2011年12月12日上午11時8分,三一大道瀏陽河大橋成功爆破。這座全國首座三索面獨塔斜拉索橋,年僅17歲便“壽終正寢”。塵埃落定后,網上對它的議論還在繼續。(《長沙晚報》12月13日)確實,設計使用年限50年,還屬于交通部85科技攻關項目,卻17歲就“英年早逝”,令人痛惜。一個說法是,車流量由原來設計的不到3萬輛到現在每天通行近8萬輛。超負荷運行造成了大橋的短命。那么,超負荷運行獲取的效益,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,多年來多次加固無用,最后定為危橋拆除。
縱觀改革開放以來,我國的橋梁建設進入了一個飛速發展的時期,橋梁建設的快速發展為我國的國民經濟和國防安全作出了重要貢獻,受到世人的矚目。橋梁不但起著跨越河溝與建筑物的作用,而且本身造價較高,一旦破壞就會造成長時間的阻車,修復也較困難,將給國民經濟建設帶來不利影響。因此,重視對橋梁的使用年限與保養,對延長橋梁結構壽命和防止重大事故的發生,具有十分重要的實際意義。
一、橋梁設計使用年限的定義
在交通行業標準《公路橋涵設計通用規范》(JTGD60—2004)中明確規定,公路橋梁結構的設計基準期為100年。使用年限是指結構不經實質性維修而能保持預定的可靠度的使用時間,也即結構成正常設計,正常施工,正常利用和維護下所應達到的使用年限。一座橋梁的使用年限國外通常稱為“目標使用年限”,它體現了對社會公共利益的追求。但在我國的建筑法內,未能對不同類型建筑物的合理使用壽命(或年限)規定具體的量值。《結構可靠性總原則》IS2394:1996 中有關設計使用年限的規定為: 臨時性結構, 小于5 年;設計工作期較短的結構和結構構件, 小于25 年;一般房屋建筑, 25~ 75 年; 設計工作期較長的結構(如大橋) , 50~ 150 年。 而歐洲規范規定橋梁等各種土木工程結構物的設計工作壽命不小于100年。美國規范則按75-100年考慮。隨著社會經濟的高速發展,人們對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非工程本身的造價所能比擬,所以對這些工程的使用年限要求也愈來愈高?,F在國際上有專家認為,城市重大橋梁的壽命應不低于150年。
二、影響橋梁使用年限的原因分析
1、橋梁設計結構的耐久性分析
國內外的研究和實踐都表明,結構耐久性對于橋梁的安全運營和經濟性起著決定性作用。許多設計人員往往只滿足于規范對結構強度計算上的安全度需要,而忽視從結構體系、結構構造、結構材料、結構維護、結構耐久性以及從設計、施工到使用全過程中經常出現的人為錯誤等方面去加強和保證結構的安全性。除設計外, 應強調保證合理的施工工期, 重視諸如混凝土這樣的結構的養生。我國在橋梁耐久性及維護策略優化這方面研究數據還很缺乏,應該建立基于這方面參數研究的數據庫,而且不僅要保證數據的數量,也要保證數據的質量,這些能夠提高分析的確定性,如果在某一方面數據缺少的情況下,專家經驗非常重要。
2、重視橋梁的超載問題分析
對于承載力極限狀態,一般情況下,橋梁結構所承受的荷載多而復雜,公析時主要考慮恒載和車輛荷載。這里所說的恒載主要指混凝土橋梁的上部結構自重,主要有構件重和橋面重組成,具體是指水泥混凝土或瀝青混凝土橋面鋪裝層自重、鋼筋混凝土和預應力混凝土預制構件自重。由于上部結構的實際自重難以直接量測,因此可將橋梁結構自重荷載看成是橋面鋪裝層自重和橋梁結構構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載運營;其二是橋梁通行的車流量超過原設計;另一種是車輛違規超載。前兩種產生的原因主要是設計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運,后兩種超載現象在我國公路運輸中較為普遍。車輛荷載以多個參數(車重或軸重、車間距、軸距)影響著產生于橋梁結構中的效應,直接引入橋梁可靠度分析,有較大的困難,因此,可以通過對不同橋型、各種跨徑的大量計算求得具有控制作用的各類荷載效應。因此除了交管部門要加強管理外,也需要對超載帶來的后果進行研究、分析。
三、
注重橋梁的加固與保養
公路橋梁的技術檢查,應以經常性的檢查為主,與上級部門的定期檢查相結合。對公路橋梁的技術檢查是公路橋梁養護的重要一環,只有檢查才能掌握橋梁的技術變化,只有通過檢查才能發現橋梁存在的問題,為公路橋梁的小修保養工作提供科學依據。綜合兩點,一是加強全國橋梁安全普查,二是建立橋梁維修和檢測檔案。
公路橋梁的養護管理是當前公路養護管理的一個薄弱環節,相關部門應該從思想意識上重視橋梁養護工作,提高對橋梁養護管理重要性的認識,要在養護工作中克服“重建輕養”的思想;注重培養專業養護人員,提高現有橋梁養護人員的專業素養,打造專業化的施工和養護隊伍;加大對橋梁養護管理的投入,保證橋梁養護工作維修經費的正常來源;加強橋梁相關資料的收集和整理,爭取做到橋梁相關資料的一對一的歸檔,為以后橋梁的養護、維修、改造提供有據可查的資料;進一步做好橋梁預防性養護及精細化管理工作;應該明確橋梁管理責任及檢查考核辦法,對橋梁養護管理工作做到獎罰分明,提高對橋梁養護工作重要性的認識,加強相關人員的責任感和工作積極性;建立和完善橋梁管理系統,提高橋梁養護管理工作效率。加強公路橋梁的養護是確保橋梁技術完好,延長橋梁的使用年限,提高通過能力,保障公路暢通的重要手段。
四、
借鑒國內外橋梁設計方面的經驗和成果
不可否認,很多發達國家橋梁技術的發展比我們早幾十年。在橋梁養護過程中,應該注重吸收和引進國內外新的養護手段、方法、設備,提高養橋梁護的現代化程度。
21世紀的世界,橋梁將成為造福人類,代表社會進步與高度文明的標志性建筑,而加強橋梁的保養更是當今迫切需要的重大課題。
參考文獻:劉月蓮,林有貴. 公路橋梁養護管理與維修加固[M]. 北京:人民交通出版社,2009.