交通土建結(jié)構(gòu)長壽命安全保障的途徑分析

駱俊彤

[摘要]我國的交通基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)位于世界規(guī)模的前列，但是在多種因素的影響下，交通基礎(chǔ)設(shè)施重大結(jié)構(gòu)的安全保障問題越來越值得有關(guān)人員深思，筆者就我國交通基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展現(xiàn)狀著手，重點分析討論我國交通基礎(chǔ)設(shè)施重大結(jié)構(gòu)長壽命安全保障領(lǐng)域存在的主要問題，并針對這些問題提出相應(yīng)的措施。

[關(guān)鍵詞]交通土建結(jié)構(gòu) 長壽命 安全保障

交通基礎(chǔ)設(shè)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(jī)場等部分組成，屬于社會的一筆固定資產(chǎn)，包含著社會公益性、經(jīng)濟(jì)先導(dǎo)性、網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)性、規(guī)模經(jīng)濟(jì)性和軍事戰(zhàn)略性等基本屬性。為了實現(xiàn)交通土建結(jié)構(gòu)長壽命的安全保障的目標(biāo)，必須充分發(fā)揮其基礎(chǔ)性。先導(dǎo)性和服務(wù)性功能，以便于支撐經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)發(fā)展、保障人民生活的安穩(wěn)有序、助力國家安全和社會穩(wěn)定。近年來，我國交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)已經(jīng)取得了顯著成就，與其他工業(yè)化國家相比，我國交通基礎(chǔ)建設(shè)起步晚、速度快、強(qiáng)度大等特點。一方面，由于基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)出現(xiàn)自然劣化、養(yǎng)護(hù)維修不足的情況，使得部分結(jié)構(gòu)過早出現(xiàn)安全性不足、耐久性降低以及適用性不強(qiáng)的問題，實際使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于正常年限。隨著時代的發(fā)展，大批I程結(jié)構(gòu)物老化的問題日益嚴(yán)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(qiáng)度的修建結(jié)構(gòu)會集中到將來既有結(jié)構(gòu)的維修加固上，將會對養(yǎng)護(hù)維修、交通運(yùn)輸和社會生活等方面帶來巨大壓力。因此解決交通土建結(jié)構(gòu)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(lǐng)域上的競爭力和影響力。

一、交通基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展現(xiàn)狀

我國交通基礎(chǔ)設(shè)施雖然已經(jīng)進(jìn)入世界前列，但是由于其存在的問題層出不窮，導(dǎo)致土建結(jié)構(gòu)長壽命安全保障面臨著居多挑戰(zhàn)。例如，交通基礎(chǔ)設(shè)施重大結(jié)構(gòu)的設(shè)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(shè)計壽命是100年，中橋、重要小橋的設(shè)計壽命為50年，小橋和涵洞的設(shè)計壽命為30年，在它們的使用年限內(nèi)，由于受到外界因素的影響，實際使用壽命會小于設(shè)計使用壽命，這樣會極大的威脅橋梁結(jié)構(gòu)的正常、安全使用。除此之外，不同時期的國情和經(jīng)濟(jì)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(shè)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量方面與現(xiàn)在的橋梁之間存在著巨大的差異，呈現(xiàn)出實際荷載量等級不斷增大的趨勢，原來的橋梁已經(jīng)無法適應(yīng)現(xiàn)階段的運(yùn)輸要求。

隨著社會的不斷發(fā)展，一些交通基礎(chǔ)設(shè)施重大結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用壽命將陸續(xù)達(dá)到年限，就會成為一筆大額的“帶有問題”的固定資產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)上是不能承受完全更換的壓力，技術(shù)上也難以真正實現(xiàn)。在保證安全使用的情況下，一些結(jié)構(gòu)將會被繼續(xù)使用并發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益，如何讓這些結(jié)構(gòu)在理論、技術(shù)、規(guī)范和政策上保證可靠性和安全性的是一個嚴(yán)峻的問題，必須及時進(jìn)行解決。

交通基礎(chǔ)設(shè)施重大結(jié)構(gòu)中，安全問題表現(xiàn)的最突出的一面在于，結(jié)構(gòu)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(wǎng)中的危橋數(shù)量不斷增加，在目前運(yùn)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(chǔ)設(shè)施需要建立合理的安全風(fēng)險預(yù)估和保障機(jī)制，讓我國交通業(yè)繼續(xù)向前發(fā)展。

二、交通土建結(jié)構(gòu)長壽命安全的問題

關(guān)于交通土建結(jié)構(gòu)長壽命安全保障問題主要設(shè)計以下兩方面：一，保證現(xiàn)有的交通基礎(chǔ)設(shè)施在預(yù)期設(shè)計使用壽命內(nèi)安全可靠服役;二，重大或者重要結(jié)構(gòu)達(dá)到或超過設(shè)計使用壽命之后，采取一定手段延長使用年限保證安全運(yùn)營。長壽命安全保障工作是系統(tǒng)性的工程，與政策法規(guī)、設(shè)計理念、評估與診斷理論、結(jié)構(gòu)維修和加固理論與技術(shù)以及材料裝備等密不可分，我們從目前的實踐中總結(jié)出幾個主要問題。

（1）已有的設(shè)計不能充分考慮結(jié)構(gòu)長壽命系統(tǒng)，相關(guān)設(shè)計理論和建造方法不成熟。

（2）設(shè)計與施工質(zhì)量存在缺陷以致于對既有結(jié)構(gòu)造成威脅。

（3）我國交通基礎(chǔ)設(shè)施存在重建設(shè)、輕管養(yǎng)的狀況，既有結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)維修不到位或者是系統(tǒng)性不足的問題使得結(jié)構(gòu)的使用壽命縮短。

（4）公路超載現(xiàn)象普遍存在，加劇結(jié)構(gòu)的損傷。

（5）缺乏對于既有重大結(jié)構(gòu)的剩余壽命評估的必要理論基礎(chǔ)。

（6）重大結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計年限后，對其繼續(xù)安全服役的可行性理論與方法需要進(jìn)一步進(jìn)行評估。

三、交通土建結(jié)構(gòu)長壽命安全保障的相關(guān)措施

基于以上問題的發(fā)現(xiàn)，要想最大程度的發(fā)揮我國存量巨大和資產(chǎn)龐大的交通基礎(chǔ)設(shè)施創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)的作用，根據(jù)交通基礎(chǔ)設(shè)施重大結(jié)構(gòu)面臨的挑戰(zhàn)，我國可以開展“交通基礎(chǔ)設(shè)施重大結(jié)構(gòu)長壽命安全保障計劃”，以滿足系統(tǒng)工程中的長遠(yuǎn)規(guī)劃和頂層設(shè)計的需求。

（一）安全保障計劃應(yīng)實現(xiàn)的目標(biāo)

根據(jù)我國具體國情，采取體制創(chuàng)新、機(jī)制創(chuàng)新、科技創(chuàng)新和產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的方式，把滿足經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和保障人民生命財產(chǎn)安全需求作為目標(biāo)，將既有基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的潛力充分挖掘出來，實現(xiàn)重大交通基礎(chǔ)設(shè)施長壽命安全與綜合造價控制的平衡發(fā)展，深度融合基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、信息化與工業(yè)化三方面內(nèi)容，全面推廣綠色制造，保障基礎(chǔ)設(shè)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(dá)到以下幾個目標(biāo)：一，建立所有交通基礎(chǔ)設(shè)施的長壽命安全保障標(biāo)準(zhǔn)化計劃并加以落實;二，建立重大結(jié)構(gòu)長壽命安全保障領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)體系;三，結(jié)合大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)檢查、檢測、評估、修補(bǔ)或者加固處理交通基礎(chǔ)設(shè)施;其四，降低重大結(jié)構(gòu)在使用年限之內(nèi)發(fā)生事故的可能性。

（二）安全保障計劃的戰(zhàn)略任務(wù)和重點

建立基于信息技術(shù)與大數(shù)據(jù)的大型工程結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫，監(jiān)管勘察、規(guī)劃、設(shè)計、建造、運(yùn)營維護(hù)和管理的全壽命信息檔案是該計劃的首要工作之一。在現(xiàn)代傳感技術(shù)、信息技術(shù)、結(jié)構(gòu)評估技術(shù)的大型結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與安全控制體系的結(jié)合應(yīng)用之下，推進(jìn)大型工程結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代傳感與監(jiān)測儀器裝備的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。對于那些自然災(zāi)害破壞的大型結(jié)構(gòu)，應(yīng)該及時建設(shè)搶建與裝備研發(fā)的應(yīng)急救援組織管理體系，從而加大基礎(chǔ)設(shè)施的養(yǎng)護(hù)維修能力。

四、總結(jié)

交通基礎(chǔ)設(shè)施是構(gòu)成社會固定資產(chǎn)的重要部分，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中起著非常重要的作用。既有交通基礎(chǔ)設(shè)施重大結(jié)構(gòu)在使用年限內(nèi)存在著不同程度的安全隱患，結(jié)構(gòu)老化和性能退化的現(xiàn)象頻頻發(fā)生，大批重大結(jié)構(gòu)將會陸續(xù)達(dá)到設(shè)計壽命。我國交通仍處于一個快速發(fā)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(yán)重，產(chǎn)生的后果也將不堪設(shè)想。因此“交通基礎(chǔ)設(shè)施重大結(jié)構(gòu)長壽命安全保障計劃”的實施對于保障我國交通的可持續(xù)發(fā)展有著不容小覷的作用，不僅為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)，同時也造福于人民。