【技术】跨长江大桥的养护管理关键点

随着跨长江大桥的大量兴建，跨长江大桥建设技术的不断发展和完善，其养护管理任务越来越重要。大桥养护是一项长期而重要的工作，养护工作的质量将直接影响大桥的寿命和舒适性。如何对跨长江大桥进行有效的养护管理、保障桥梁安全通畅、充分发挥公路交通的社会和经济效益，已成为管养工作中的一个重要环节和内容。文章在安徽省现有跨长江大桥日常养护管理经验基础上，探讨提高跨长江大桥养护管理水平的几点建议。   

1995年安徽省第一座长江大桥—铜陵长江公路大桥建成通车之后，八百里皖江已建成通车的有安庆、芜湖、马鞍山、望东长江公路大桥和铜陵公铁两用桥，在建的还有池州长江公路大桥。随着安徽省跨长江大桥建设技术不断发展和完善、跨长江大桥的日益增多，给养护管理工作提出新的挑战。

一、 跨长江大桥管养现状

（一）大桥管养任务重

安徽省跨长江大桥不断投入使用，这些大桥的结构形式各不相同，结构复杂、技术含量高，养护管理任务越来越大，也将给大桥养护管理者提出更高层次的要求。

（二）现行技术规范不齐全

我国在大桥安全检查与评定的规范体系建设方面较为薄弱，仅形成一般性的行业规范，尚未制定国家级具有法律效力的特大桥养护管理办法，如缆索结构的检测尚未形成统一定义、描述方式、分级标准，导致各检测单位提供的检测结论不一致，很难依据结论进行修补或换索。而技术规范或评定规程只是从技术层面规定桥梁安全检查方法、内容和要求，缺少约束与规范特大桥养护管理的规定或制度，远远不能满足特大桥养护管理的需要。

（三）“重建轻养”思想亟待改变

长期以来“重建轻养”思想，在大桥养护管理中主要表现为三方面：高层次技术管理人员缺乏，养护资金投入不足，大桥管养科技进步重视不够。

（四）应急处置涉及部门较多

跨长江大桥结构复杂，运营期突发事件风险大，应急救援工作一般涉及多部门。由于行业权属的不同，如何保证突发事件救援的应急联动一直是困扰管养单位的难题。

二、目前管养的3座跨长江大桥概况

（一）马鞍山长江公路大桥

马鞍山长江公路大桥是长江三角洲地区交通规划中的关键工程，路线全长20.22 km，跨江里程11.209 km。左汊主桥采用2×1 080 m三塔两跨悬索桥（见图1），主跨跨度在世界同类桥梁中位居第一，主梁为扁平流线型钢箱梁，中塔为钢-混凝土叠合塔，边塔为混凝土塔，门式结构，中塔高175 m，边塔高165 m，主缆采用预制平行钢丝索股，每股由91根直径为5.2 mm镀锌高强钢丝组成，单根索股无应力长约3 045.53 m，全桥共两根主缆，每根主缆由154股索股组成，左汊通航净空32 m。右汊主桥采用2×260 m三塔六跨双索面半漂浮体系斜拉桥（见图2），主梁采用预应力混凝双边箱梁，主塔采用边、中塔不等高的椭圆拱形混凝土塔，中塔高106 m，边塔高88 m，斜拉索采用平行钢丝，全桥共100对，右汊通航净空18 m。

引桥为预应力混凝土现浇连续箱梁和先简支后结构连续装配式预应力混凝土小箱梁。大桥按全封闭、全立交六车道高速公路标准建设，设计速度为100 km/h，桥梁标准宽度为33.0 m，沥青混凝土路面。2013年12月通车试运营，2016年7月通过交通运输部竣工验收，工程质量评定等级为优良。

图1 马鞍山长江公路大桥悬索桥

图2  马鞍山长江公路大桥斜拉桥

（二）望东长江公路大桥

望东长江公路大桥是国家高速公路网G35（济南至广州高速高速公路）中的过江通道，跨江里程3.608 km。主桥桥型为双塔双索面半漂浮体系PK箱型钢-混凝土组合梁斜拉桥（见图3），主跨跨度为638 m，在目前世界同类组合梁斜拉桥中位居第一。桥塔为钻石型塔，桥面以上为倒Y形，塔高217 m。斜拉索采用抗拉标准强度钢绞线斜拉索，最长索长351.4 m，全桥224根斜拉索，通航净空24 m。引桥为预应力混凝土现浇连续箱梁和先简支后结构连续装配式预应力混凝土小箱梁。大桥按全封闭、全立交六车道高速公路标准建设，设计速度为100 km/h，桥梁标准宽度为33.0 m，沥青混凝土路面，于2016年12月通车试运营。

图 3 望东长江公路大桥

（三）芜湖长江公路二桥

芜湖长江公路二桥及接线是国家高速路网中徐州至福州高速公路的跨江通道，也是安徽东向发展战略的重要通道。路线全长55.5 km，跨江主引桥长13.928 km，跨江主桥长1622 m。主桥桥型为双塔四索面分离式钢箱梁全漂浮体系斜拉桥（见图4），主跨跨度为806 m。桥塔采用同截面回转索鞍锚固体系，首次采用全漂浮独柱塔体系，塔高262.48 m，为皖江第一高塔。跨江主桥首次在大跨径斜拉桥中运用同向回转拉索锚固技术，斜拉索采用多股无粘结高强度镀锌钢绞线组成，外层装有HDPE索套管，全桥共392根斜拉索，最长单索895.5527 m，通航净空32 m。引桥及接线桥梁主要采用全体外预应力束节段预制箱梁全新桥型，节段梁桥总长27.8 km。大桥按全封闭全立交高速公路标准建设，设计速度100 km/h，桥梁标准宽33.5m，沥青混凝土路面，大桥于2017年12月通车试运营。

图 4 芜湖长江公路二桥

三、长江大桥日常养护管理情况

（一）建章立制、规范管理

积极贯彻落实交通部《公路桥梁养护管理工作制度》、《公路桥梁养护规范》等法规制度，通过不断探索和经验积累，在现有规范的基础上建立较完善的桥梁养护技术管理体系和制度。在“预防为主，防治结合”的方针指引下，制定《桥梁养护管理暂行办法》、《桥梁养护巡查与检查制度》、《桥梁养护突发事件应急处置暂行办法》、《桥梁监控系统管理暂行办法》和《桥梁设备维护管理暂行办法》等5项桥梁养护管理制度。

①《桥梁养护管理暂行办法》明确各管理部门和桥梁养护工程师的工作职责，规定桥梁检查与评定、养护工程管理、养护预算、养护安全与应急管理等内容。以承重构件和桥面养护为重点，及时发现桥梁病害、科学决策养护技术、快速消除安全隐患，保证桥梁良好的运行状况。

②《桥梁养护巡查与检查制度》细化日常巡查、经常检查、定期检查和特殊检查内容。日常巡查主要是针对桥梁结构、桥面系、机电设备和附属设施等检查；经常检查是对桥梁结构变异，各构造部件（包括上部承重结构、下部结构、桥面系以及标志、标线等附属设施）的表观缺损、缺失状况，桥梁病害情况进行检查；定期检查按规定组织委托有资质的单位进行检查；若桥梁意外损害或根据经常检查和定期检查结果，如需进一步确定病害原因、缺损程度或桥梁的承载能力，将委托专业单位进行特殊检查。针对病害进行现场试验检测、验算、分析等，以确定桥梁技术状况，制定维护方案。

③《桥梁养护突发事件应急处置暂行办法》针对地震、飓风、雷电等自然灾害、车（船）撞、火灾、危险品泄漏、爆炸等外力影响以及自身质量缺陷等情况，采取专业单位检查和设计、资深专家审查、专业队伍施工，确保大桥养护工作的实施效果、工程质量和桥梁结构安全，并完善应急预案，制定应急演练计划。

④制定《桥梁监控系统管理暂行办法》和《桥梁设备维护管理暂行办法》，加强桥梁监控系统及设备维护的管理，桥梁监控系统包含电力、除湿、称重、健康及安全等系统，桥梁设备包括电梯、检查小车等特种设备以及供配电、监控、通信、除湿、称重等系统设备。通过对系统和设备的规范管理、精心维护，保障桥梁安全运营。

⑤编制专用的《大桥养护手册》作为养护规范，《手册》重点对大桥的钢箱梁、悬索桥主缆系统、吊索系统、锚碇、索鞍、斜拉索系统、主塔、预应力混凝土梁、桥面铺装、伸缩缝、支座、墩台及基础、栏杆、护栏、标志、标线、防撞设施以及塔内爬梯、主梁检修车等附属工程项目的检查和维护提出具体措施和要求。并在大桥结构安全健康监测、大桥基础安全监测和养护质量评定等方面给出详细的工作方法和要求，突出实用性和可操作性，使检查频次更符合长江大桥的特点，检查方法更具有可操作性，检查的涵盖面更加全面。

（二）桥梁养护

1、跨长江大桥养护重点是：

①加强支座、伸缩缝、阻尼器的检查；

②箱梁盲区的检查，借助数码望远镜等设备；

③缆索、箱梁底等部位检查；

④长江深泓摆动及冲刷严重，应定期扫测，超出警戒值及时抛石回填；

⑤对除湿系统、电梯、动态称重、监控系统、供配电支线系统、检查小车、健康监测系统检查。

根据以往经验，大桥投入运营后，在行车荷载和各种自然因素的作用下，其损耗随着时间的推移不断增加，逐步由量变向质变转化，最终可能导致突发性的破坏或严重的病害。为了保证大桥安全优质的运营状况，及时开展有针对性的养护措施，准确判断桥梁结构的内部物理形态和及时状况，为桥梁养护决策提供依据。

2、按检查的范围、深度、方式，分为日常巡查、经常检查、定期检查和特殊检查：

①日常检查。及时发现桥梁各构件及设施有无异常情况，及早发现可能出现的突发事件，为进一步检查提供依据。日常巡查分为日巡查和夜巡查两种形式。日巡查每日一次，夜巡查每周两次，恶劣天气条件下应加强巡查。

②经常检查。依据《养护手册》规定对桥梁结构变异，各构造部件（包括上部承重结构、下部结构、桥面系以及标志、标线等附属设施）的表观缺损、缺失状况、桥梁病害情况进行检查。经常检查以目测为主，辅以简单设备（如望远镜、照相机、摄像机、无人机等），配合锤子、尺子等简单工具，对可及结构外表的可见病害和缺陷进行检查。经常检查一般为每月一次，每次两周，对桥梁全线进行周期覆盖，台风季节适当增加检查次数。

③定期检查。以目测配合专门仪器或设备对桥梁主体结构及其附属设施的技术状况进行等级评定的全面检查。定期检查一般委托有相关桥梁检测资质和能力的单位完成。主桥定期检查为每年一次，引桥定期检查为2年一次，对桥梁全线进行周期覆盖。

④特殊检查。是对于突发事件（地震、飓风、雷电等自然灾害、车（船）撞、火灾、危险品泄漏、爆炸等外力影响以及自身质量缺陷等）造成的异常情况，委托有相关资质的单位根据桥梁的类型、破损状况和性质进行特殊检查。特殊检查采用仪器与目视相结合的方式，进行线形测量、无损试验、取样试验、对比试验、现场荷载试验等。

（三）推行专业化养护队伍

对于桥梁不易检查和养护技术比较专业的部位，如主桥的控制网布置、桥面线形测量、主塔偏位及锚碇位移检测，拉索系统、伸缩缝、水下基础、钢结构及防撞系统的专项检测等，主桥及引桥的巡查、日常养护、桥梁病害维修及突发事件应急处理，引进专业化养护和专业技术队伍进行养护和检测。一方面可以转嫁风险，另一方面节约人力和资源成本，提高养护的及时性和准确性。

（四）谋划建立桥梁数据中心

充分发挥技术优势，建立省内大桥数据中心和养护管理系统，采用现代化手段，做到全省桥梁健康监测数据集中分析、预警预判和存储，指导桥梁现场预防性养护或维修；研究桥梁养护管理功能需求，结合大桥已有的养护管理子系统，如桥梁健康监测系统、动态称重系统、主缆除湿系统、视频监控系统、桥梁养护管理系统、巡检智能客户端APP等，实现养护管理数据中心，细化工作流程，推行网上办公和考核方法，规范管理行为并留存工作轨迹。

（五）突发事件应急处置

为有效防范和及时处置大桥各类突发事件，最大程度地预防和减少各类突发事件对大桥造成的损害，提高大桥整体应急处置能力，维护大桥有序、安全、畅通、运营，特制定应急预案。历年来大桥经历车（船）撞、火灾等突发事件时，立即启动相关应急预案，组织人员对受损设施及时进行抢修，确保了设施的安全、完好。

四、提高跨长江大桥养护水平的几点建议

（一）加强人才队伍建设

跨长江大桥关键技术特殊、结构类型复杂、构件数量大，对大桥的检查、维护、维修提出了极高的要求，需要一批高水平、高素质的技术管理人才，通过引进、培养、交流等多种方式打造一支专业化管养团队。

（二）加大检查检测仪器和养护机械设备的投入

检查检测仪器是大桥养护最为重要的工具，如桥检车、无人机、望远镜、裂缝观测仪、智能检查终端等。选择合理的设备设施，加大资金投入。

（三）注重材料积累、备品备件的储备

随着大桥运营时间的持续以及交通量的增长，大桥的结构构件的病害也会相应增加，这些病害都会影响到大桥和桥上车辆的安全。因此，合理的材料备品备件的储备，能防患于未然。养护工作者随时了解国内外的先进经验，为大桥的养护工作提供技术和资料储备。

（四）完善桥梁养护管理系统

通过实际采集的各部件数据，系统地掌握桥梁的技术状况，逐步建立“桥梁评价、预测和决策”实用技术系统。完善养护管理数据库，以实现对大桥的运营实时跟踪监测与控制，指导日常的运营养护维修工作。

（五）特殊天气下的大桥养护

①高温或低温季节养护。高低温季节着重对伸缩缝、阻尼器、支座、钢桥面铺装以及钢箱梁的养护，低温季节还应对钢结构连接、除湿系统、检查小车、景观照明等设备重点养护。

②恶劣天气养护。在雨季到来前要对钢结构涂装、桥面铺装、桥面排水、塔梁防水设施、安全设施等全面检修，大风天气情况下应对缆索振动、附属设施、安全设施、梁外小车等检查养护，保证大桥的正常运营。

六、结语

安徽省跨长江大桥的建设正值高峰期，每一座大桥在结构设计、施工工艺上均有科技创新，这给大桥运营过程中养护管理也带来了不同的挑战，每座大桥应针对其不同的关键技术结构进行专项检测、定期检查和必要时维修，同时也要对全桥实行检查、维护、维修和更换，保障大桥的全寿命周期内安全运行。相信通过对跨长江大桥养护管理的继续探索和养护管理经验积累，跨长江大桥的养护管理将逐步发展和成熟。

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▎资料来源：《中国公路学会养护与管理分会第九届学术年会论文集》