城市橋梁管理養(yǎng)護中長期規(guī)劃的制定

吳立鋒

（溫州設(shè)計集團有限公司，浙江 溫州 325000）

0 引言

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

橋梁是城市基礎(chǔ)設(shè)施不可或缺的組成部分，加強管養(yǎng)勢在必行。針對溫州市主城區(qū)橋梁的現(xiàn)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(xué)規(guī)范管理，如何為今后的城市橋梁管養(yǎng)提供指導(dǎo)，是亟待解決的課題。

1 國外先進橋梁管養(yǎng)經(jīng)驗

規(guī)范和完善橋梁管養(yǎng)技術(shù)是國際橋梁管理發(fā)展的趨勢，對提高橋梁管理現(xiàn)代化、信息化和科學(xué)化水平具有重要意義。美國等發(fā)達(dá)國家橋梁管養(yǎng)技術(shù)已達(dá)到了相當(dāng)高的水平，并得到了較好的應(yīng)用。

1.1 美國橋梁管養(yǎng)情況

美國聯(lián)邦公路總局（FHWA）在1988年開發(fā)了國家橋梁檔案數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫為橋梁管理系統(tǒng)（DBMS）的雛形。美國各州在FHWA的認(rèn)可下，相繼開發(fā)了各自的橋梁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件，擁有了地區(qū)級的BMS。但為了合理的分配資金，必須有一套標(biāo)準(zhǔn)化的管理系統(tǒng)—由FHWA投資，CSAOO公司為顧問，加利福尼亞等州交通局參與開發(fā)的POINTS橋梁管理系統(tǒng)應(yīng)運而生，該系統(tǒng)運用動態(tài)整數(shù)規(guī)劃法、概率條件狀態(tài)劣化模型等手段處理橋梁數(shù)據(jù)，為預(yù)測橋梁未來管理和改建需要而服務(wù)。目前，POINTS由美國州際公路與運輸協(xié)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(chǎn)管理系統(tǒng)，其中與本規(guī)劃制定可借鑒的內(nèi)容包括以下4點：

（1）橋梁主要因素的檢查和狀態(tài)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(shù)據(jù)并分配資金的方法研究；

（3）對數(shù)據(jù)庫設(shè)計、模型建立等橋梁管理支持系統(tǒng)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(jié)構(gòu)的剩余壽命）。

1.2 日本橋梁管養(yǎng)情況

日本全國橋梁數(shù)目已超過65萬座，日本建設(shè)省土木研究所于1988年公布橋梁檢測手冊，統(tǒng)一全國橋梁的檢查標(biāo)準(zhǔn)、檢測周期，并制定檢測結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)處理事項等規(guī)定。自1990年起發(fā)展出一套應(yīng)用于計算機的橋梁檢測資料系統(tǒng)，稱為MICHI，可將全國所有的橋梁的檢查結(jié)果均儲存于計算機的數(shù)據(jù)庫中，再根據(jù)橋梁各種損傷形態(tài)、各構(gòu)件健全度而評定其損害等級。依據(jù)MICHI的橋梁基本資料又開發(fā)了以橋梁生命周期修補管理為導(dǎo)向的橋梁管理系統(tǒng)（BMS），以支持橋梁整個生命周期的資料交換與管理作業(yè)。日本第一版的BMS于1995年完成，此系統(tǒng)優(yōu)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(zhǔn)備工作，同時借由互聯(lián)網(wǎng)的溝通，簡化資料的傳送。

2 啟示

根據(jù)發(fā)達(dá)國家橋梁管養(yǎng)實踐經(jīng)驗，當(dāng)前橋梁管養(yǎng)有以下兩個方面應(yīng)引起我們的高度重視：

（1）主動化管理模式

無論是預(yù)養(yǎng)護模式，還是全壽命維修加固，都非常注重橋梁管養(yǎng)的主動性。通過預(yù)養(yǎng)護能使養(yǎng)護成本最小化，養(yǎng)護效益最大化，而全壽命維修加固則能從全壽命造價基礎(chǔ)上提供維修加固決策。因此，主動化管理模式是橋梁管理養(yǎng)護發(fā)展趨勢，通過該方法完善溫州市橋梁管養(yǎng)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(wù)水平。

（2）信息化管理理念

橋梁在線監(jiān)測是當(dāng)今世界橋梁健康養(yǎng)護的發(fā)展要求。溫州市橋梁的運行階段急需一套長期有效的監(jiān)測系統(tǒng)，使橋梁管養(yǎng)部門能根據(jù)該橋的實際使用情況進行更加有效的養(yǎng)護、維修和加固。在監(jiān)測評估的基礎(chǔ)上，合理有效地安排橋梁的養(yǎng)護、加固經(jīng)費，把養(yǎng)護資金發(fā)揮最大效益并保證橋梁的運行質(zhì)量。

3 規(guī)劃目標(biāo)與任務(wù)

總目標(biāo)：通過近、中遠(yuǎn)期管理養(yǎng)護規(guī)劃，構(gòu)筑系統(tǒng)的管理養(yǎng)護組織，形成完善的健康養(yǎng)護模式，建立科學(xué)的檢測評估分析體系，實現(xiàn)主動化管理養(yǎng)護模式和信息化在線檢測和數(shù)字管養(yǎng)系統(tǒng)，確保橋梁安全運行。

3.1 近期目標(biāo)與任務(wù)：2016～2017年

（1）對溫州市轄城市橋梁的設(shè)施量進一步詳實統(tǒng)計；（2）增配或引進城市橋梁管養(yǎng)專職人員，并進行定期培訓(xùn)；（3）按照《城市橋梁養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》（CJJ99-2003）對橋梁建立和完善“一橋一卡”檔案資料；（4）檔案實現(xiàn)信息化管理，完成浙江省橋梁管理系統(tǒng)中橋梁信息錄入；（5）設(shè)立限載標(biāo)志標(biāo)牌；（6）明確養(yǎng)護責(zé)任單位（人）和監(jiān)管單位（人），制定橋梁安全事故責(zé)任追究制度；（7）優(yōu)先安排對技術(shù)狀況不夠理想的橋梁進行專業(yè)檢測，完善此類橋梁的資料及掌握此類橋梁的技術(shù)狀況；（8）對現(xiàn)狀調(diào)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(jiān)測與在線預(yù)警系統(tǒng)的框架設(shè)計。

3.2 中期目標(biāo)與任務(wù)：2018～2022年

（1）實現(xiàn)對所有的轄區(qū)橋梁進行專業(yè)檢測評定，對所有橋梁的實際技術(shù)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(yǎng)護人員培訓(xùn)和考核制度；（3）編制城市橋梁應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案和應(yīng)急搶險預(yù)案；（4）實現(xiàn)完備的橋梁管養(yǎng)體系，橋梁養(yǎng)護全面實施預(yù)防性養(yǎng)護和智能化監(jiān)管；（5）完善橋梁狀況評估模型，使橋梁檢測工作真正實現(xiàn)程序化、制度化、規(guī)范化及信息化；（6）根據(jù)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(biāo)市場，建立準(zhǔn)入和退出機制；（8）完成溫州市管重大橋梁健康監(jiān)測與在線預(yù)警系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通訊平臺及軟件開發(fā)平臺建設(shè)，編制超重車輛過橋預(yù)案，選取典型橋梁、代表性項目進行在線監(jiān)測，并對橋梁結(jié)構(gòu)的評估模型進行探索，開發(fā)數(shù)據(jù)庫管理軟件。

3.3 遠(yuǎn)期目標(biāo)與任務(wù)：2023～2032年

（1）建立橋梁的綜合評估模型，使橋梁評估工作科學(xué)化、自動化；（2）建立橋梁結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)安全性能及其剩余壽命作出評估；（3）改進、完善橋梁健康監(jiān)測與在線預(yù)警系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通訊及軟件開發(fā)平臺，全面建立溫州市重大橋梁的健康監(jiān)測和在線預(yù)警系統(tǒng)，對橋梁結(jié)構(gòu)的監(jiān)測傳感器進行補充與更新，建立橋梁結(jié)構(gòu)的損傷識別與決策控制系統(tǒng)；（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(tǒng)的超重車輛過橋監(jiān)測系統(tǒng)；（5）基于不同的管理目標(biāo)，構(gòu)建相應(yīng)的評估、預(yù)測與決策模型，確保相關(guān)政策和措施的有效性。

4 橋梁現(xiàn)狀調(diào)研

4.1 橋梁設(shè)施現(xiàn)狀

溫州城區(qū)水網(wǎng)密集，橋梁星羅棋布，其結(jié)構(gòu)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(jīng)調(diào)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(dá)到5173m?？傮w來說以100m以內(nèi)的短橋梁為主，占64%，其中長度30m以下橋梁占據(jù)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(shù)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(yǎng)護為主，占總橋梁數(shù)的59%；I類養(yǎng)護占13%；III類養(yǎng)護占28%；（2）橋梁運行狀態(tài)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(qū)各橋梁技術(shù)狀況差異較大，對其總體評價如下：（1）橋梁結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的耐久性值得關(guān)注；（4）交通量增加及超載促使橋梁病害頻繁發(fā)生；（5）建造年代比較久遠(yuǎn)的橋梁病害情況比較嚴(yán)重。

4.4 橋梁管養(yǎng)情況

根據(jù)溫政辦【2013】124號文件要求，市級城市橋梁管養(yǎng)部門負(fù)責(zé)市管城市橋梁管養(yǎng)，經(jīng)費由市級財政承擔(dān)；區(qū)（功能區(qū)）級城市橋梁管養(yǎng)部門負(fù)責(zé)區(qū)管城市橋梁管養(yǎng)，經(jīng)費由區(qū)級財政承擔(dān)；街道（鎮(zhèn)）負(fù)責(zé)屬地職責(zé)范圍內(nèi)的城市橋梁管養(yǎng)，經(jīng)費由區(qū)級財政承擔(dān)；單位自建的用于專業(yè)用途的橋梁由自建單位負(fù)責(zé)管養(yǎng)，符合條件的也可委托屬地城市橋梁管養(yǎng)單位進行管養(yǎng)，經(jīng)費由自建單位承擔(dān)；已使用未移交的城市橋梁由建設(shè)單位負(fù)責(zé)管養(yǎng)。

溫州市市政管理處負(fù)責(zé)市級橋梁的養(yǎng)護管理，包括日常巡檢、維修管理、檔案管理等，對于巡查中發(fā)現(xiàn)的問題，不涉及結(jié)構(gòu)問題的，直接委托施工方進行維修；涉及結(jié)構(gòu)問題的，委托設(shè)計單位編制維修加固方案，通過招標(biāo)選擇施工方。

近5年來，市本級橋梁管養(yǎng)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(jù)實際需求安排專項資金，其資金與道路日常維修統(tǒng)籌安排。

5 中長期規(guī)劃的制定

5.1 基本組織模式

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

5.2 高效的政府監(jiān)管機制

建設(shè)部2002年12月印發(fā)的《關(guān)于加快市政公用行業(yè)市場化進程的意見》，第一次明確提出了打破行業(yè)壟斷，全方位開放市政公用事業(yè)市場。明確提出了市政公用事業(yè)主管部門要實現(xiàn)三個轉(zhuǎn)變：即從直接管理轉(zhuǎn)變?yōu)楹暧^管理，從管行業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)楣苁袌?，從對企業(yè)負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)變?yōu)閷娯?fù)責(zé)。因此各方要積極探索，逐步推進和完善城市橋梁管養(yǎng)市場化。

5.3 信息化的橋梁基本資料管理

根據(jù)項目調(diào)查資料，市內(nèi)橋梁均已建立《橋梁資料卡》，包括養(yǎng)護單位名稱，結(jié)構(gòu)類型，跨徑組合、橋梁長度、寬度、面積，主梁形式、尺寸、數(shù)量，欄桿總長、結(jié)構(gòu)，橋臺形式及臺帽尺寸等基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。但缺乏建設(shè)、設(shè)計、施工、監(jiān)理位等關(guān)鍵建設(shè)數(shù)據(jù)；橋梁標(biāo)高，主橋橫坡、縱坡，造價等關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)參數(shù)以及橋墩及橋臺的相應(yīng)數(shù)據(jù)。因此，基于溫州市橋梁的現(xiàn)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(guī)劃

5.4 科學(xué)的檢測評估分析

根據(jù)現(xiàn)狀橋梁調(diào)查資料，采用定性分析和定量計算相結(jié)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(jù)該周期給出各橋梁檢測評估工作的安排。

根據(jù)《城市橋梁養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》（CJJ99-2003），常規(guī)定期檢測應(yīng)每年一次，并可根據(jù)城市橋梁實際運行狀況和結(jié)構(gòu)類型、周邊環(huán)境等適當(dāng)增加檢測次數(shù)。結(jié)構(gòu)定期檢測應(yīng)在規(guī)定的時間間隔進行，I類養(yǎng)護的城市橋梁宜為1～2a，關(guān)鍵部位可設(shè)儀器監(jiān)控測試；II～V類養(yǎng)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(jù)規(guī)范并綜合考慮溫州市具體情況及未來橋梁建設(shè)和社會經(jīng)濟發(fā)展等方面的要求制定評估周期，見表2。

從安全性、結(jié)構(gòu)性及適用性等角度，對檢測評估工作按表3執(zhí)行。

5.5 主動性的日常養(yǎng)護及維修加固

橋梁維護工作應(yīng)按“預(yù)防為主，防治結(jié)合”的原則，加強橋梁的日常養(yǎng)護、預(yù)防性養(yǎng)護及維護管理工作，特別是橋面日常保養(yǎng)及排水系統(tǒng)的清理工作，以及結(jié)構(gòu)裂縫及缺陷的及時處治，預(yù)防橋梁病害發(fā)生和進一步擴大，是關(guān)系橋梁安全使用的重要保證。

表2 不同類型橋梁結(jié)構(gòu)的評定周期 a

表3 溫州市管轄橋梁檢測評估規(guī)劃

根據(jù)預(yù)養(yǎng)護的技術(shù)理念，即“在最佳的時間對合適的橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)采取有效的措施”，在進行預(yù)養(yǎng)護對策選擇之前，必須判斷原橋梁狀況是否適合預(yù)養(yǎng)護。預(yù)養(yǎng)護對策的選擇是個很復(fù)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(shù)、經(jīng)濟和工程因素，見表4、表5。

表4 溫州市城市橋梁日常養(yǎng)護和預(yù)養(yǎng)護工作進度安排

表5 溫州市城市橋梁日常養(yǎng)護及維修加固規(guī)劃

5.6 高效的在線監(jiān)測與安全預(yù)警系統(tǒng)

該系統(tǒng)的建設(shè)除同傳統(tǒng)的橋梁結(jié)構(gòu)理論有關(guān)外，還將涉及到電子、傳感、通訊、信號處理、計算機等多個學(xué)科的理論與方法，是廣泛交叉與深度綜合的新技術(shù)，見表6。

表6 溫州市主干道橋梁在線監(jiān)測與安全預(yù)警系統(tǒng)規(guī)劃

5.7 完善的超重車輛過橋監(jiān)測系統(tǒng)

考慮溫州市的特點并結(jié)合日常工作，進行數(shù)字化超重車輛過橋監(jiān)測系統(tǒng)的需求分析，建立超重車輛過橋監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)架；其次是通過數(shù)據(jù)分析、技術(shù)現(xiàn)狀和性能評估方法的研究，建立評價體系；再次對橋梁結(jié)構(gòu)剩余壽命預(yù)測分析、建立橋梁剩余壽命預(yù)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(xiàn)溫州市超重車輛過橋監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)字化管理，見表7。

表7 溫州市超重車輛過橋監(jiān)測系統(tǒng)規(guī)劃

5.8 完備的橋梁管理養(yǎng)護設(shè)備配置與養(yǎng)護基地

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

養(yǎng)護基地主要保證橋梁養(yǎng)護器械與材料處于良好待命狀態(tài)。因此，橋梁養(yǎng)護基地規(guī)劃的合理性，容納、周轉(zhuǎn)和維修保養(yǎng)能力的強弱，設(shè)施和裝備的現(xiàn)代化水平，是體現(xiàn)城市橋梁養(yǎng)護系統(tǒng)整體發(fā)展水平的重要標(biāo)志。因此對于溫州，在近中期應(yīng)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(jié)構(gòu)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(yǎng)護基地或?qū)Ｓ梅俊?/p>

5.9 合適的隊伍建設(shè)

溫州市轄橋梁數(shù)量多，規(guī)模大小不一，橋梁管養(yǎng)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(yǎng)機構(gòu)設(shè)置，充實管養(yǎng)隊伍，以加強城市橋梁管養(yǎng)工作，保障城市橋梁運行安全。

目前國家及浙江省內(nèi)均尚未出臺有關(guān)城市橋梁管養(yǎng)專業(yè)人才配置要求的規(guī)定。參照福建省工程建設(shè)地方標(biāo)準(zhǔn)《城市橋梁養(yǎng)護管理機構(gòu)設(shè)置及專業(yè)技術(shù)人員、設(shè)備配置標(biāo)準(zhǔn)》（DBJ/T 13-153-2012），通過以下四個途徑來提高橋梁維護管理的業(yè)務(wù)水平：

（1）實行崗位輪訓(xùn)、集訓(xùn)的方式，分期分批送到高校學(xué)習(xí)深造，系統(tǒng)學(xué)習(xí)橋梁理論知識；（2）聘請既有較高理論水平又有豐富實踐經(jīng)驗的橋梁專家到溫州講授橋梁的基本理論知識，介紹國內(nèi)外橋梁管養(yǎng)的動態(tài)發(fā)展，了解當(dāng)前和今后一段時期內(nèi)橋梁管養(yǎng)工作的首要內(nèi)容及各種先進技術(shù)的應(yīng)用；（3）每年有計劃地組織開展橋梁管養(yǎng)現(xiàn)場交流活動，請經(jīng)驗豐富的橋梁工程師現(xiàn)身說法，汲取新知識，積累實踐經(jīng)驗；（4）開展崗位練兵，技術(shù)比武等活動提高業(yè)務(wù)知識，管理經(jīng)驗。

6 結(jié)語

城市橋梁管理養(yǎng)護中長期規(guī)劃的實施，一方面規(guī)范養(yǎng)護流程，提高養(yǎng)護質(zhì)量控制，優(yōu)化養(yǎng)護資源調(diào)配，另一方面，通過建立健全橋梁在線監(jiān)測和數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的管養(yǎng)系統(tǒng)，加強行政效能和快速反應(yīng)能力，減少各類事故和病害可能造成的人員、財產(chǎn)和經(jīng)濟損失，消除橋梁安全隱患，確保橋梁安全運行，體現(xiàn)出巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。