東海大橋運營期養(yǎng)護(hù)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(yǎng)護(hù)管理的特點

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

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(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，橋?qū)?1.5 m，設(shè)計車速80 km/h，設(shè)計荷載汽車-超20級，掛車-120并按集裝箱重車密排進(jìn)行校驗。全橋設(shè)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(shè)計；設(shè)1 000 t級輔通航孔1處（k12+149），通航凈高25 m，凈寬140 m；設(shè) 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(shè)計基準(zhǔn)期為100 a。

東海大橋運營期面臨的主要問題：

（1）自然環(huán)境惡劣：地處外海環(huán)境，氯離子濃度為1‰～3.2‰，結(jié)構(gòu)防腐要求高；2006年至2008年應(yīng)急值班共接收“大霧、大風(fēng)、暴雨”等惡劣天氣預(yù)警132次。

（2）結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜：全橋設(shè)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(xù)梁橋；最大跨徑達(dá)160 m；海上非通航孔采用60 m和70 m多跨一聯(lián)混凝土連續(xù)梁；淺灘及跨大堤段50 m多跨一聯(lián)混凝土連續(xù)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(lián)混凝土連續(xù)梁；有工廠預(yù)制架設(shè)、現(xiàn)場現(xiàn)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(dá)366 327輛（2008年7月）；預(yù)計至2020年，洋山深水港區(qū)陸路集裝箱集疏運量為750萬TEU。

（4）養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗匱乏：在國內(nèi)首次對這樣的大型工程進(jìn)行運營期養(yǎng)護(hù)管理工作，缺少先例可依可循。

2 東海大橋運營期養(yǎng)護(hù)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(jīng)理負(fù)責(zé)制。實施總經(jīng)理、管理部門、養(yǎng)護(hù)單位的三級管理模式。大橋運行管理由監(jiān)控中心統(tǒng)一指揮調(diào)度。

成立管理公司后根據(jù)大橋的特點，采用了市場化的養(yǎng)護(hù)模式，其運作方法是：管理公司不設(shè)日常養(yǎng)護(hù)隊伍，僅配備極少數(shù)專用養(yǎng)護(hù)機(jī)械設(shè)備，以及少量的專業(yè)技術(shù)人員，負(fù)責(zé)技術(shù)行政上的管理工作，將東海大橋全線的日常養(yǎng)護(hù)維修、運營、健康監(jiān)測等項目作為標(biāo)的，公開向社會招標(biāo)，以經(jīng)濟(jì)合同的方式委托給符合資質(zhì)要求的專業(yè)單位進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，管理公司對養(yǎng)護(hù)單位統(tǒng)籌管理，實行管養(yǎng)分開，分級管理，從而管理公司以最少的投入，獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。具體管理架構(gòu)見圖1。

為了科學(xué)地制定好養(yǎng)護(hù)經(jīng)費，考慮到現(xiàn)行養(yǎng)護(hù)定額不適應(yīng)東海大橋的情況，經(jīng)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(jié)束后邀請審價、審計單位對養(yǎng)護(hù)運營單位的成本進(jìn)行審核；然后據(jù)此委托市政定額站編制《上海市東海大橋設(shè)施養(yǎng)護(hù)維修工程年度經(jīng)費定額》、《上海市東海大橋設(shè)施養(yǎng)護(hù)維修工程預(yù)算定額》。以此為據(jù)，測算以后年度養(yǎng)護(hù)費用，為編制年度養(yǎng)護(hù)計劃及養(yǎng)護(hù)招投標(biāo)提供了依據(jù)。

3 東海大橋常規(guī)養(yǎng)護(hù)管理

常規(guī)養(yǎng)護(hù)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(yǎng)護(hù)管理工作。

3.1 橋梁檢查

橋梁檢查是橋梁養(yǎng)護(hù)工作的重要內(nèi)容，通過檢查橋梁進(jìn)而評定其技術(shù)狀況，為橋梁養(yǎng)護(hù)決策提供依據(jù)。橋梁檢查是一項通過對橋梁缺陷和損傷的檢查，并根據(jù)其性質(zhì)、部位、嚴(yán)重程度及發(fā)展趨勢，找出產(chǎn)生缺陷和損傷的主要原因，分析和評價其對橋梁質(zhì)量和承載能力的影響，從而了解橋梁的技術(shù)狀況的工作。按檢查的范圍、深度、方式和檢查目的，分為經(jīng)常檢查、定期檢查和特殊檢查。

在東海大橋養(yǎng)護(hù)過程中我們與養(yǎng)護(hù)單位一起根據(jù)大橋的結(jié)構(gòu)特點和實際情況，自行研制了便于檢查的機(jī)械設(shè)備。例如：

（1）對東海大橋斜拉索PE護(hù)套檢查器進(jìn)行了改進(jìn)，該成果參加了全國市政工程建設(shè)優(yōu)秀QC小組成果發(fā)布會，經(jīng)過專家評審，QC小組榮獲“2008年度全國市政工程建設(shè)優(yōu)秀質(zhì)量管理小組一等獎”稱號。

（2）研制了一臺自動旋轉(zhuǎn)式能升降70 m的專用升降裝置，用于東海大橋下部結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)檢測工作，2008年該設(shè)備通過了上海市建設(shè)機(jī)械檢測中心檢測。

（3）研制了內(nèi)錨頭檢查器，該設(shè)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(biāo)。升降裝置采用高強(qiáng)度、輕質(zhì)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(shè)備自重。經(jīng)過調(diào)試，該設(shè)備完全能夠滿足東海大橋錨頭檢查的要求，檢查質(zhì)量和效率都大為提高。

3.2 橋梁日常養(yǎng)護(hù)管理

東海大橋運營期常規(guī)養(yǎng)護(hù)管理的主要內(nèi)容包括橋梁結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)維修管理、機(jī)電系統(tǒng)養(yǎng)護(hù)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?qū)ｍ楌B(yǎng)護(hù)管理

專項養(yǎng)護(hù)是針對設(shè)計缺陷、自然環(huán)境因素影響造成的設(shè)施問題進(jìn)行的針對性的養(yǎng)護(hù)。東海大橋主要面臨的是：防腐蝕專項養(yǎng)護(hù)、災(zāi)害及惡劣氣候條件下的搶修及應(yīng)對措施。

4.1 防腐蝕專項養(yǎng)護(hù)

東海大橋?qū)τ诮Y(jié)構(gòu)處于不同的氯鹽腐蝕環(huán)境，采用了以下幾種防腐措施：

（1）針對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)采用高性能混凝土，增大混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋保護(hù)層厚度，浪花飛濺區(qū)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(jié)構(gòu)采用預(yù)留腐蝕厚度，懸掛犧牲陽極，鋼管樁及鋼套箱頂部，采用環(huán)氧重涂裝等措施。

4.2 突發(fā)事件應(yīng)急處置

為有效防范和及時處置東海大橋各類突發(fā)事件，最大程度地預(yù)防和減少各類突發(fā)事件對東海大橋造成的損害，提高東海大橋整體應(yīng)急處置能力，維護(hù)大橋有序運營，安全暢通，特別制定應(yīng)急預(yù)案，包括橋梁結(jié)構(gòu)加固措施。

歷年來大橋上因大風(fēng)發(fā)生過集卡側(cè)翻，中央隔離門被風(fēng)吹移位并有部分損壞，防撞墻、鋼護(hù)欄、標(biāo)志牌等多種設(shè)施受到不同程度損壞等突發(fā)事件，公司立即啟動相關(guān)預(yù)案，組織人員對受損設(shè)施及時進(jìn)行搶修，確保了設(shè)施安全、完好。

5 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)管理的實踐

東海大橋養(yǎng)護(hù)過程中特別強(qiáng)調(diào)早期預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。根據(jù)以往的經(jīng)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(zhì)變轉(zhuǎn)化，最終有可能導(dǎo)致突發(fā)性的破壞或者嚴(yán)重的病害，從而影響大橋的正常運營。為了保證大橋安全優(yōu)質(zhì)的運營狀況，及時開展有針對性的養(yǎng)護(hù)措施，就必須準(zhǔn)確判斷橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)部物理形態(tài)。東海大橋的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是通過對橋梁結(jié)構(gòu)實施健康監(jiān)測，通過橋梁結(jié)構(gòu)的外在響應(yīng)，判斷橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)部物理形態(tài)，從而為預(yù)養(yǎng)護(hù)提供決策依據(jù)。

東海大橋結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)工程是東海大橋結(jié)構(gòu)安全運營的重要保證，健康監(jiān)測系統(tǒng)的運營要保持在一個穩(wěn)定、可靠的狀態(tài)，結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的運營維護(hù)報告是對系統(tǒng)運營維護(hù)情況的定期總結(jié)匯報，報告內(nèi)容涵蓋系統(tǒng)日常使用、數(shù)據(jù)維護(hù)、日常評估及維護(hù)維修的情況。健康監(jiān)測的主要功能是監(jiān)測大橋的結(jié)構(gòu)安全及運營狀況,提供大橋定期維修養(yǎng)護(hù)所需要的信息,檢驗大橋設(shè)計假定和設(shè)計參數(shù)的可靠性和準(zhǔn)確性,為科學(xué)研究提供服務(wù)。

6 結(jié)語

根據(jù)東海大橋的預(yù)養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗，本文認(rèn)為在我國應(yīng)該在常規(guī)養(yǎng)護(hù)的基礎(chǔ)上加強(qiáng)專門養(yǎng)護(hù)，同時大力推進(jìn)橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)，及時掌握橋梁結(jié)構(gòu)的運行狀態(tài)；采取預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的手段，保證橋梁結(jié)構(gòu)良好的技術(shù)指標(biāo)，延長橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命；并以健康監(jiān)測成果指導(dǎo)橋梁新建工程的設(shè)計與施工，促使我國的橋梁建設(shè)和養(yǎng)護(hù)技術(shù)再上新臺階。