棋盘洲长江公路大桥（悬索桥）

如何保证跨越高山深谷、江河湖海的特大特殊结构桥梁，在运行过程中始终处于良好状态，打造平安百年品质工程？树立贯穿决策、设计、建设、运营四个阶段的全寿命周期管理理念是实现高质量发展的关键之举。决策阶段应统筹全寿命周期各阶段的重点工作做好顶层设计；设计标准上应更具前瞻性，与经济发展需求相匹配；建设过程中应充分考虑运营养护的需求，与运营管理紧密衔接；运营养护时应把握桥梁技术状况变化的趋势，科学决策制定预防性养护方案，延长桥梁使用寿命。

根据《2022年交通运输行业发展统计公报》显示，全国公路已建成桥梁103.3万座、8576万延米，其中特大桥梁8816座，总长1621万延米。湖北省作为我国桥梁建设大省，现已建成46296座桥梁，其中特大桥梁496座，总长约99.14万延米，包含境内长江流域、汉江流域、高山深谷地带已建成的特大特殊结构桥梁50余座，其中跨长江大桥38座，数量居全国第一，正在建设和规划中的长江大桥尚有31座。

随着地方经济发展、桥梁服役年限增长及交通流量不断攀升，部分早期建成的特大特殊结构公路桥梁逐渐凸显出多种问题，如：设计技术标准与使用需求不相匹配、桥梁长期处于超负荷运行状态导致的结构病害不断显现、桥梁建设与管养的衔接不够紧密或存在脱节等，使得养护管理和科学决策的难度不断增大。因此，对特大特殊结构桥梁来说，树立贯穿决策、设计、建设、运营四个阶段的全寿命周期管理理念，对持续保持桥梁健康状态、满足公众美好出行、实现良好的社会效益与经济效益将发挥至关重要的作用。

实现特大特殊结构桥梁全寿命周期管理，需要立足已建成桥梁运营、管养现状全面分析存在的不足，充分考虑决策、设计、建设、运营各阶段应把握的关键因素，提出改进提升的建议与措施。

结构类型及典型病害

据统计，我国已建成的公路特大特殊结构桥梁，其结构形式主要以悬索桥、斜拉桥、钢管拱桥、连续刚构桥等结构类型为主，所呈现的典型病害各有不同。

悬索桥

锚碇段积水、渗水，锚碇系统预应力管道防腐材料性能降低；索夹位移、螺杆张力损失；主缆、吊杆防腐涂层老化、破损；主梁钢箱梁结构中的U肋、横隔板、面板产生裂缝；主梁钢桁梁结构出现高强螺栓断裂；爬梯、检修平台等附属钢结构锈蚀等。

斜拉桥

钢箱梁结构中的U肋、横隔板、面板产生裂缝；斜拉索PE护套老化破损；桥面铺装层损坏；主桥大型毛肋伸缩缝的滑块脱落、钢梁变形断裂，维修不便且费用高；斜拉索锚具锈蚀渗漏等。

钢管拱桥

钢管锈蚀，钢管拱内混凝土脱空，主要构件焊缝存在裂缝，构件铆钉(螺栓)损坏、失效等。

连续刚构桥

混凝土箱梁跨中下挠，箱梁腹板出现竖向或斜向结构裂缝；桥梁底板钢筋保护层厚度不足，底板混凝土发生

崩裂；桥梁横向预应力锚固质量差，箱梁顶板出现大量纵向裂缝;预应力索预留管道堵塞等。

阶段问题及成因分析

造成病害的主要原因，除设计不合理、质量把关不严、材料质量不达标外，也与项目树立及践行全寿命周期管理不够到位有着密切的关系。

决策阶段

业主单位更多关注项目建设规模与数量，而对百年品质工程的质量要求重视不够，缺乏对项目实施全寿命周期管理的具体举措，在项目顶层设计上有所缺失。

设计阶段

设计单位对已建成桥梁的运行状态、养护情况及运营需求了解不够深入，对桥梁全寿命周期管理考虑不够全面，针对性不强。通过对已建成桥梁运行时存在的问题分析，问题主要集中在四个方面。

桥梁交通流量预测与安全储备的前瞻性不足 预测与实际交通流量出入大，特别是对重载车辆通行量预测不足，导致结构设计与通车后的实际现状不匹配，桥梁安全储备不足，桥梁整体刚度偏低；对桥梁后期维修产生的安全影响考虑不足，如部分早期建成的斜拉桥由于桥面钢板设计厚度偏薄，桥面铺装维修时对钢桥面板喷砂除锈会造成钢板厚度磨耗削减，历经多次桥面维修后，桥面钢板创伤累积直接影响着桥梁使用寿命和整体安全。

桥梁结构使用功能与耐久性达不到预期 设计方案注重“结构形式创新、建设成本控制、施工进度提升”，而轻视对“构件耐久可靠、便于养护维修”的研究。如部分桥梁水下桩柱腐蚀严重，斜拉索、缆索护防套老化、开裂，钢结构涂层锈蚀剥落，部分内空钢结构出现内部锈蚀而难以实施养护，上述问题，反映出在材料耐久性研究和结构构型设计上存在不足。

桥梁后期养护维修作业难度大 及时发现病害、处治病害是延长桥梁使用寿命的关键。但事实上，在桥梁设计中对桥梁养护作业通道设置考虑不够周全，对关键结构的养护维修难以做到“可到达、可检查、可维护”。部分桥梁虽建设时预留了养护通道，但没有为机械化设备预留出足够的空间，给检修工作带来很大不便，养护作业难度的加大影响着桥梁养护工作的质量与效率。

桥梁健康监测数据不连续、不适用 桥梁监测数据是桥梁健康状况的体检表，采集的有关数据必须基准一致、标准一致，才能精准分析出桥梁结构状态的变化，为养护决策提供科学依据。但当前，大多数桥梁普遍存在施工监测数据与运营监测数据脱节、原始监测数据与使用监测数据分离、前期监测数据与后期监测数据不连续的情况，所监测数据基本上是在活载下的变化值，无法监测到桥梁由原始状态到成桥后的变化，使得所监测的数据对桥梁结构受力分析缺乏比对参考价值。

建设阶段

建设单位对运营养护需求不甚了解或考虑较少，抑或受资金限制而无法实现。有的单位未站在全寿命周期管理的角度去综合考量桥梁建管养成本，而是局限于压缩控制建设期成本，由此导致后期运营养护成本大幅增加，没有算好桥梁全寿命周期成本控制的经济账。当前，大量早期建设的高速公路亟待进行改扩建，部分已实施的改扩建工程虽然在一定程度上考虑了后期运营养护的需求，但存在着未能充分征求或采纳运营单位意见的情况。

施工过程对影响桥梁寿命的关键结构、施工工艺、材料质量把关不严。如：钢箱梁过焊孔施工不精细，钢结构焊缝不饱满，以致应力集中而产生裂缝；钢结构防腐涂层质量不过关，钢结构易被锈蚀；连续刚构桥梁预留的预应力索孔堵塞，后期桥梁预应力损失需增加预应力索时无法使用；预应力张拉、锚固施工不精细，与设计要求存在差距，以致预应力损失，进而产生主梁下挠、混凝土开裂等病害；大体积混凝土和大比例非对称结构混凝土在施工时缺乏有效控制产生收缩裂缝，直接缩减了桥梁的使用寿命。

施工测控网及测控数据未从有利于后期应用的角度加以有效保护。建设单位对桥梁建设过程中所使用的测控网、监测设备及形成的监测数据，因未能进行有效保护，导致桥梁建成后，相关设施及数据无法完整、完好地移交运营单位，进而影响后期对桥梁技术状况变化的准确诊断。

运营阶段

部分运营单位未把特殊结构桥梁与普通桥梁区别对待，检测、设计、维护队伍的专业水平与技能也难以达到相应要求；养护全寿命周期成本投入不足，预防性养护不及时，加剧了病害的发生与发展；桥梁养护管理连续性不强，管理人员流动性大，养护资料建档不规范、不全面，甚至出现断档情况，影响桥梁养护质量，许多特大桥梁虽然都设有健康监测系统，却由于信息采集设备老化和后期维护工作不到位，造成监测数据不连续，系统难以切实发挥作用。

相关建议与有效措施

保障桥梁结构耐久和使用品质，是将特大特殊结构桥梁建设为“平安百年品质工程”的关键要素，但实现的前提是树立全寿命周期管理理念，并践行在各层级、各阶段的重点工作中。

决策阶段

需要行业主管部门、项目建设单位、运营管理单位上下联动、统筹考虑，充分汲取已建成的公路特大复杂结构桥梁的经验与教训，合理设置大桥在设计、建设、养护各阶段实现全寿命周期管理的工作目标和要求。

设计阶段

系统分析交通流量发展趋势 科学确定桥梁设计标准现有交通流量数据研究通常仅对交通出行中的基础要素或其他多维属性开展针对性的移动模式可视化分析，但这种分析方式不够系统，在路网建设不断织密的当下，应从移动模式的常态分析、非常态分析、关联分析、预测分析、可视化分析等方面展开综合研究，如此方能更为精准地预测交通流量发展趋势，科学确定桥梁设计标准。

充分考虑运营使用情况 注重桥梁性能设计 桥梁设计在考虑结构安全的同时，还应兼顾性能设计，重点考虑材料耐久性、养护维修带来的结构损耗、便于老化构件更换等因素。

材料耐久方面，针对桥梁墩柱水下部分混凝土，须提升其抵抗河流冲刷、环境侵蚀的能力，确保寿命周期内钢筋混凝土结构完好；钢结构应根据桥区气象条件、环境因素科学设计相应的防腐体系，确保钢结构不易发生锈蚀；缆索保护层在大气环境、结构震动的影响下，易于老化开裂，造成缆索锈蚀，需探索引进前沿技术，提升保护层使用性能；大位移伸缩缝结构受力复杂，养护维修困难，随着技术不断革新，可供选择的品类较多，需根据桥梁结构受力特性综合比选；桥面铺装设计方案需统筹兼顾铺装层使用性能和与桥梁主体结构结合的协同性能。

维护损耗方面，在进行钢箱梁桥面铺装层维修更换时，需对破除原铺装层后的钢桥面板进行喷砂除锈，势必造成钢板厚度磨损，应充分考虑寿命周期内桥面多次维修带来的损耗影响；预应力混凝土桥梁应充分考虑混凝土徐变、荷载作用等影响，为后期维修加固合理科学预设预应力穿索管道。

合理设置养护通道 做到可到达可检测可维护 充分考虑桥梁墩柱水下部分跟踪观测的需要，设置配套观测设施；对塔柱、墩身抵近观测存在困难的部位应考虑可实施的后期检修方案；在大跨径桥梁箱体内应合理设置适宜人员进出、材料运输的上下检修通道和箱内运输轨道，便于长距离密闭空间施工作业。

统筹兼顾人工检测与现代信息技术监测 科学设计桥梁健康监测系统，在做好桥梁整体状况监测的同时，还应对桥梁关键构件、关键断面、关键点位在原始状态、施工状态、成桥状态、后期运营各个阶段做好连续监测。在监测方式上，在充分应用前沿信息技术同时，也应考虑监测设施设备操作不稳定性的特点，合理设计人工监测方式，保障监测数据的连续性与准确性。

建设阶段

强化施工质量管控是建设平安百年品质工程的根本，应实行全面、全过程的科学管控，切实把好事前、事中、事后质量控制关，不得以任何理由降低质量标准。建设单位应兼顾运营养护的需要，合理布设后期运营所需的设施设备、管道管线、检修通道，做好对健康监测系统传感器、通信线路等设施的保护。施工测量控制网布设应考虑作为后期运营监测网予以永久设置，并做好点位标记与保护，提交完整的网点坐标清单，实现建养全过程桥梁测量与监测一体化，建设期测控数据与运营期监测数据互为对照。在建设单位向运营单位移交过程中，建设单位应提供完整、准确的交工验收资料，做到后期运营养护阶段有据可查，实现建养无缝衔接。

运营阶段

运营单位首先要通过分析健康监测系统全周期数据，以及利用建设测控网所监测的成桥前后对比数据，准确掌握桥梁结构状态；其次要定期开展桥梁技术状况检测评定，并根据评定结果科学决策，制定预防性养护方案；最后按照“预防为主、防治结合”的方针，保障养护资金投入，及时开展病害维修处治，适时实施预防性养护，保障桥梁长期处于良好运行状态。

特大特殊结构桥梁作为交通建设领域的关键性控制工程，必须紧紧围绕和牢牢把握提升工程耐久性、保障质量安全、延长使用寿命的目标。当前，在特大特殊结构桥梁建养实际工作中，尚存在思想上认识程度不够、行动上执行落实不够的问题，一些地方行业主管部门没有提出明确要求，少数建设单位为减少项目投资压力而未充分考虑桥梁全寿命周期管理所需的投入，部分设计单位则对桥梁运营养护存在的困难与问题缺乏系统了解，对开展桥梁全寿命周期管理的工作目标和前瞻性思考不够充分。笔者通过深入调查大量已建成特大特殊结构桥梁运营期所出现的问题认为，树立全寿命周期管理理念，是建设平安百年品质桥梁的关键，更是交通行业领域践行新发展理念，引领高质量发展的历史使命和必然需求。

【编辑： 任 燕】