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目前桥梁加固养护行业情况

作者: 发布日期:2019/4/4 关注次数: 二维码分享

改革开放后,大力投资基础建设成为国家意志,重视新建项目建设使我国近三十年的道桥数量超过过去几千年的总和,各种结构型式应有尽有,建桥技术水平也达到了世界一流。但在重视新建的同时,没能同样重视后期养护管理,除少数重要桥梁外,大量的桥梁在过去一段时间里处在缺少管养的状态,全国范围的桥梁状况堪忧。至2006年有关资料显示,全国病害桥梁超过10万座,其中危桥有6282座。这些桥梁均属于五类桥,即“技术状况处于危险状态,部分重要构件出现严重缺损,桥梁承载能力明显降低并危及桥梁安全”。


中国桥梁的现状堪忧我国大量病害桥的主要成因:


1、建国初期至改革开放前的几十年中修建的大量桥梁约24万座,标准低、年久失修不能满足现代交通的需求。


2、近三十年的快速发展,建桥的设计、施工管理水平发展相对滞后,还处在不断提高的过程中,因而许多桥梁未通车就存在隐患。


3、基础研究不够。许多桥梁在结构上、材料上的基础研究还不足,设计规范标准也存在滞后的问题,有些桥梁在成桥后的长期使用中发现这样或那样的缺憾。


4、超载、超限车难以控制。因为交通运输管理体制等多方面的原因,中国公路桥梁上行驶的大型车辆普遍超载,且怵目惊心。单车过百吨、轴重过250KN的车辆时常可见。这些车辆对道路桥梁的破坏是直接而致命的。


5、缺乏有效的管养机制。面对数量庞大、增长迅速的桥梁,我们没有建立有效管养体系,众多桥梁缺少管理和保养。让“小病”逐渐发展成“大病”,桥梁长期带“病”工作,发展成为危桥。


从九十年代后期开始,国内桥梁病害的现状渐渐被主管部门和业主重视。相关的科研设计机构和大型施工企业开始在桥梁养护领域做技术和管理的探索,业内对桥梁病害的认识也经历了“回避掩盖正确面对主动预防”这三个阶段。对桥梁养护管理的概念有了更多的共识,特别是《公路桥梁养护规范》、《公路桥梁加固设计规范》、《公路桥梁加固施工技术规范》等一系列标准规范的出台让全行业有了共同的技术共识和操作标准,为今后桥梁合理有效的养护管理奠定了基础。


众所周知,我国桥梁养护加固技术发展的历史不长,市场管理尚在初始阶段,缺少有效的制度和措施保证,且项目规模小,数量多,地域分散,从业人员技术能力和管理水平参差不齐等许多不利于行业健康发展的因素,使得桥梁养管难以完全达到效果。这些问题主要表现在以下几个方面:


1、桥梁养护加固市场有待规范


桥梁养护加固项目对检测、设计、施工、监理等从业人员综合能力要求较高,而事实上这个行业目前的管理还不及新建项目的管理有效。如果把桥梁比作病人,从业人员比作医护工作者,那么这个市场里,大医院、小诊所、名医、游医、中医、西医等各路人马,各显神通,让人目不暇接,难分优劣。在这个从业大军中,真正有技术、有实力、有信誉、有规模的并不多,更多的是小规模的公司。


这些单位的背景大致有以下几种:


第一,从原国有科研设计单位转型过来;


第二,从原来传统施工企业分离出来;


第三,从加固材料供应商、产品经销商提供服务的过程中加入进来的;


上述三类企业各有所长,也存在各自的弱点:


第一类企业,有技术、有人才,但缺乏施工管理能力和经验;


第二类企业,有一定的施工管理能力和经验,但技术和人才不足;


第三类企业,有材料成本技术上的优势但都以民营小公司为主,综合实力有待提高。


桥梁养护加固市场上需要的是具有技术、人才、管理、研发的综合企业,现实中真正在技术、人才和管理上有综合能力的企业数量太少。 市场上大小企业一起竞争,“优良中差”共同生存的局面已经形成。


2、结构检测技术过多依赖经验


近三十年来,桥梁设计技术发展迅速,设计、施工水平已达到了相当高的程度。千米级斜拉桥苏通大桥、世界级跨海大桥杭州湾大桥、以及世界第一拱桥朝天门大桥的建成标志着世界桥梁的设计建造水平达到新的高度。可旧桥的检测水平发展比较缓慢,我们还不能够精确判断桥梁病害状态,不能准确测量砼结构中关键的应力指标,还无法知道结构中钢筋和钢铰线的应力状态和锈蚀程度。这些技术上的困难导致我们在处理这些病危桥梁时,过多的依靠经验,依靠专家,在如何科学准确及时掌握桥梁状态的方面还有大量的工作要做。


3、新材料新技术推广应用过于功利性


桥梁养护加固行业,是多学科的交叉领域,新材料新技术始终是这个行业发展的动力和方向。但新材料新技术新工艺的应用,要规范科学,现在的技术推广和引进功利性太强,进口品牌在规模、营销和技术上占有优势,我们不能仅凭一纸文件,几本外文的宣传资料和个别专家的推荐就一哄而上,轻率采信四处推广,病危桥梁加固是个严肃认真的事情,桥梁是国家的重要财产,不能折腾,更不能做试验,现在国内加固失败的桥梁例子已经有了,应该引起有关部门和行业的重视。


4、施工企业技术与管理能力与市场需求悬殊过大


桥梁养护加固施工是非常专业化的施工作业,对从业人员有较高的要求,养护加固施工不同于一般的新建桥梁,养护加固施工工艺复杂,操作精细,对施工管理人员的技术素养、敬业精神和管理水平要求更高。施工企业的专业化水平直接决定了桥梁加固的成败。而国内目前桥梁养护加固专业化公司里,专业技术人员超过100人,年施工规模超过亿元的企业,数量太少,和全国每年的病危桥梁相比,数量悬殊很大。这给行业的健康发展留下了隐患。


5、基础研究投入不足


基础研究是任何一个行业健康发展的基础,我国新建桥梁的基础研究近几年投入很大,取得了重大进步,造就了一批世界级桥梁,但桥梁养护加固行业的投入就远远不够,在新编出版的《公路桥梁加固设计规范》和《公路桥梁加固施工技术规范》中,许多需要量化的指标,由于没有可靠的试验依据,专家几经斟酌没有采纳,留下遗憾,科研投入的严重不足限制了行业的健康发展。


社会化、专业化、科学化的养护体系亟待建立


桥梁养护的较佳方式是预防性养护,而不是成为危桥后维修加固。应采用积极正确态度,建立桥梁养护体系,规范管理,用“社会化的养护市场、专业化的养护队伍和科学化的养护手段”来规范市场,让桥梁更健康的为社会服务,延长中大修周期,从而达到又好又省的养护目标。


作为桥梁养护加固行业的一员,为起到“抛砖引玉”的作用,为行业发展尽一份心力,我们提出以下建议:


1、尽快推出行业资质管理办法,规范市场行为

让优秀的企业得到更好的成长空间,淘汰那些没有技术、缺少管理的小公司,保证行业健康有序地发展。


2、加强行业技术交流,促进技术共同进步

当前桥梁养护维修市场发展较快,技术进步也得到迅速发展,同行业应有一个专业的交流平台,交流技术、科研和施工管理上的经验,避免让促销等商业活动搭台唱戏变成主角,适当的时间可以进行行业评比,鼓励优秀,推崇高尚。


3、加强行业自律,规范从业人员的行为

国家规范和行政规定仅是一个行业底线,仅仅做到不违规不偷工减料、不以次充好是不够的,所有从业人员,企业负责人到现场操作工人都应有必须的职业操守和职业道德。从国内外经验看,行业的自律是行业兴旺发展的保证,如果一个“三聚腈氨”就打倒一个奶业行业,那么一个危桥事故同样也能危及整个产业的未来。


3.公路科学研究支撑桥梁养护管理促进行业科技进步

国家重点攻关项目“公路在用桥梁检测评定与维修加固成套技术研究”,把握行业热点和国际前沿问题,从基础理论研究、应用技术研发、成果转化与推广等方面设立百余项科研项目,取得了一系列技术成果与突破,成为解决公路桥梁养护管


我国有着几千年造桥的历史,从古至今,万安桥、虎渡桥、赵州桥、南京长江大桥,座座令世人瞩目,更令国人自豪。“一桥飞架南北,天堑变通途”,桥梁缩短了交往的距离,同时也改变了我们生活的环境。


然而,公路桥梁通常在建成投入使用的20—30年后,将愈来愈多地面临耐久性降低和安全性不足等问题,开展桥梁检测评定与维修加固,是保证桥梁安全服役、促进公路运输科学发展的重要举措。


以科技支撑危旧桥梁改造


我国现有公路桥梁57万余座,仅次于美国列世界第二位。为适应不断增长的养护维修市场需求,解决桥梁养护工作中的瓶颈性技术问题,从上世纪60年代开始,我国在公路桥梁领域立体开展了大量科研项目和计划。


桥梁检测评定与维修加固面临诸多世界性难题,一直是国际桥梁界研究的热点。国内外公路桥梁科研人员均在致力于无损检测技术、智能检测装置、桥梁耐久性与承载力评定方法及加固技术的研究。


其中的国家重点攻关项目“公路在用桥梁检测评定与维修加固成套技术研究”由交通部公路科学研究所牵头承担。根据我国公路桥梁的实际需求,围绕在用桥梁技术状况与使用功能评价、耐久性状况与承载力评定、加固改造、试验检测技术及其关键设备等主要技术内容,组织20多家科研、高校和养管单位,从1983年起,分四个阶段,依托十多个国家级、省部级科研项目和800多座桥梁进行了系列研究。项目研究从基础理论研究、应用技术研发、成果转化与推广等方面设立百余项科研项目,取得了一系列技术成果与突破。


1983年至1986年,项目第一阶段。重点研究了荷载试验方法、试验设备与中小跨径桥梁加固方法;


1987年至1992年,第二阶段。主要研制了承载力试验鉴定方法、桥梁技术状况和使用功能评定方法,研发了桥梁养护管理系统,系统引进了国外无损检测技术并进行了应用方法及其设备国产化的开发研究;


1993年至2000年,第三阶段。着重开展了桥梁耐久性状况和承载力检测评定方法、大跨径桥梁加固方法及加固新材料应用等的研究;


2001年至2005年,第四阶段。依托交通部西部交通建设科技项目,以理论提升、重点突破、集成创新和体系完善为目标,采用产、学、研相结合的方式,通过联合攻关与工程示范应用,形成了我国公路养护管理急需的在用桥梁检测评定与维修加固成套支撑技术。


23年来,项目组的研究人员跑工地、蹲现场,风餐露宿,提出了桥梁技术状况与使用功能评定方法,制定了在用桥梁材质与耐久性状况检测评定指南,创建了在用桥梁承载力检测评定理论体系与方法;制定了我国首部旧桥检算分析指南;研发了横张预应力、多点弹性支撑和钢筋混凝土套箍等加固新技术,完善了桥梁加固设计理论与方法,提出了基于费用与寿命系数的加固评价方法,编制了公路旧桥加固成套技术应用指南;开发了具有自主知识产权的荷载试验测试车、应力量测、裂缝仿生监测、混凝土智能无损检测及单点加载装置。


研究成果在全国进行了重点推广应用,培训技术骨干1800多人,培育并装备桥梁检测、加固与养护队伍38个,检测评定和加固改造桥梁2600多座,节约养护改造资金近26亿元,实现年均新增产值近8000万元,获第一届中国技术市场协会金桥奖。


项目获得发明专利2项、实用新型专利9项;出版专著7部;发表论文193篇,其中SCI收录2篇,EI收录24篇;培养博士、硕士336名。主要研究成果获2006年中国公路学会科学技术一等奖、2008年重庆市科技进步一等奖。主要成果被纳入《公路桥涵养护规范》、《公路桥梁加固设计规范》和《公路桥梁承载能力检测评定规程》等6部标准规范,对提高我国公路桥梁养护管理水平,推动行业科技进步做出了巨大贡献,具有广阔的应用前景。


结合国情搞创新实用易用


“公路在用桥梁检测评定与维修加固成套技术”结合我国桥梁自身及其使用特点,提出了基于检测结果的桥梁承载力多参数修正检算分析方法:在深入研究旧桥承载力影响因素和系统分析国内外已有评定方法的基础上,通过对桥梁技术状况进行检查评估,依据桥梁质量状况及耐久性参数检测、结构固有模态参数测试和使用荷载检查结果,采用旧桥检算、承载力恶化、截面折减及活载影响修正等多系数影响分析的方法,基于近似概率理论,建立了承载力评定方法与参数体系;通过对大量实桥检测、荷载试验鉴定资料的分析和实体工程试验验证研究,基于模糊数学评估理论与专家评估方法,采用影响因素敏感分析、德尔菲专家调查、层次分析和数理统计分析的方法,创建了桥梁承载力评定参数的理论模型和计算方法;分桥型研究确定了用荷载试验鉴定桥梁承载力的评定指标、应力和挠度校验系数的限制范围、裂缝扩展评定方法与标准等。这些成果攻克了桥梁技术状况检查评估结果、质量状况及耐久性参数检测评估数据、桥梁工作性能测试结果和使用荷载调查结果在桥梁承载力评定中如何合理有效应用的技术难题;解决了桥梁承载能力评定过分依赖荷载试验的问题,节约了桥梁承载力鉴定费用;克服了用荷载试验鉴定桥梁承载力无法反映鉴定期内材料进一步恶化,以及实际使用荷载与桥梁设计荷载存在偏差等的不利影响。


在检测技术与设备研发方面,为满足检测市场需求,研究开发了超声波检测装置、混凝土保护层测试装置、钢筋锈蚀测试装置等一批桥梁材质状况检测仪器设备及其测试分析方法和评价指标标准;静动态应力应变试验装置,检测数据无线传输设备、光纤传感器、弦式传感器等先进的检测仪器设备,不仅实现了国产化,而且完全拥有自主知识产权,性价比也明显优于国外同类产品。这些成果不仅形成了《公路桥梁承载能力检测评定规程》等行业技术指南与标准,使我国公路桥梁的承载力检测评定工作有据可依。而且研究正在走向深入和细化,如针对不同结构形式的桥梁损伤识别、安全评价和可靠性评估方法的研究项目,正在实施过程中;结构内部和基础等隐蔽工程缺损的检测评定方法与仪器设备,也在研发之中。


伴随着桥梁技术状况评定、结构检测与承载力评定技术的逐步定量化、科学化,桥梁的维修加固技术近些年取得了长足的进步与发展。许多新材料、新方法被应用于桥梁维修加固工作中。早在“六五”期间开始,交通部就组织实施了“提高旧桥承载能力的加固技术措施的研究”、“双曲拱桥拱座位移病害整治的研究”、“公路水毁成因及防治措施研究”等一批旧桥维修加固技术的研究,国内研究机构和院校还针对粘贴钢板、纤维片(板)材、增设体外预应力、增补钢筋、增大截面、改变结构体系等加固方法开展了大量专项研究,形成了较成熟的旧桥维修加固计算理论方法和技术措施手段。“十五”期间通过“公路旧桥检测评定与加固技术研究及推广应用”项目的实施,系统地研究总结和提升了国内外常用的20余种桥梁加固方法,并在旧桥加固基本原则,加固方法特点及适用条件、材料要求、施工工序质量控制与加固工程质量检验评定、加固后评价等方面取得了创新,形成了系统完善的桥梁加固成套技术成果,编制了公路旧桥加固成套技术应用指南,为桥梁维修加固的科学化、规范化奠定了坚实的基础。


目前,正在开展诸如石拱桥、桁式组合拱桥、双曲拱桥、钢筋混凝土肋拱桥、预应力混凝土斜拉桥、连续刚构和连续梁桥等的专用成套维修加固技术,桥梁抗震加固和震后加固技术,桥梁维修加固质量检验评定方法,桥梁加固高粘结抗扰动混凝土等新材料的研究。通过这些更为深入的专项研究,将使我国的桥梁维修加固工作更加科学规范。


桥梁养护管理任重道远


交通部公路科学研究所有关负责人告诉记者,我国虽已成为世界桥梁大国,但在桥梁的养护管理方面还有很多不足和亟待解决的技术和管理问题。随着国民经济的持续发展,这些问题会不断的暴露和显现出来,并成为制约公路交通事业持续健康发展的关键因素,也将成为我国走向世界桥梁强国过程中必须突破的一个关键环节。


具体表现在:


第一,公路路网中还有占总数为2.0%的半永久性桥梁与1.1%临时性桥梁,它们的承载能力普遍偏低,难以适应当前交通运输需求,其抵抗自然灾害的能力较差,安全隐患突出,急需进行“永久化”改造。


第二,1950年—1980年期间,按1981年以前颁布的不同版本的技术标准设计建造的桥梁,设计荷载标准偏低、桥面宽度狭窄。虽然,在“六五”、“七五”期间对它们进行了全面的技术改造,但由于当时资金有限,技术改造主要是以加固补强和加宽为主的。这些桥梁经过20余年的重载交通频繁运行,普遍老化、衰退严重,绝大多数桥梁处于“带病”工作状态。


第三,上世纪八十年代前修建的少筋混凝土桥梁(如:壳体桥、少筋微弯版组合梁桥、二铰板拱和双曲拱桥等)、桁架拱桥、刚架拱桥以及带挂孔的钢筋混凝土双悬臂结构和预应力混凝土T型刚构桥等,由于它们构造与施工上的特点以及结构体系上的弱点,使它们无法适应当前的频繁重载交通,存在冲剪与压溃破坏甚至构件掉落的危险。使用中的辽宁盘锦田庄台辽河大桥挂梁脱落就是一个典型例证。


第四,八十年代修建的预应力混凝土斜拉桥、中承式和下承式吊杆拱桥,由于受当时桥梁建设技术的限制,拉索和吊杆的防腐层普遍出现过早的老化损坏,钢束和锚头锈蚀严重;加上当时对锚固区的构造以及抗风、雨措施考虑欠合理,安全系数偏小,致使拉索和吊杆易出现疲劳破坏。由于构造和手段的限制,目前对它们无法进行更深入的检查,导致拉索和吊杆的破坏存在极大的突然性。广州海印大桥斜拉索和四川宜宾小南门桥吊杆断裂破坏就是典型个例。


第五,改革开放后,我国公路建设的高速发展初期建设的不少桥梁也存在安全与耐久性方面的隐患。如:在大江大河上、深沟峡谷间修建了为数众多的预应力混凝土连续梁和连续刚构桥,由于在设计和施工上存在一定的缺陷或不足,这些桥梁投入使用1到6年后,普遍暴露出预应力管道压浆不饱满或漏压浆、后期预应力损失偏大,主梁跨中下挠过大、梁体斜向和纵横向开裂等危及桥梁正常使用与耐久性的缺陷与病害;修筑高速公路采用预制安装施工方法修建的钢筋混凝土和预应力混凝土空心板梁与小箱梁桥,这些桥梁在投入使用以后,普遍出现了梁端支承受力不匀、支座滑脱造成梁体受力不均,横向联接薄弱、铰缝纵向开裂,单板或单梁受力在频繁重载交通下,存在极大的安全隐患。


第六,我国地域辽阔,区域经济发展水平和自然环境差异较大,造成不同地区的桥梁病害和损伤表现出较强的区域分布特点。如沿海地区的钢筋混凝土和预应力混凝土桥梁,普遍存在钢筋锈蚀、混凝土保护层层离或剥落等问题;西北、华北地区由于季节性河流较多、温差较大,下部结构的磨蚀与侵蚀问题;东北等寒冷地区,混凝土桥梁结构的冻融损伤问题;南方地区的基础冲刷和水毁问题。


业内专家普遍认为,随着时间的推移,耐久性问题将在我国今后的桥梁养护工作中变得越来越突出。目前我国桥梁耐久性技术研究刚处于起步阶段,技术水平远落后于欧美等发达国家。为解决这一问题,我国交通主管部门设立了“桥梁耐久性关键技术研究”重大专项,针对我国公路桥梁在材料组成、结构体系与构造、设计、施工、质量控制与养护维修等环节存在的耐久性问题进行了研究项目布局,以期形成一套提高我国公路桥梁耐久性的实用技术,为建立我国公路桥梁耐久性设计、施工、质量控制与养护维修等标准规范体系提供技术支撑。


我国的桥梁养护管理技术虽然取得了丰富的成果,但仍有很多现实的问题需要桥梁工作者逐一去解决,桥梁养护管理工作仍任重而道远。

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