養好一座“百年大橋”
——江陰長江公路大橋20年高質量養護管理紀實

文 供圖

“國家工程”“中國大陸懸索橋首次跨徑突破千米”“世界第四大懸索橋”……1999年9月28日，江陰長江公路大橋竣工通車。隨著大橋轉入養護運營期，前期締造的所有榮耀在這一刻全部“歸零”。江陰大橋重新出發，這一程的目標清晰而明確——養好一座“百年大橋”。

地處長江下游的江蘇被這條母親河劃分為蘇南和蘇北，過江通道的建設和運營，成為江蘇促進社會交流和經濟發展的重要紐帶。

20年來，江陰大橋作為江蘇省跨越長江的第二通道，日均通行量從開通之初的1.4萬輛增長至現在的9.8萬輛，大橋的最高峰流量達到16.09萬輛，貨車通行量占比達22%，累計通行車輛已超過3.5億輛。從重載到節假日和特殊天氣下的保暢，江陰大橋的養護壓力隨著橋齡的增長而大幅度增加。

20年來，作為中國大陸的首座跨徑超千米鋼箱梁懸索橋，江陰大橋的養護在無可借鑒、無可參考的空白中摸索前行，創新驅動，行穩致遠。

20年來，國內尚沒有形成特大型橋梁的狀態評估體系，7000多個日夜，江陰大橋管養者沿著問題發現、科學研究、實踐驗證的路徑，記錄、梳理、總結，用數據和實踐譜寫“藍皮書”，成系統地傳承養護方案和模式，推動著國內長大橋梁養護水平提升。

20年來，江陰大橋從建成時國內橋梁跨徑第一，到2016年國省干線公路網重點橋梁監測排名第一，實現了從規模到質量的躍進?！敖庰B護”成為高質量養護的代名詞。

用心護橋

在江陰大橋20年的服役期間，江蘇揚子大橋股份有限公司（簡稱“揚子公司”）作為養護與管理主體，經歷了從被動到預防，再到精細化的遞進式養護。

通車后一段時間內，江陰大橋側重解決初期病害，如錨室、主纜和吊索等滲水處理，鋼橋面鋪裝層改造，伸縮縫更換等。根據每年監測結果，江陰大橋的南北塔均沒有發生沉降位移，南錨未發生沉降，北錨的位移總量為11毫米。在對主要結構部件開展日常性養護的基礎上，不放過任何一個“養護死角”：為了保證鋼箱梁順橋向正?；疲髁汉椭魉g預留了間隙，這也導致垃圾、雨水等在下橫梁平臺堆積，除了污染環境，還影響了對豎向支座、伸縮縫、阻尼器的檢查和維護。揚子公司從細節和長遠考量，實施了精細化改造：增設伸縮縫檢查平臺、支座防塵罩、電纜托架、梁塔間隙可移動蓋板，還鋪設了平臺地面環氧地坪?！跋裱b修我們自己家的房子一樣養護我們的路橋，像關心我們的家人一樣關心我們的路橋?！睆倪\營初期開始，揚子公司秉持的養護理念就是路橋如人，路橋有心。在他們眼中，養護對象不分大小，一切從細節出發，精益求精。

江陰大橋累計過橋流量

2014年，江陰大橋進行了全橋結構狀態檢測工作。

2014年，江陰大橋開展了國內首座既有懸索橋增設主纜除濕系統工程。

2018年，江陰大橋開展了長吊索更換工程。

江陰大橋的部分技術成果達到了國內或國際領先水平，榮獲了包括國家科技進步獎、中國公路學會科學技術獎在內的多項省部級獎項。

針對長期服役構件可能會產生的問題，揚子公司變被動為主動，開展前瞻性養護工作，通過前期科學而及時的養護，有效提升構件的耐久性。比如，主橋面鋪裝層2004年開展系列不同結構形式和材料的實橋試驗、主纜2006年開展防護系統改造、主塔2007年開展涂裝預防性養護，鋼箱梁2011年開展了涵蓋檢查、評定和修復疲勞裂紋的成套處理技術研究，吊索2012年開展新型軸套研發并對52根短吊索進行了更換等。其中，在短吊索更換過程中，形成了成熟的“單吊點”施工工藝，但是由于長吊索的特殊性，若采用同樣的更換技術，在松弛同樣索力的情況下，將會導致更大的應力場變化，損傷主纜和主梁，從而影響結構安全。吊索的設計使用壽命一般為20年，為了應對可能出現的應急維修問題及確定吊索剩余使用壽命，揚子公司利用一年時間，為提前更換長吊索開展了一系列項目攻關工作，最終在每個箱梁耳板只有一個預留孔的情況下，確定以“五吊點”的施工方式進行長吊索更換。在正式更換之前，根據計算結果提前進行鋼箱梁耳板孔承載力試驗，在確認安全的情況下，2018年19#長吊索在服役19年時順利完成更換。更換下來的吊索成為珍貴的研究試樣，開展了索體解剖、吊索疲勞試驗、靜載試驗、鋼絲松弛試驗等一系列研究，研究結果顯示：在經過200萬次循環加載疲勞試驗后，斷絲數量在設計允許范圍內；靜載試驗時未有斷絲現象發生，吊索鑄體及錨具無異常。實際試驗證明在經過近20年使用后吊索狀況依然良好，在做好有效防水的情況下，吊索設計使用壽命可以適量延長。

江陰大橋在鋼箱梁疲勞監測檢測中，采用了現場氣動沖擊維養新技術。

江陰大橋養護經驗集結成多部專業圖書和報告，填補行業空白，為行業提供參考。

2014年，為了提前掌握江陰大橋在流量大、重載比例高的情況下結構狀態是否良好，揚子公司開展了國內首次全面深入的全橋結構狀態檢測工作，荷載試驗結果顯示大橋應變、主纜、主梁等關鍵測點校驗系數小于1.0，結構承載能力滿足設計要求，主橋結構整體受力處于良好狀況。全橋檢測工作也成為國內同類橋梁整體結構狀態檢查的范本。

在被動性養護和預防性養護的積累下，揚子公司通過制度、指南、手冊等手段，規范相關養護技術實施方案和工藝流程，不斷完善相關制度和管理體系，開展鋼箱梁、鋼橋面鋪裝、主纜、“BIM+”等30余項課題的前瞻性研究，實施了重要構件的精細化改造，部分構件養護實現“易達、易檢、易修”，并為后期養護提供必要技術儲備。經過20年的積極探索和實踐，江陰大橋關鍵構件的常見病害已經得到成功可靠處理，形成了成套的“檢查-維修”技術，包括各個構件的檢查周期、重點及維修方法。在實踐基礎上，揚子公司養護工作也與時俱進，分別于2000年、2004年、2008年和2015年適時修訂了作為養護“憲法”的《維修手冊》，為“百年大橋”鑄就結實的基礎。

大橋關鍵構件性能對比

環氧樹脂粘層油拌和

江陰大橋鋼橋面鋪裝環氧樹脂粘層油涂刷現場

江陰大橋在鋼橋面鋪裝過程中為兼顧大交通量，封閉單個車道施工。

應用在江陰大橋上的多種養護手段均屬首次在我國成功實施，也為今后我國大跨橋梁養護新技術的探索和應用開創了先河。其中，開纜檢查技術、既有懸索橋增設主纜除濕系統方法、鋼橋面鋪裝結構體系、鋼箱梁焊縫維修新技術、吊索更換工藝等相關技術的成功應用，均在江陰大橋養護歷程中具有重大意義，不僅有效保證了大橋結構的安全性，也為同類型橋梁養護工作的開展提供了有益借鑒。

用數據護橋

從20世紀90年代開始，隨著鋼橋的大量建設，全行業對鋼橋面鋪裝技術的關注和重視程度與日俱增。但對隨之而來的鋼橋面鋪裝病害檢測與養護維修技術的探索和研究相對較為匱乏，在光照、雨水等嚴峻自然環境及車輛重復荷載的共同作用下，大部分鋼橋在運營一段時間后，橋面會出現不同程度病害，由于缺乏檢測維修，輕微病害逐漸演變為坑槽和脫層等，嚴重影響通車安全和舒適。

從1999年至今，江陰大橋采用過3種鋪裝模式、7種主要鋪裝結構形式的鋼橋面鋪裝方案，積累了寶貴的鋪裝養護數據。從1999年至2003年，大橋的鋼橋面鋪裝借鑒英國經驗，采用瀝青瑪蹄脂混凝土（澆筑式瀝青混凝土），但在投入使用后不久便出現開裂和車轍等病害。于是，在2004年至2005年，江陰大橋在國際上沒有相關經驗可考的情況下，開展了6種方案、13個區段的實橋試驗，在原有方案的基礎上，試驗了不同組合、不同厚度、不同形式的鋪裝。對4條車道5厘米的上層澆筑式瀝青混凝土進行銑刨，鋪筑環氧瀝青混凝土，其中，3條車道采用溫拌環氧瀝青混凝土，1條車道采用熱拌環氧瀝青混凝土。最終，“下層澆筑+上層環氧”的結構形式成為該階段的最佳解決方案。“上下異質”的鋪裝模式有效改善了高溫車轍病害，但是，由于澆筑和環氧的施工工藝、設備、材料完全不同，造成設備增加、工序增多、工期延長等不利因素。于是，2011年，江陰大橋主橋面大中修逐步采用了雙層熱拌環氧瀝青混凝土。迄今為止，大橋服役狀態良好。

在這一背景下，江陰大橋于2017年通車18年之際，啟動了基于17年大數據的鋼橋面鋪裝養護研究工作，立足數據統計研究及實橋養護效果評價，形成了適用于大跨懸索鋼橋的新型鋪裝結構、大交通量條件下鋼橋面鋪裝大中修復技術和日常養護技術，還編制出版了《江陰長江公路大橋鋼橋面鋪裝養護報告（1999年—2017年）》，此書填補了國內鋼橋面鋪裝養護指導文獻的空白，也在國內首次開創了養護領域的“藍皮書”制度。

江陰大橋通車以來的3種鋼橋面鋪裝結構形式圖解

BIM管養系統中的江陰大橋主體結構截圖

基于BIM技術的江陰大橋管養系統截圖

一系列研究成果為江陰大橋自身標準規范化養護管理的提升提供了依據，促進了國內鋼橋面鋪裝養護實現由經驗處置到科學維養的轉型，更重要的是在國內逐步形成有成套技術可循、有指導文獻可查的良性發展環境，為在建和規劃建設的大跨徑鋼箱梁橋面鋪裝體系發揮系統而有效的指導作用。

用智慧護橋

在管養過程中，江陰大橋在橋梁檢查檢測、養護維修工程、探索性和前瞻性科研項目，以及健康監測和數據中心等信息化建設方面，積累了大量數據，囊括了養護運營管理諸多方面，包含了橋梁管養的編碼信息等?，F在，江陰大橋的管理者們借助于現代信息化技術，在江陰大橋信息化、智能化、智慧化的道路上不斷探索與實踐，逐步形成了目前“一個中心、多個平臺”的體系，開拓應用三維技術和BIM技術等。

累計性損傷預測

“一個中心”即江陰大橋數據中心。數據中心與現有的各個平臺對接，進行數據的采集、交換、處理和分析。數據中心有流量、收費、事件和工程維護等8個主題，并具有形成各類報表、報告的功能，是揚子公司進行整體科學決策的支撐平臺。

“多個平臺”包括了生產調度指揮平臺、運維管理平臺、結構健康監測平臺和橋梁養護管理平臺等。其中，生產調度指揮平臺主要是對江陰大橋監控中心現有監控系統的整合，開發排障、養護的車載和單兵系統，提高江陰大橋指揮調度中心的信息化程度，同時通過資源共享，實現與排障大隊、養護大隊及收費運營系統聯動；運維管理平臺是對揚子公司現有內外場軟硬件設施的運行狀態進行監控、記錄、存儲、告警和展示，同時包括資產管理、備品備件管理和設施故障處理流程的規范化等功能，實現了設備監控和維護的系統化管理，并與現行的電子辦公環境、業務處理流程相融合。

在搭建信息化養護管理平臺的基礎上，2014年，揚子公司研發了全景可視化三維養護管理系統，將大橋歷年的檢測數據進行了錄入，并針對鋼箱梁、橋面鋪裝、伸縮縫等易損結構，自動進行多維度的統計，為日后橋梁養護管理決策提供依據。

2018年，揚子公司開始建立基于BIM技術的江陰大橋橋梁養護管理系統，充分利用BIM可觀、直觀、數據互通互聯等優點，將路橋管養信息存儲在BIM模型中，將大橋的養護歷史、監測數據、特色維護工程等全面、直觀地進行展示，對推動跨江大橋的智慧化管養具有重大意義?，F在，揚子公司還將健康監測、車輛流量、車輛荷載等數據融入BIM模型，充分利用“BIM+”概念，真正意義上完成“數字大橋”的建設，最終趨近“智慧大橋”。

江陰大橋養護運營大事記

2000年9月

編制江陰大橋首部養護專業手冊《江陰長江公路大橋維護手冊》（第一版），開啟了江陰大橋規范化養護的序幕。

2003年4月

針對南錨碇屋面伸縮縫、螺絲孔、山墻等部位產生滲水現象，采用LZ建筑結構膠、PU4改性聚氨脂灌漿材料、EA改性環氧灌漿材料進行了封縫灌漿處理，滲水問題得到有效解決，至今狀況良好。

2003年9月

進行首次主橋面大修并開展實橋鋪裝試驗段，對原澆注式瀝青混凝土配合比微調后進行全部車道大修，并進行6種方案的實橋對比試驗。

2003年12月

江蘇省實施公路載貨汽車計重收費儀式在江陰大橋收費站舉行，揚子公司在江蘇省內率先開展計重收費實踐。

2004年1月

大橋收費站全面開始超限治理，利用計重收費系統，對發現的嚴重超載、超限車輛全面實施分流。

2004年10月

首次采用“下層澆注+上層溫拌環氧”鋪裝模式，在原有澆注式瀝青混凝土的基礎上銑刨30毫米至35毫米，加鋪溫拌環氧瀝青混凝土。

2005年1月

改造主纜防護系統，解決主纜滲水問題。

2005年3月

健康監測系統第一次升級改造，改造后的系統增設了光纖應變測試系統和GPS位移測試系統，能夠實現對大橋主梁內力、主梁線形和橋塔位移的長期在線監測與管理。

2006年9月

開展主塔涂裝預防性養護，提升外表面混凝土的耐久性。

2008年10月

通車運營9年，江陰大橋累計車流量突破1億輛，年均日交通量超4萬輛。

2009年3月

開展鋼箱梁外表面防腐涂層養護，提高結構耐久性。

2009年6月

首次進行吊索更換，解決短吊索軸套磨損問題。

2009年12月

大橋收費站主線東西兩側啟用ETC專用車道，無需再“人工”收費。

2011年5月

首次發現鋼箱梁焊縫疲勞裂紋，全面啟動疲勞裂紋維修工作。

2013年9月

通車運營14年，江陰大橋累計車流量突破2億輛，年均日交通量超6.4萬輛，首次超過設計日均車流量。

2013年11月

在國內首次進行了主纜開纜檢查，掌握主纜銹蝕狀況，為針對性的主纜防護提供了重要依據。

2014年3月

開展全橋結構檢測及狀態評估，對大橋主纜、主梁、主塔、吊索等關鍵受力部件的實際工作狀況進行檢測評估，歷時9個月。結果表明大橋主體和附屬結構均未見結構性病害，主橋整體技術狀況良好。

2014年7月

開展全封閉式的全橋荷載試驗，掌握全橋結構整體狀況。

2014年12月

首次增設主纜除濕系統，解決主纜內部鋼絲銹蝕。

2016年9月

首次開展跨江大橋夜間施工，解決白天交通量大、養護難的問題。

2017年6月

出版《江陰長江大橋鋼橋面鋪裝養護維修技術》專著，將17年來江陰大橋鋼橋面鋪裝養護方面的科研、教學和工廠應用進行了提煉總結。

2017年10月

通車運營18年，江陰大橋累計車流量突破3億輛，年均日交通量突破8.5萬輛。

2018年3月

充分利用BIM技術在工程信息化管理方面的優勢，開展“BIM+”技術研究，首次圍繞BIM技術與養護技術開展了探索和實踐。

2018年4月

首次進行長吊索更換，形成了成套的長吊索更換技術。

2018年7月

首次出版“江陰大橋養護藍皮書”，分別編制了《江陰長江公路大橋鋼箱梁養護報告（1999年-2017年）》和《江陰長江公路大橋鋼橋面鋪裝養護報告（1999年-2017年）》的系列藍皮書，開啟大橋養護藍皮書制度。

2018年12月

大橋主線收費站撤站。

2019年2月

首次在大流量情況下啟用應急車道作為分流手段。