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行业动态

我国桥梁安全保障面临的挑战
发布时间:2022年05月27日

桥梁作为高速公路的咽喉是经济发展的重要纽 带之一。近年来,随着我国经济的迅猛发展,交通 量和大吨位车量也随之增加,桥梁也担负着日益沉 重的荷载和交通量。因此,交通运输对桥梁安全通 行能力的要求也越来越高。

(一)基础设施“高龄化陷阱”

国外的统计资料表明,美国和欧洲的桥梁事 故从 20 世纪 60 年代起开始增多,桥梁垮塌多出现 在服役的 50~100 年,大量基础设施结构逐步达到设计寿命,老化、劣化现象逐步显现。测算表明, 按照现有维护管理理念和技术,由于费用的急剧 增长,2020 年后日本将没有任何新建基础设施的 经济能力。美国的桥梁结构劣化严重,维护、改 修及更新费用急剧膨胀,也面临如何合理解决对 一万亿美元的公路桥梁资产进行可持续维护管理 的问题。

我国的交通基础设施规模世界第一,基础设施 建设投资占 GDP 比例远高于发达国家,面临的“基 础设施陷阱”问题更加突出。根据《“十三五”现 代综合交通运输体系发展规划》,至 2020 年,预 计我国还将兴建大、中、小桥梁约 20 万座,总长度超过 1×10km,其中大跨径桥梁也将超过百座。 由于设计标准的差异、桥龄老化和运输量快速增长 等原因,我国 20 世纪六七十年代修建的大量桥梁 随着结构的老化,将面临较大的垮塌风险。

(二)桥梁建设标准不统一,建设质量参差不齐

国外的桥梁设计规范相对较为统一。我国自 20 世纪 50 年代开始采用《公路工程设计准则》到 2015 年采用的《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2015),一共使用了 6 版规范。特别是 20 世 纪 80 年代前依据旧标准建设的在役桥梁,技术标 准低,重建轻养,技术改造资金不足,技术状况普 遍偏差。

新规范调整了荷载标准,提高了我国公路桥梁 的安全水平,但部分桥梁设计荷载不能反映实际运 行车辆的荷载特征,在一定程度上给桥梁的养护管 理带来了不便,也给桥梁带来一定的安全隐患。根 据《公路桥涵设计通用规范》,国道桥梁设计标准 以超汽–20 和公路 I 级荷载为主,但低于汽–20 级的 桥梁有 4 355 座,所占比例为 3.8 %;省道桥梁荷载 等级分布比较均匀,但低于汽–20 级的桥梁有 9 629 座,所占比例为 10.8 %;县道桥梁基本以汽–20 和 公路 II 级荷载等级为主,低于汽–15 级的桥梁有 9 062 座,所占比例为 8.0 %[7]

另外,早期修建的桥梁(少筋混凝土结构等), 如壳体桥、少筋微弯板组合梁桥、二铰板拱和双曲 拱桥等,均存在结构上的先天不足,也带来了一定 的安全隐患。

(三)超载现象严重,地区差异大,劣化规律难以 掌控

我国公路的超载现象普遍存在,超载会增加 桥梁结构的负担,带来了一系列的疲劳与耐久性 问题,容易造成桥梁结构损伤、早期破坏,甚至 压垮桥梁。

我国地域辽阔,沿海地区存在钢筋锈蚀、保护 层层离或剥落等耐久性问题;西北、华北地区季节 性河流多、温差较大,存在桥梁下部结构磨蚀等问 题;东北等寒冷地区存在混凝土桥梁结构的冻融损 伤等问题;南方地区存在基础冲刷和水毁问题。不 同服役环境下桥梁的结构劣化趋势不同,很难准确 预测,加大了我国桥梁安全保障的难度。

(四)信息化程度偏低、桥梁数据库资料不完善

虽然桥梁信息化建设取得了很多成就,但目 前我国缺乏全国统一的桥梁信息化管理系统,缺 乏公开的桥梁事故数据库系统,缺乏统一的监测 系统设计标准和规范,结构健康状态评价理论尚 不完善。桥梁安全保障的基础就是摸清现状,我 国信息化程度偏低,也给桥梁安全保障带来一定 的难度。

综上可以看出,我国仍处于交通快速发展时 期,新建的众多交通基础设施空间体系愈加复杂, 而且随着既有基础设施服役期的不断增长,病害 和人为破坏不断增加,灾害破坏形式和致灾行为 与后果更为多变,影响桥梁安全因素多,形势严 峻。因此,我国公路桥梁的长寿命安全保障问题 是亟待解决的重大问题。