编者按 我国拥有众多宽阔的河流、峡谷和漫长的海岸线。为了适应交通运输的需要，政府在近20年的时间内耗费巨资，在国省道干线公路跨越江、河、湖、海的咽喉控制部位，建设了大量的长、大跨径桥梁。根据交通运输部2001～2016年的统计数据表明，我国公路桥梁总数从2001年底的28.4万座，发展到2016年底的80.53万座，平均每年新增的公路桥梁数量超过3万座左右。图1、图2分别为近年来我国公路桥梁数量增长变化，以及公路桥梁中特大型桥梁数量增长变化。
图1 2001～2016年公路桥梁数量增长变化
图2 2004～2016年特大桥梁数量增长变化
经多年发展，现阶段我国桥梁养护管理制度已形成初步体系。交通运输部先后颁发了《公路桥涵养护规范》(JTG_H11-2004)、《公路桥梁技术状况评定标准》(JTGT H21-2011)、《公路桥梁承载能力检测评定规程》(JTG/T J21-2011)用以规范各项养护评定工作。同时，颁布了《公路桥梁养护管理工作制度》的通知(交公路发〔2007〕336 号)、《交通运输部关于进一步加强公路桥梁养护管理的若干意见》(交公路发〔2013〕321 号)两项管理文件，其内容对桥梁养护工作作出较为详细的规定。相关资料表明，“十二五”期间，我国大型桥梁管养规范化水平不断提高。
但是，大跨径桥梁的养护工作具有养护盲区多、易损构件多、养护投资多的特点，而相应的养护标准、养护经验和专业养护队伍却很缺乏。
同时，大跨径桥梁病害频发。根据“十二五”期间调研结果，我国大跨径桥梁普遍存在拉索(吊杆)护套破损、拉索(吊杆)振动异常、索夹滑移、吊杆腐蚀断裂、钢箱梁疲劳开裂、钢桥面铺装破损、锚锭渗水、叠合梁桥面板开裂渗水、螺栓损伤、预应力混凝土连续刚构桥下挠超限等典型病害。大跨径桥梁的管养水平还需要进一步提高。
大跨径桥梁养护工作
面临的突出问题
桥梁在服役过程中，由于受到诸如施工缺陷、材料退化、极端荷载和偶然事故等各种内外因素的作用和影响，结构安全性不能得到完全保障，需通过检测养护、维修加固等措施，确保运营安全。检修通道的设置对于养护工作的开展至关重要，检修通道设置不全或者维修不及时，会增加整体结构运营风险。
2016 年国省干线重点桥梁监测项目中，对涉及的40座桥梁检修通道情况进行调查。其中，有1 座斜拉- 悬吊体系桥梁，3 座悬索桥，3 座斜拉桥，21 座梁式桥，12 座拱桥。检查发现，部分桥梁检修通道设置不全，且已设置的部分检修通道也存在保养问题，主要问题如下：
(1) 检修通道疏于管理与维护
巡检过程中发现，由于管养单位疏于对检修通道进行管理与维护，多数检修通道产生了一定病害，影响了其使用性能，部分通道甚至存在安全隐患。
(2) 桥梁主要构件未设置检修通道或通道设计不合理
桥梁的主要构件未设置检修通道或设计的通道不合理导致无法使用，是长大桥养护的重要问题。
① 未设置检修通道
40 座被检查桥梁中，主梁内部不可进入的桥梁为6座梁桥、1 座斜拉桥。不能进入的原因主要为未设置人孔或人孔设计不合理。在设计阶段，由于设计人员对桥梁运营期的养护管理认识不足，为方便起见，往往不进行检修通道的设计。结构一旦建成后，由于某些构件或部位不具有检修通道，工作人员无法对这些位置进行检查，导致了养护盲区。
② 检修通道设计不合理
在巡检过程中发现，12 座拱桥的拱上结构均具备相应的通道，大多数均为拱肋自身或依附拱肋而建的结构，但检查的范围和深度存在问题，不能覆盖所有的拱上结构，箱形拱桥、肋拱桥可借助桥梁检测车到达拱桥拱顶截面上缘位置及其附近下缘位置，其余位置如拱脚至主拱圈1/4 处均难以抵近检查。
(3) 缆索体系桥梁桥塔外部、斜拉索或吊索的检查问题
大部分缆索体系桥梁在桥塔外不设置检修通道。对于斜拉索或吊索，由于数量较多、长度不一，很难设置合适的检修通道进行检查。另外，除了结构检查方面的问题，由于不具备相应的检修通道，管养单位对缆索体系桥梁桥塔外部以及索结构的维修问题一直是桥梁养护工作中的难点。
大跨径桥梁养护细节多技术复杂，桥梁的管养单位在工作过程中，会有意无意地忽略一些技术工作，造成养护工作在某些细节投入不足，久而久之形成养护盲区。
图3 悬索桥主要养护盲区
(1)悬索桥主要养护盲区
① 检查中易忽略部位为桥墩及桥台。主要原因是养护主管部门对下部结构重视不够，没有形成定期检查机制。
② 索塔无损检测也是检查中易忽略的项目。忽视索塔的无损检查，更多是主观原因造成，养护主管单位没有对大体积混凝土结构劣化危害有足够的认识。
图4 斜拉桥主要养护盲区
(2)斜拉桥主要养护盲区
① 桥梁空间变位测量开展情况不容乐观，除主梁标高外，其余各检查项未开展比例均较高。部分养护单位在运营阶段偏重外观检查，忽视结构变位监测，造成此项检测工作开展率较低。
② 索塔及箱梁混凝土无损检测开展率不高。索塔的无损检测开展率不高，是缆索承重体系养护单位的共同不足，主要原因是裂缝等索塔混凝土病害无法避免，造成管养单位的主观上忽视对其他项目的检测。
③ 拉索PE 损伤检测、拉索开仓检查未开展率较高，斜拉索振动监测各桥均未开展。无损检测开展不高的原因，一方面由于管养单位未意识到专门检测的作用，另一方面由于这几项检测费用较高，无特殊需求的单位一般不开展。
图5 梁式桥主要养护盲区
(3)梁式桥主要养护盲区
① 混凝土T 梁桥检查检测的主要盲区为构件连接部位检查。T 梁桥抵近检查难度并未较混凝土箱梁高，但由于构件更多，容易出现连接部位病害，养护单位理应更加重视。调查表明，T 梁桥养护单位检查检测意识需要增强。
② 混凝土箱梁内部检查检测工作未开展率较高。部分原因是进入箱梁内部通道设置不足。管理单位养护意识不足，也是检查工作开展不力的重要原因。
图6 拱桥主要养护盲区
(4)拱桥主要养护盲区
① 大多数拱桥在养护中，忽视了对主拱圈的特殊检查，所有此类桥型拱肋特殊检测开展不好。管养单位明显未意识到钢结构焊缝及涂层的检测的重要性，养护工程师定期培训中，也应重视对相关病害及养护检测方法的介绍。
② 悬吊体系检查检测项目综合未开展率较高，明显高于悬索桥相同构件比例。PE 损伤检测、吊索振动监测均未开展。中承、上承式拱桥的管养单位应加强吊索系统的检查养护意识，防止发生吊索锈蚀、断丝等结构性病害。
经多年国省干线重点桥梁监测工作调研，绝大多数大跨径桥梁均已编制养护手册，但养护规划比较缺乏，大部分养护单位处于被动养护的状态，头痛医头脚痛医脚，达不到预防性养护的要求。主要表现出了以下几个方面的欠缺：
(1)由于没有对桥梁结构做有效的风险评估和易损性分析，所以无法掌握结构的薄弱位置。在经常检查和定期检查中，没有重点，导致在出现损伤的初期，无法及时发现损伤。
(2)由于没有提前做好技术储备，当发现结构损伤时，无法判断损伤原因，也无法及时形成有效的补救方案。
(3)由于对未来养护费用的规模缺乏了解，在桥梁损伤集中爆发时，无法筹备足够的资金进行维修，导致损伤恶化，甚至产生安全事故。
针对大跨径桥梁
养护问题的解决方案
图7 特大跨径桥梁检查车
图8 特大跨径桥伸缩缝下方
(1)注重特大跨径桥梁的检修通道设计
特大跨径桥梁新建时应贯彻可维修设计理念，充分考虑后期养护需求，设置桥梁检修通道。对于通道的设置，应注重以下几个要点：
① 设置梁底检查车
特大跨径桥梁在条件允许的情况下应设置梁底检查车，特别是斜拉桥及悬索桥，梁底检查车设置技术已比较成熟，设置梁底检查车可减少大量的检修盲区且花费不高。
② 应在特大跨径桥梁主桥、引桥之间的伸缩缝下方，留有设置检修通道的空间，如条件允许，可设置检修通道。
③ 引桥伸缩缝、桥台处伸缩缝下部空间应足够维修人员进行检查维修。
④ 应设置便于拆装的防尘罩
旧式支座防尘罩采用螺钉固定的方式，每次检查非常不方便，而且耐久性较差。大部分桥梁的防尘罩几乎都不可用。设置易拆装的防尘罩便于检查。
图9 桥台处应有足够的维修空间
图10 易拆装的支座防尘装置
(2)对特大跨径桥梁检修通道进行定制化设置
桥梁结构类型多种多样，一般的桥梁结构可以采用通用形式的检修通道，但对于某些特殊结构形式的桥梁来说，需要设计专门的检修通道。虽然设计专门的检修通道需要投入一定的费用与人力、物力，但为了实现特殊、复杂结构的养护与维修，设计专门的检修通道是必要的。
虎门大桥辅航道由于主梁根部梁高较高，主梁外表面已无法采用桥梁检查车进行抵近。为此，管养单位在主梁梁底设置了检查车。该梁底检查车可上下伸缩，能够实现对于变截面箱梁外表面的全面检查，在国内尚属首次。
图11-a 虎门大桥辅航道桥梁底检查车
图11-b 虎门大桥辅航道桥梁底检查车
(3)高精尖电子设备与检修通道相结合
随着科学技术的发展，针对桥梁检测工作研发出了许多电子检测设备或系统。这些电子设备具有操作简单、效率高、功能多等优点，大大降低了人工检查桥梁的工作量。目前，有桥梁管养单位在检修通道内安装了各类电子设备，以实现对桥梁结构检查的自动化、电子化，取得了较好的效果。
图12 箱梁顶板视频快速检查系统
图12 为箱梁顶板视频快速检查系统。通过在箱梁内部检修通道上安装轨道，并设置有沿轨道移动的摄像设备，就能够实现对箱梁内表面的检查。根据采用摄像设备的类型，可以获得不同角度、不同侧面、不同分辨率的图像，检查人员无需进入箱梁内部，使桥梁的检查工作变得简单容易。
(4)制定检修通道设计规程
本次巡检过程中发现的各类桥梁检修难题，需要在桥梁设计中引起重视。在今后的桥梁设计中，应贯彻全寿命管理的理念，及时吸纳运营养护中的经验，切实提升桥梁检修设计水准;同时，应加强桥梁检修设计的系统研究，在桥梁设计规范中完善检修方面的相关要求。
前述分析可知，绝大部分盲区的形成，由检修通道不足及技术力量不足导致。针对形成原因，主要建议如下：
(1) 采用智能技术手段高效开展外观检查与振动监测
① 缆索机器人检查斜拉索表观状况
对斜拉索自由长度的PE 护套的缺损情况，可采用缆索检测机器人进行检查，对斜拉索外观进行360 度录像和拍照，检测时在地面通过无线传输回来的视频信号对外观作实时监控。
② 无线智能设备监测斜拉索振动
斜拉索振动监测采用无线智能索力计，对缆索支承型桥梁的索力振动进行测量，无需额外配备数据采集仪、滤波器，无需连接模拟信号线缆，自动完成无线自组网，体积小巧，安装方便，可支持拆卸多次利用;数据能无线关联到汇集网关，实现传感数据上传。
(2)定期开展支座专项检查
建议定期开展支座专项检查，采用外观检查与专门检查相结合的手段进行。
① 重视外观检查深度。支座外观检查可采用病害照相记录的方式。检查过程中，对每个支座的正、反面进行拍照。详细记录支座各部件病害。
② 开展支座滑板专门检查。滑板和不锈钢在温度、荷载的作用下，不断的产生相对运动。当滑板和不锈钢之间的磨耗值达到一定程度时，支座滑板会逐渐变薄甚至完全被磨耗掉。
(3)完善桥梁检修通道
调查中发现，部分桥梁主要构件未设置检修通道、通道设计不合理或由于疏于管养，检修通道存在病害、缺失、故障等问题，造成检查不能正常进行。这些问题不仅给桥梁结构检查工作带来了盲区，也给桥梁的正常运营带来了安全隐患。因此，需要对桥梁的检修通道进行完善。
新设检修通道前，应对经过详细计算，并采取合适的加固措施。例如在混凝土主梁上增设人孔，孔洞的尺寸大小应经过验算，不能影响整体结构和局部位置的力学性能，必要时在开孔处粘贴钢板补强后进行开孔。
图13 桥梁中长期养护规划主要内容
为了改变养护规划不足的被动养护的局面，有必要编制桥梁的中长期养护规划。规划的期限一般为20 ～ 30 年。其中，前5 年为规划初期，5 ～ 15 年为规划中期，15 年之后是规划后期。规划内容可分为基础研究、主体内容和更新管理三部分，具体如图13 所示。
我国的基础设施已经进入存量管理时代，大跨度桥梁养护工作的比重增加、难度加大是各级管理部门共同面对的挑战。经多年发展，我国大跨度桥梁养护工作标准化程度得到提升，但面临的问题也比较严峻。本文通过分析大跨径桥梁养护现状及养护工作的主要问题，给出针对性研究成果及工作建议，期待桥梁管养及建设部门，在设置检修通道、扫除养护工作盲区、进行养护工作规划上投入更多精力。随着既有桥梁使用寿命的增加及新建桥梁建成通车，我国大跨度桥梁养护工作将会愈加繁重，这既是挑战也是机遇。相信通过不断研究养护技术，探索桥梁养护理念，大跨度桥梁养护创新将成为助力我国基础设施事业蓬勃发展的重要动力。
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