2011年12月12日上午11時(shí)8分,三一大道瀏陽(yáng)河大橋成功爆破。這座全國(guó)首座三索面獨(dú)塔斜拉索橋,年僅17歲便“壽終正寢”。塵埃落定后,網(wǎng)上對(duì)它的議論還在繼續(xù)。(《長(zhǎng)沙晚報(bào)》12月13日)確實(shí),設(shè)計(jì)使用年限50年,還屬于交通部85科技攻關(guān)項(xiàng)目,卻17歲就“英年早逝”,令人痛惜。一個(gè)說(shuō)法是,車流量由原來(lái)設(shè)計(jì)的不到3萬(wàn)輛到現(xiàn)在每天通行近8萬(wàn)輛。超負(fù)荷運(yùn)行造成了大橋的短命。那么,超負(fù)荷運(yùn)行獲取的效益,是否抵得了大橋壽命縮短三分之二的損失?這座橋1994年建成,多年來(lái)多次加固無(wú)用,最后定為危橋拆除。
縱觀改革開(kāi)放以來(lái),我國(guó)的橋梁建設(shè)進(jìn)入了一個(gè)飛速發(fā)展的時(shí)期,橋梁建設(shè)的快速發(fā)展為我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防安全作出了重要貢獻(xiàn),受到世人的矚目。橋梁不但起著跨越河溝與建筑物的作用,而且本身造價(jià)較高,一旦破壞就會(huì)造成長(zhǎng)時(shí)間的阻車,修復(fù)也較困難,將給國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)帶來(lái)不利影響。因此,重視對(duì)橋梁的使用年限與保養(yǎng),對(duì)延長(zhǎng)橋梁結(jié)構(gòu)壽命和防止重大事故的發(fā)生,具有十分重要的實(shí)際意義。
一、橋梁設(shè)計(jì)使用年限的定義
在交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60—2004)中明確規(guī)定,公路橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為100年。使用年限是指結(jié)構(gòu)不經(jīng)實(shí)質(zhì)性維修而能保持預(yù)定的可靠度的使用時(shí)間,也即結(jié)構(gòu)成正常設(shè)計(jì),正常施工,正常利用和維護(hù)下所應(yīng)達(dá)到的使用年限。一座橋梁的使用年限國(guó)外通常稱為“目標(biāo)使用年限”,它體現(xiàn)了對(duì)社會(huì)公共利益的追求。但在我國(guó)的建筑法內(nèi),未能對(duì)不同類型建筑物的合理使用壽命(或年限)規(guī)定具體的量值?!督Y(jié)構(gòu)可靠性總原則》IS2394:1996 中有關(guān)設(shè)計(jì)使用年限的規(guī)定為: 臨時(shí)性結(jié)構(gòu), 小于5 年;設(shè)計(jì)工作期較短的結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)構(gòu)件, 小于25 年;一般房屋建筑, 25~ 75 年; 設(shè)計(jì)工作期較長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)(如大橋) , 50~ 150 年。 而歐洲規(guī)范規(guī)定橋梁等各種土木工程結(jié)構(gòu)物的設(shè)計(jì)工作壽命不小于100年。美國(guó)規(guī)范則按75-100年考慮。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,人們對(duì)橋梁等生命線工程的依賴更加突出,任何阻礙和終止交通所造成的損失遠(yuǎn)非工程本身的造價(jià)所能比擬,所以對(duì)這些工程的使用年限要求也愈來(lái)愈高?,F(xiàn)在國(guó)際上有專家認(rèn)為,城市重大橋梁的壽命應(yīng)不低于150年。
二、影響橋梁使用年限的原因分析
1、橋梁設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的耐久性分析
國(guó)內(nèi)外的研究和實(shí)踐都表明,結(jié)構(gòu)耐久性對(duì)于橋梁的安全運(yùn)營(yíng)和經(jīng)濟(jì)性起著決定性作用。許多設(shè)計(jì)人員往往只滿足于規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算上的安全度需要,而忽視從結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)維護(hù)、結(jié)構(gòu)耐久性以及從設(shè)計(jì)、施工到使用全過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的人為錯(cuò)誤等方面去加強(qiáng)和保證結(jié)構(gòu)的安全性。除設(shè)計(jì)外, 應(yīng)強(qiáng)調(diào)保證合理的施工工期, 重視諸如混凝土這樣的結(jié)構(gòu)的養(yǎng)生。我國(guó)在橋梁耐久性及維護(hù)策略優(yōu)化這方面研究數(shù)據(jù)還很缺乏,應(yīng)該建立基于這方面參數(shù)研究的數(shù)據(jù)庫(kù),而且不僅要保證數(shù)據(jù)的數(shù)量,也要保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量,這些能夠提高分析的確定性,如果在某一方面數(shù)據(jù)缺少的情況下,專家經(jīng)驗(yàn)非常重要。
2、重視橋梁的超載問(wèn)題分析
對(duì)于承載力極限狀態(tài),一般情況下,橋梁結(jié)構(gòu)所承受的荷載多而復(fù)雜,公析時(shí)主要考慮恒載和車輛荷載。這里所說(shuō)的恒載主要指混凝土橋梁的上部結(jié)構(gòu)自重,主要有構(gòu)件重和橋面重組成,具體是指水泥混凝土或?yàn)r青混凝土橋面鋪裝層自重、鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制構(gòu)件自重。由于上部結(jié)構(gòu)的實(shí)際自重難以直接量測(cè),因此可將橋梁結(jié)構(gòu)自重荷載看成是橋面鋪裝層自重和橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重按一定的比例疊加后得到的荷載。汽車超載主要有三種情況:其一是早期修建的老橋超齡負(fù)載運(yùn)營(yíng);其二是橋梁通行的車流量超過(guò)原設(shè)計(jì);另一種是車輛違規(guī)超載。前兩種產(chǎn)生的原因主要是設(shè)計(jì)荷載的變化和交通量的增加;后者是車輛使用者違法超載營(yíng)運(yùn),后兩種超載現(xiàn)象在我國(guó)公路運(yùn)輸中較為普遍。車輛荷載以多個(gè)參數(shù)(車重或軸重、車間距、軸距)影響著產(chǎn)生于橋梁結(jié)構(gòu)中的效應(yīng),直接引入橋梁可靠度分析,有較大的困難,因此,可以通過(guò)對(duì)不同橋型、各種跨徑的大量計(jì)算求得具有控制作用的各類荷載效應(yīng)。因此除了交管部門要加強(qiáng)管理外,也需要對(duì)超載帶來(lái)的后果進(jìn)行研究、分析。
三、
注重橋梁的加固與保養(yǎng)
公路橋梁的技術(shù)檢查,應(yīng)以經(jīng)常性的檢查為主,與上級(jí)部門的定期檢查相結(jié)合。對(duì)公路橋梁的技術(shù)檢查是公路橋梁養(yǎng)護(hù)的重要一環(huán),只有檢查才能掌握橋梁的技術(shù)變化,只有通過(guò)檢查才能發(fā)現(xiàn)橋梁存在的問(wèn)題,為公路橋梁的小修保養(yǎng)工作提供科學(xué)依據(jù)。綜合兩點(diǎn),一是加強(qiáng)全國(guó)橋梁安全普查,二是建立橋梁維修和檢測(cè)檔案。
公路橋梁的養(yǎng)護(hù)管理是當(dāng)前公路養(yǎng)護(hù)管理的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié),相關(guān)部門應(yīng)該從思想意識(shí)上重視橋梁養(yǎng)護(hù)工作,提高對(duì)橋梁養(yǎng)護(hù)管理重要性的認(rèn)識(shí),要在養(yǎng)護(hù)工作中克服“重建輕養(yǎng)”的思想;注重培養(yǎng)專業(yè)養(yǎng)護(hù)人員,提高現(xiàn)有橋梁養(yǎng)護(hù)人員的專業(yè)素養(yǎng),打造專業(yè)化的施工和養(yǎng)護(hù)隊(duì)伍;加大對(duì)橋梁養(yǎng)護(hù)管理的投入,保證橋梁養(yǎng)護(hù)工作維修經(jīng)費(fèi)的正常來(lái)源;加強(qiáng)橋梁相關(guān)資料的收集和整理,爭(zhēng)取做到橋梁相關(guān)資料的一對(duì)一的歸檔,為以后橋梁的養(yǎng)護(hù)、維修、改造提供有據(jù)可查的資料;進(jìn)一步做好橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)及精細(xì)化管理工作;應(yīng)該明確橋梁管理責(zé)任及檢查考核辦法,對(duì)橋梁養(yǎng)護(hù)管理工作做到獎(jiǎng)罰分明,提高對(duì)橋梁養(yǎng)護(hù)工作重要性的認(rèn)識(shí),加強(qiáng)相關(guān)人員的責(zé)任感和工作積極性;建立和完善橋梁管理系統(tǒng),提高橋梁養(yǎng)護(hù)管理工作效率。加強(qiáng)公路橋梁的養(yǎng)護(hù)是確保橋梁技術(shù)完好,延長(zhǎng)橋梁的使用年限,提高通過(guò)能力,保障公路暢通的重要手段。
四、
借鑒國(guó)內(nèi)外橋梁設(shè)計(jì)方面的經(jīng)驗(yàn)和成果
不可否認(rèn),很多發(fā)達(dá)國(guó)家橋梁技術(shù)的發(fā)展比我們?cè)鐜资辍T跇蛄吼B(yǎng)護(hù)過(guò)程中,應(yīng)該注重吸收和引進(jìn)國(guó)內(nèi)外新的養(yǎng)護(hù)手段、方法、設(shè)備,提高養(yǎng)橋梁護(hù)的現(xiàn)代化程度。
21世紀(jì)的世界,橋梁將成為造福人類,代表社會(huì)進(jìn)步與高度文明的標(biāo)志性建筑,而加強(qiáng)橋梁的保養(yǎng)更是當(dāng)今迫切需要的重大課題。
參考文獻(xiàn):劉月蓮,林有貴. 公路橋梁養(yǎng)護(hù)管理與維修加固[M]. 北京:人民交通出版社,2009.