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发表于2020-01-11 10:26:38
      

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www.hgw5999.com,8月14日,意大利热那亚莫兰迪公路桥发生垮塌事故,截至21日,事故已造成至少43人死亡,附近600多名居民被迫撤离。受大桥垮塌事故影响,热那亚和意大利西北部地区及其通往法国的交通网络受到严重影响。

惨剧的发生,引起了全世界对桥梁健康与安全的重视。如何保证桥梁能够“高寿”运营?针对这一问题,本报采访了中铁大桥科学研究院院长、桥梁结构健康与安全国家重点实验室执行主任田启贤。同时,选取了桥梁数量较多的江苏、浙江、湖北、贵州、重庆5省(市),分享其保障桥梁运营安全的经验。

田启贤:大桥垮塌谁之过?

莫兰迪桥是欧洲首座钢筋混凝土斜拉桥,完工于1967年,该桥为三塔预应力混凝土斜拉桥,桥长1102米,塔高100.2米,桥梁跨越河流、铁路和工业厂房。针对事故原因,意大利已成立事故委员会展开调查,目前还未得出确切结论。

田启贤分析说,从目前得到的情况来看,造成大桥垮塌的一种可能原因是挂孔处结构破坏,该桥是一座混凝土斜拉桥,这个桥是带挂孔的,这种结构本身比较脆弱,挂孔和牛腿的拐角位置因应力集中极容易出现混凝土裂缝、渗水,进而腐蚀钢筋,且难以被发现;如果开裂和腐蚀不能及时被发现,不能得到有效的修复,时间一长就会产生断裂并掉落。同时,如挂孔掉落,对相连的斜拉桥部分来说是一个骤然减载,将导致斜拉桥的梁往上弹,对斜拉桥边垮部分产生一个向上的巨大冲击,引起该边垮主梁产生巨大的向上位移,进而导致该边垮所在的梁的索塔结构体系彻底破坏!

造成大桥垮塌的另外一种可能原因是斜拉索受到腐蚀。田启贤认为,因为该桥斜拉索是包裹在混凝土里面的,而混凝土是一种脆性材料,在施工阶段和运营阶段均很容易出现裂缝、渗水,进而腐蚀拉索,从而导致大桥垮塌。目前,该桥斜拉索在混凝土里面是否受到腐蚀还不清楚。通过分析近两年发生的事故来看,这也是有可能导致事故发生的原因。

英国著名杂志《经济学人》分析称,莫兰迪大桥采取了用混凝土包裹钢筋的方式来完成加固,但这种方式具有天然弱点,混凝土的微小裂缝可能受到天气、车辆通行振动、地基移动等影响,裂缝随后会导致水跟钢筋接触,从而腐蚀钢筋,最后会大大削弱这种建造结构的加固作用。钢筋混凝土建筑材料存在不可忽视的安全隐患。早在1979年,莫兰迪大桥的设计师里卡尔多·莫兰迪就撰写报告指出,大桥因靠近海洋易遭腐蚀性气流影响,所以必须坚持对它进行维护以避免其生锈,否则它的腐蚀性风险非常高。最后事实证明,对莫兰迪桥后期的养护及维修显然是不够的。

对大桥实施全过程监管很重要

近年来一些桥梁在施工、运营过程中发生不同程度的破坏,轻则开裂,重则垮塌,特别是桥梁倒塌,带来了灾难性的后果和民众恐慌。

如何科学预防桥梁垮塌事故的发生?田启贤认为,首先在桥梁设计之初,就要采用合适的结构形式,不仅要考虑其稳定性,更要考虑耐久性和维护性能。例如垮塌的莫兰迪桥,这种混凝土斜拉桥带挂孔的结构是比较脆弱的,当出现问题后,其检查、维修以及养护均比较困难。比如隐蔽处的混凝土裂缝、包裹在混凝土里面的钢筋应力损失和锈蚀程度等,想检查出来都是非常困难的。对这种结构而言,如果是在养护和管理方面不到位,就会有可能产生非常大的问题。同时,设计者也要把材料耐久性能以及力学性能充分考虑进来,多采用高性能材料,确保桥梁在使用过程中具有很好的安全稳定性。

不仅桥梁设计方面要做好功课,桥梁的建设、养护和运营等方面都需要采取有效措施。田启贤认为,首先必须要加强施工过程的监控和管理,从施工方案的选择上必须确保安全性及可行性,对于施工质量的监控要加强,严格按照规范要求施工。在桥梁的养护、运营方面,要不断加强桥梁运营管养,严禁超载超限等违章行为的发生,同时建立科学的桥梁风险评估体系,对重点桥梁工程实施健康监测,严格执行桥梁养护规范。

跨江跨海大桥,往往湿度比较大,特别是跨海桥梁还有盐腐蚀问题,更加速了腐蚀进程,与内陆公路桥梁相比,跨海桥梁更容易产生因腐蚀导致的结构裂化,这是其一大主要特征。另外,跨江跨河的桥梁往往跨度比较大,结构相对来说比较复杂,检查也不方便,容易带来一些隐患。因此,平时检查一定要注意,除了结构的应力、位移和变形等常规检查外,一定要关注桥梁腐蚀方面的问题。

防腐涂装

桥梁“高寿”运营,要记住这三点

截至2017年年底,我国公路桥梁已达到83万座,铁路桥梁总数已超过20万座,已成为毫无疑问的世界第一桥梁大国。面对庞大的桥梁数量和日益增长的交通流量,如何保证桥梁“高寿”,是一个值得深思的问题。

田启贤表示,一定要摒弃“重建轻养”的思维,加强常规养护。大桥设计寿命是100年,不是说建了以后不管不问能达到100年的寿命,而是在规范的养护措施和养护手段的情况下,它能够达到这个寿命。就像汽车要定期进行保养,按照保养规律更换机油、三滤、使用品质合格油品。桥梁也是这样,只有定期养护、按设计标准承载才能够到达到这个寿命。

还有就是要利用现在的科技手段,例如中铁大桥科学研究院正在开展的桥梁健康监测系统,桥梁任何异常的变化都会进行实时预警。

此外,在桥梁的设计建造时,要多用新材料,像混凝土这种传统材料的缺陷始终存在,现在超高性能混凝土研发出来了,其超高的力学性能和耐久性远胜普通混凝土,现在新设计的桥梁就要多用这些高性能材料。

质量安全是工程建设永恒的主题,确保桥梁产业健康发展必须要坚持“建养并重”,建设和管养就好像两条腿走路,桥梁在设计之初就应该充分考虑后期的养护需求。“建设百年桥梁,靠建更靠养!”田启贤说。(岳奥 记者 赵珊珊)

特殊性结构桥梁检查

浙江

对症下药 统筹施策

作为进出舟山的唯一陆路通道、我国规模最大的岛陆联络工程——浙江舟山跨海大桥由金塘、西堠门、岑港、响礁门、桃夭门5座大桥组成,全长46.29公里。通车8年半来,大桥管理处采用一系列有针对性管控措施,积极推进“平安大桥”建设。

不同部位不同手段

跨海大桥面临严重的海洋腐蚀问题,舟山跨海大桥早在开通运营之初,就综合了国内外多项最新技术防腐。去年,还引入低表面处理防腐涂装体系等,对大桥主要部位实施阶段性防腐涂装养护维修。

大桥防眩板受季风和台风影响会遭到严重破坏。2016年舟山跨海大桥进行了新型工程塑料合金防眩板试点,去年7月进行了全面升级改造。同时,引进爬索机器人进行斜拉索索体pe护套检查。

舟山跨海大桥在新增桃夭门大桥结构安全监测系统的基础上,升级开发了西堠门、金塘、桃夭门三桥一体的大跨径缆索承重体系桥梁结构安全监测巡检管理系统平台,增强了大桥结构安全及交通量的监测与管控能力。

大桥管理处还请专业单位对钢桥面铺装进行病害专项检查,掌握病害分布和使用性能衰减规律,为钢桥面养护科学决策提供支撑。

联勤联动抓好海域安全

为保证大桥通行水域安全,大桥配备了6艘警戒船、1艘拖轮、185个助航设备、4台高倍探头、27台航道摄像机等设施设备,运管分中心接入海事ais系统,协助海事部门关注大桥海域船只通行情况。

为破解非通航海域的安全管理难题,舟山跨海大桥将在年内引入非通航海域主动警戒雷达系统试点,实现24小时全天候值守。该系统可以在探测的6公里范围内,主动发现活动的船只,使警戒船的出动更主动、更及时、更精确。

今年6月,舟山跨海大桥采用“消能重力锚自动下落式浮基高架拦阻船舶设施”专利技术,在金塘大桥主通航孔及西通航孔两侧非通航海域布设6000多米拦阻设施。该设施可有效拦阻失控载重吨达2.5万吨的满载船舶,最大限度消除金塘大桥主通航孔和西通航孔二侧桥墩被撞击的安全隐患。(特约记者 杨天骏 通讯员 刁飞飞)

重庆

检测评估决策一体化

重庆的特殊地貌,高山、低谷、两江,促使了桥梁建设大发展。作为“桥都”,重庆桥梁数量多、种类多、技术水平高、影响力强,养护手段更是不断追求进步。日前,重庆交通大学研发了《钢筋混凝土桥梁结构内部锈蚀度检测新技术研发与应用》《公路桥梁检测评估决策一体化信息平台建设关键技术研究》,这两项桥梁“体检”科技成果均达到国际先进水平,取得了显著的经济效益和社会效益。

《钢筋混凝土桥梁结构内部锈蚀度检测新技术研发与应用》针对钢混结构内部腐蚀这一影响桥梁健康和使用寿命的“第一杀手”,研发了两项技术:一是采用涡流加热、红外检测技术,通过对比锈蚀与未锈蚀钢筋混凝土表面发热速率的不同,提出了检测钢筋混凝土锈蚀度的新方法,研发了钢筋混凝土桥梁锈蚀度无损量化检测新装备;二是基于金属磁记忆理论,研发了利用金属磁记忆效应检测混凝土结构钢筋锈蚀新技术,研制了锈蚀量化无损检测装置,实现了锈蚀范围和锈蚀程度的量化无损检测。该成果已成功应用于20余座钢筋混凝土桥梁,实现了结构内部钢筋无损量化检测。

《公路桥梁检测评估决策一体化信息平台》攻克了野外移动终端便携式桥梁检测数据采集、基于日常检测的桥梁技术状况和安全状况评估、基于长期监测信息的桥梁安全评估、基于状态评估的桥梁管养决策支持等关键技术难题,开发了公路桥梁检测评估决策一体化的信息平台。该成果完成了桥梁技术状况评分“构件—部件—全桥”体系的代码化,实现了桥梁技术状况评定的全过程软件化、自动化和客观打分评判,克服了人为打分主观性的不足,同时为桥梁管养提供了智能化决策支持。该技术也在云南400多座高速公路桥梁上得到了应用,且效果良好。(记者 朝霞)

湖北

精管细养看“楚”方

今年6月,(武)汉十(堰)高速公路汉江四桥以97分摘得2017年全国高速公路桥梁检测“桂冠”,创造了湖北高速公路桥梁检测新纪录。湖北江河湖泊遍布全境,因此大桥众多。为保障大桥健康运行,湖北省交通运输厅不断加强桥梁设计,创新管养模式,提高桥梁安全通行能力,汉江四桥的好成绩便是他们这些年来不懈努力的最好体现。

近几年,湖北省交通运输厅持续加强日常养护,实行“精细化管理、过程化控制”管理模式,坚持桥梁主动加固、被动改造与预防性养护相结合,专业检测与日常巡检相结合,超限运输治理与提前养护相结合,完善对特大桥梁和特殊结构桥梁健康监测系统,全面优化桥梁养护管理。

过去,养护人员发现问题后,要层层上报,等待审批需要一两天。汉十管理处启动建设“智慧汉十”管理体系,开发了智能养护巡查平台,实现高效痕迹化养护。依托“智慧汉十”,管理处还形成了掌上app动态数据采集、养护管理系统为一体的评价体系和决策体系,通过数据分析快速掌握桥梁病害的发生、发展和变化情况。每年年底,逐桥核准掌上app基础数据库、历史维修库、病害数据库等信息,为科学决策提供真实准确的第一手资料。

湖北在全国率先实行“桥隧长”负责制,按照“层级负责、属地管理”的原则,时刻掌握桥梁的运营动态,消除安全隐患。同时,落实桥梁工程师制度、桥梁养护制度,应急处置制度、养护工作岗位责任制等多项制度和操作规程,促进桥梁养护管理的规范化、标准化。

经过1年的试运行,目前湖北高速公路桥梁群健康监测系统已通过验收,正式运行。下个月,汉江四桥还将安装一套健康智能检测系统,随时上传大桥各个部位的运行指标,养护水平和质量有望进一步提升。(记者 潘庆芳)

江苏

预控预警 求实谋远

近20年来,江苏建成了江阴大桥、润扬大桥、泰州大桥等一大批世界级桥梁。随着长江经济带的发展,跨江大桥的交通流量增长迅速,给桥梁营运管理带来了诸多课题和挑战。

江苏交通运输主管部门牢固树立全寿命周期理念,加强预防性养护。各桥梁运营管理单位按照桥梁实际情况,适时编制中长期桥梁运营养护管理规划,以“规范养护、适度超前”的原则,建立完善桥梁主缆除湿系统,开展钢箱梁焊缝疲劳裂缝专项治理等,加强预防性养护工作,切实将桥梁全寿命周期理念落到实处。

2010年,江苏省组建成立了“江苏省长大桥梁健康监测数据中心”。目前,全省8座跨江大桥已全部建立相应的健康监测系统,实时在线地对大桥环境荷载、结构响应进行数据采集、存储,并进行在线分析,适时掌握大桥运行指标动态,为桥梁运营管理提供了高效、及时的技术支撑。

在江苏省高速公路交通运输执法机构、公安交警部门、经营管理单位“一路三方”省级全路网联合指挥调度机制下,通过上桥前称重、联合执法等,阻截非法超限超载车辆行驶跨江大桥;在重大节假日潮汐式车流量发生时段,实施上桥前流量调控,调整车道使用方向等,尽量减少桥梁偏载的不利影响;针对交通流量特别大的路段,试行重大节假日货车禁行;引进先进设备提高扫雪除冰效率,确保桥梁全天候运行;定期举行应急演练,不断整合区域应急资源,全面保障跨江大桥安全畅通。

此外,各桥梁营运管理单位在加强桥梁管养的同时,加大科研投入和科技创新力度,切实提高了桥梁运维能力水平。如泰州大桥公司开展了复杂环境下桥梁安全性能监控与预警关键技术及其集成示范研究,显著提高了复杂环境下桥梁安全性能预警的准确性和系统性。(驻江苏首席记者 施科 通讯员 苏高)

贵州

“家庭医生”保畅峡谷高桥

崇山峻岭、沟壑纵横的喀斯特地貌,成就了贵州桥梁的世界地位,也决定了该地区桥梁建管养运具有较大难度。作为中国交建旗下资产运营管理的重要企业,中交资产管理有限公司目前在贵州运营管理贵都、贵瓮、道瓮、沿德、江瓮5条高速公路,运营里程共计651公里,其中桥梁1008座。

如果将工程建设产品比作“新生儿”,那么后期的管理养护运营就好比“家庭医生”,做好预防性措施是保证项目安全、健康发展的关键。中交资管针对影响大桥运营安全的几大因素量体裁衣,制定了符合预期效益的管养措施。

在正式运营前,委托检测单位对桥梁进行全面检测,查看建设与设计的相符性及健康状况。若存在未按设计施工立即通知建设施工单位整改到位;若存在先天性质量问题,除告知施工单位质量终身责任制外,运营期须加强监控监测,制定确实可行的应急预案,特殊管控;若存在一般施工质量问题,在缺陷责任期内督促整改到位。

通过建立养护管理机构,健全养护管理规章制度,明确养护职责,狠抓责任落实,确保大桥运营期间路容路貌完好、病害处置及时,保持路况持续稳定,购买商业保险进行风险转移,完善快速救援应急体系,预防道路交通安全问题。

健全养护机构及人员,做好桥梁全面检测工作。先天的建设质量问题无法避免,可以通过经常性定期体检来精准掌握大桥健康状况,运用先进的养护技术,让大桥维持最佳技术状态,保障运营安全。

中国交建在贵州区域运营高速公路项目以来,均未发生一般及以上安全生产责任事故、道路交通责任事故、突发环境责任事故、职业病危害责任事故。(王孟钊)

图片为 本报资料片





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