交通土建結構長壽命安全保障的途徑分析

駱俊彤

[摘要]我國的交通基礎設施已經位于世界規模的前列，但是在多種因素的影響下，交通基礎設施重大結構的安全保障問題越來越值得有關人員深思，筆者就我國交通基礎設施的發展現狀著手，重點分析討論我國交通基礎設施重大結構長壽命安全保障領域存在的主要問題，并針對這些問題提出相應的措施。

[關鍵詞]交通土建結構 長壽命 安全保障

交通基礎設施是社會交通體系的重要組成部分，它是由道路、鐵路、橋梁、隧道、地鐵、機場等部分組成，屬于社會的一筆固定資產，包含著社會公益性、經濟先導性、網絡經濟性、規模經濟性和軍事戰略性等基本屬性。為了實現交通土建結構長壽命的安全保障的目標，必須充分發揮其基礎性。先導性和服務性功能，以便于支撐經濟建設的持續發展、保障人民生活的安穩有序、助力國家安全和社會穩定。近年來，我國交通基礎設施的建設已經取得了顯著成就，與其他工業化國家相比，我國交通基礎建設起步晚、速度快、強度大等特點。一方面，由于基礎設施結構出現自然劣化、養護維修不足的情況，使得部分結構過早出現安全性不足、耐久性降低以及適用性不強的問題，實際使用壽命遠遠低于正常年限。隨著時代的發展，大批I程結構物老化的問題日益嚴重，如何合理使用是目前要面臨的一個重大難題之一。另一方面，高速度和高強度的修建結構會集中到將來既有結構的維修加固上，將會對養護維修、交通運輸和社會生活等方面帶來巨大壓力。因此解決交通土建結構長壽命安全保障工作需要盡快開展，以便提升我國在交通領域上的競爭力和影響力。

一、交通基礎設施的發展現狀

我國交通基礎設施雖然已經進入世界前列，但是由于其存在的問題層出不窮，導致土建結構長壽命安全保障面臨著居多挑戰。例如，交通基礎設施重大結構的設計使用年限與實際使用壽命之間存在著較大差異和不確定性，以橋梁工程為例，特大橋、大橋和重要中橋的設計壽命是100年，中橋、重要小橋的設計壽命為50年，小橋和涵洞的設計壽命為30年，在它們的使用年限內，由于受到外界因素的影響，實際使用壽命會小于設計使用壽命，這樣會極大的威脅橋梁結構的正常、安全使用。除此之外，不同時期的國情和經濟條件也會起到一定的限制作用，新中國剛成立時的大橋，在建設標準和質量方面與現在的橋梁之間存在著巨大的差異，呈現出實際荷載量等級不斷增大的趨勢，原來的橋梁已經無法適應現階段的運輸要求。

隨著社會的不斷發展，一些交通基礎設施重大結構的設計使用壽命將陸續達到年限，就會成為一筆大額的“帶有問題”的固定資產，經濟上是不能承受完全更換的壓力，技術上也難以真正實現。在保證安全使用的情況下，一些結構將會被繼續使用并發揮經濟效益，如何讓這些結構在理論、技術、規范和政策上保證可靠性和安全性的是一個嚴峻的問題，必須及時進行解決。

交通基礎設施重大結構中，安全問題表現的最突出的一面在于，結構長期性退化、材料老化與劣化，比方說在橋梁與隧道方面，公路網中的危橋數量不斷增加，在目前運營的鐵路隧道中，有病害危險的隧道長度占總長的10%。因此，交通基礎設施需要建立合理的安全風險預估和保障機制，讓我國交通業繼續向前發展。

二、交通土建結構長壽命安全的問題

關于交通土建結構長壽命安全保障問題主要設計以下兩方面：一，保證現有的交通基礎設施在預期設計使用壽命內安全可靠服役;二，重大或者重要結構達到或超過設計使用壽命之后，采取一定手段延長使用年限保證安全運營。長壽命安全保障工作是系統性的工程，與政策法規、設計理念、評估與診斷理論、結構維修和加固理論與技術以及材料裝備等密不可分，我們從目前的實踐中總結出幾個主要問題。

（1）已有的設計不能充分考慮結構長壽命系統，相關設計理論和建造方法不成熟。

（2）設計與施工質量存在缺陷以致于對既有結構造成威脅。

（3）我國交通基礎設施存在重建設、輕管養的狀況，既有結構的養護維修不到位或者是系統性不足的問題使得結構的使用壽命縮短。

（4）公路超載現象普遍存在，加劇結構的損傷。

（5）缺乏對于既有重大結構的剩余壽命評估的必要理論基礎。

（6）重大結構達到設計年限后，對其繼續安全服役的可行性理論與方法需要進一步進行評估。

三、交通土建結構長壽命安全保障的相關措施

基于以上問題的發現，要想最大程度的發揮我國存量巨大和資產龐大的交通基礎設施創造經濟的作用，根據交通基礎設施重大結構面臨的挑戰，我國可以開展“交通基礎設施重大結構長壽命安全保障計劃”，以滿足系統工程中的長遠規劃和頂層設計的需求。

（一）安全保障計劃應實現的目標

根據我國具體國情，采取體制創新、機制創新、科技創新和產學研結合的方式，把滿足經濟社會發展和保障人民生命財產安全需求作為目標，將既有基礎設施服務國家經濟發展的潛力充分挖掘出來，實現重大交通基礎設施長壽命安全與綜合造價控制的平衡發展，深度融合基礎設施建設、信息化與工業化三方面內容，全面推廣綠色制造，保障基礎設施的安全性、適用性、可靠性和長壽性。在此項計劃的實施中，我們可以通過達到以下幾個目標：一，建立所有交通基礎設施的長壽命安全保障標準化計劃并加以落實;二，建立重大結構長壽命安全保障領域的產業體系;三，結合大數據、云計算等技術檢查、檢測、評估、修補或者加固處理交通基礎設施;其四，降低重大結構在使用年限之內發生事故的可能性。

（二）安全保障計劃的戰略任務和重點

建立基于信息技術與大數據的大型工程結構數據庫，監管勘察、規劃、設計、建造、運營維護和管理的全壽命信息檔案是該計劃的首要工作之一。在現代傳感技術、信息技術、結構評估技術的大型結構健康監測與安全控制體系的結合應用之下，推進大型工程結構的現代傳感與監測儀器裝備的研發和產業化進程。對于那些自然災害破壞的大型結構，應該及時建設搶建與裝備研發的應急救援組織管理體系，從而加大基礎設施的養護維修能力。

四、總結

交通基礎設施是構成社會固定資產的重要部分，在國民經濟建設中起著非常重要的作用。既有交通基礎設施重大結構在使用年限內存在著不同程度的安全隱患，結構老化和性能退化的現象頻頻發生，大批重大結構將會陸續達到設計壽命。我國交通仍處于一個快速發展的時期，如果不能及時解決上述問題，那么長壽命安全保障問題就會越來越嚴重，產生的后果也將不堪設想。因此“交通基礎設施重大結構長壽命安全保障計劃”的實施對于保障我國交通的可持續發展有著不容小覷的作用，不僅為國民經濟建設服務，同時也造福于人民。