行維修；涉及結構問題的，委托設計單位編制維修加固方案，通過招標選擇施工方。

近5年來，市本級橋梁管養每年均有一定專項資金用于橋梁檢測。橋梁加固維修則根據實際需求安排專項資金，其資金與道路日常維修統籌安排。

5 中長期規劃的制定

5.1 基本組織模式

主要包括橋梁管養體制建設、“一橋一檔”建立及信息化管理、檢測評估、日常養護和加固維修、在線檢測與安全預警、超重車輛過橋的數字化管理等六個方面。

5.2 高效的政府監管機制

建設部2002年12月印發的《關于加快市政公用行業市場化進程的意見》，第一次明確提出了打破行業壟斷，全方位開放市政公用事業市場。明確提出了市政公用事業主管部門要實現三個轉變：即從直接管理轉變為宏觀管理，從管行業轉變為管市場，從對企業負責轉變為對公眾負責。因此各方要積極探索，逐步推進和完善城市橋梁管養市場化。

5.3 信息化的橋梁基本資料管理

根據項目調查資料，市內橋梁均已建立《橋梁資料卡》，包括養護單位名稱，結構類型，跨徑組合、橋梁長度、寬度、面積，主梁形式、尺寸、數量，欄桿總長、結構，橋臺形式及臺帽尺寸等基礎性數據。但缺乏建設、設計、施工、監理位等關鍵建設數據；橋梁標高，主橋橫坡、縱坡，造價等關鍵性結構參數以及橋墩及橋臺的相應數據。因此，基于溫州市橋梁的現狀，近期及中長期橋梁基本資料管理的工作見表1。

表1 溫州市城市橋梁基本資料管理規劃

5.4 科學的檢測評估分析

根據現狀橋梁調查資料，采用定性分析和定量計算相結合的辦法，對各類橋梁檢測評估的具體需求進行分析，確定各類橋梁檢測評估的周期，再根據該周期給出各橋梁檢測評估工作的安排。

根據《城市橋梁養護技術規范》（CJJ99-2003），常規定期檢測應每年一次，并可根據城市橋梁實際運行狀況和結構類型、周邊環境等適當增加檢測次數。結構定期檢測應在規定的時間間隔進行，I類養護的城市橋梁宜為1～2a，關鍵部位可設儀器監控測試；II～V類養護的城市橋梁間隔宜為6～10a。另外，必要時進行荷載試驗和分析評估。依據規范并綜合考慮溫州市具體情況及未來橋梁建設和社會經濟發展等方面的要求制定評估周期，見表2。

從安全性、結構性及適用性等角度，對檢測評估工作按表3執行。

5.5 主動性的日常養護及維修加固

橋梁維護工作應按“預防為主，防治結合”的原則，加強橋梁的日常養護、預防性養護及維護管理工作，特別是橋面日常保養及排水系統的清理工作，以及結構裂縫及缺陷的及時處治，預防橋梁病害發生和進一步擴大，是關系橋梁安全使用的重要保證。

表2 不同類型橋梁結構的評定周期 a

表3 溫州市管轄橋梁檢測評估規劃

根據預養護的技術理念，即“在最佳的時間對合適的橋梁結構狀態采取有效的措施”，在進行預養護對策選擇之前，必須判斷原橋梁狀況是否適合預養護。預養護對策的選擇是個很復雜的過程，需要綜合考慮多種因素，可分三步進行，分別考慮技術、經濟和工程因素，見表4、表5。

表4 溫州市城市橋梁日常養護和預養護工作進度安排

表5 溫州市城市橋梁日常養護及維修加固規劃

5.6 高效的在線監測與安全預警系統

該系統的建設除同傳統的橋梁結構理論有關外，還將涉及到電子、傳感、通訊、信號處理、計算機等多個學科的理論與方法，是廣泛交叉與深度綜合的新技術，見表6。

表6 溫州市主干道橋梁在線監測與安全預警系統規劃

5.7 完善的超重車輛過橋監測系統

考慮溫州市的特點并結合日常工作，進行數字化超重車輛過橋監測系統的需求分析，建立超重車輛過橋監測系統構架；其次是通過數據分析、技術現狀和性能評估方法的研究，建立評價體系；再次對橋梁結構剩余壽命預測分析、建立橋梁剩余壽命預測模型，并對橋梁維修及性能改善的費用作出合理估算；從而逐步實現溫州市超重車輛過橋監測系統的數字化管理，見表7。

表7 溫州市超重車輛過橋監測系統規劃

5.8 完備的橋梁管理養護設備配置與養護基地

橋梁的常規定期檢測宜以目測為主，并應配備如照相機、裂縫觀測儀、探查工具及現場的輔助器材與設備等必要的量測儀器。

養護基地主要保證橋梁養護器械與材料處于良好待命狀態。因此，橋梁養護基地規劃的合理性，容納、周轉和維修保養能力的強弱，設施和裝備的現代化水平，是體現城市橋梁養護系統整體發展水平的重要標志。因此對于溫州，在近中期應盡早在的特大型橋梁（橋長不小于500m，單跨跨徑不小于100m）、特殊結構體系橋梁（如斜拉橋、懸索橋、組合體系拱橋等）以及建筑面積超過5.0萬m2的大型立交橋和高架的附近建立橋梁管理養護基地或專用房。

5.9 合適的隊伍建設

溫州市轄橋梁數量多，規模大小不一，橋梁管養工作難度大、工作面較為分散。從目前普查情況看，城市橋梁安全狀況不容樂觀，亟需完善管養機構設置，充實管養隊伍，以加強城市橋梁管養工作，保障城市橋梁運行安全。

目前國家及浙江省內均尚未出臺有關城市橋梁管養專業人才配置要求的規定。參照福建省工程建設地方標準《城市橋梁養護管理機構設置及專業技術人員、設備配置標準》（DBJ/T 13-153-2012），通過以下四個途徑來提高橋梁維護管理的業務水平：

（1）實行崗位輪訓、集訓的方式，分期分批送到高校學習深造，系統學習橋梁理論知識；（2）聘請既有較高理論水平又有豐富實踐經驗的橋梁專家到溫州講授橋梁的基本理論知識，介紹國內外橋梁管養的動態發展，了解當前和今后一段時期內橋梁管養工作的首要內容及各種先進技術的應用；（3）每年有計劃地組織開展橋梁管養現場交流活動，請經驗豐富的橋梁工程師現身說法，汲取新知識，積累實踐經驗；（4）開展崗位練兵，技術比武等活動提高業務知識，管理經驗。

6 結語

城市橋梁管理養護中長期規劃的實施，一方面規范養護流程，提高養護質量控制，優化養護資源調配，另一方面，通過建立健全橋梁在線監測和數字化、網絡化的管養系統，加強行政效能和快速反應能力，減少各類事故和病害可能造成的人員、財產和經濟損失，消除橋梁安全隱患，確保橋梁安全運行，體現出巨大的經濟效益和社會效益。