苏州水运钢结构桥梁运营期管养对策分析

瞿涛1徐汉江2

1.中铁大桥（南京）桥隧诊治有限公司江苏南京2100612.苏州市航道管理处江苏苏州215000

摘要：对苏州水运钢结构桥梁的基本情况和管养现状进行了统计与分析，已建钢结构桥梁数量18座占比30.5%，15座桥梁由地方政府进行管养，对管养单位的技术力量、资金保障提出了较高的要求。同时对相关的钢结构桥梁养护规范进行了调研，结合苏州水运钢结构桥梁运营期管养现状从技术和管理两方面提出了相关对策建议。

关键词：苏州水运钢结构桥梁运营期管养对策

1前言

苏州地区航道资源丰富，是长三角地区内河航运最为发达的地区之一。《交通运输“十二五”发展规划》中提出了“加快以高等级航道为重点的内河航道建设”的要求，苏南运河、杨林塘等高等级航道整治工程开工建设。“十一五”以来苏州水运已先后建成了40余座跨三级航道的桥梁。其中较多为钢结构桥梁。跨航桥梁改建完成后，原桥梁的产权权属交由公路、市政及地方政府等部门管养。钢结构桥梁的养护工作重要且专业，对管养单位的技术力量、资金保障等方面均有较高要求。

交通运输部《关于推进公路钢结构桥梁建设的指导意见》明确了到“十三五”时期末，新建大跨、特大跨径桥梁以钢结构桥梁为主，新改建其他桥梁钢结构比例明显提高，钢结构桥梁将成为今后国内新建桥梁的主要方向。在运营期内，钢结构桥梁如未得到有效的维修养护，易出现构件锈蚀、高强螺栓脱落等病害，将对桥梁结构的耐久性、安全性带来较大的安全隐患。因此，本文拟对苏州水运钢结构桥梁的基本情况和管养现状进行分析，并调研相关钢结构桥梁养护规范，从技术和管理方面提出合理化建议，以利于管养单位对钢结构桥梁开展更有效的运营期管养工作。

2基本情况与管养现状

2.1基本情况

“十一五”以来，申张线、苏南运河、杨林塘航道整治工程先后开工建设，改建跨航桥梁59座，其中钢结构桥梁（含钢管砼系杆拱）18座，占比30.5%。跨航钢结构桥梁结构形式有4种：钢管砼系杆拱9座，占比50%，钢桁架7座，占比38.9%，其余1座钢箱斜靠拱和1座钢箱梁。

2.2管养现状

苏州地区的桥梁一般按所属道路的产权属性归属不同部门管理，高速公路桥梁由高速公路管理公司管理，国省干道桥梁一般由市级公路部门管理，市政道路上的桥梁由辖区内市政管理部门管理，地方框架道路上的桥梁一般由县（区）公路部门管理，乡镇道路上的桥梁由地方政府管理。因此，在碍航桥梁改建完成后按照原桥梁所属道路的产权权属交由相关部门进行管养。

对苏州水运钢结构桥梁的管养部门进行了整理，15座桥梁交由地方政府管养（占比83.33%），2座桥梁交由公路部门管养，1座桥梁交由市政部门管养。地方政府是苏州水运钢结构桥梁管养的主要力量。

苏州地区的高速公路部门、公路部门及市政部门，在桥梁运营期养护上均设立专业的养护部门，建立健全检查、养护制度，在养护技术力量和资金安排上均可得到保障。地方政府一般将管养桥梁交由地方建管所管理，地方建管所对常规混凝土连续梁桥的检查、养护工作有一定的管养经验，但对钢结构桥梁养护要求、养护内容等缺少相关经验，养护技术力量不足。因此，苏州市水运钢结构桥梁移交地方政府管养，在桥梁运营期中可能会出现检查、养护不到位，管养工作缺失等问题。

苏州地区的公路桥梁、市政桥梁的检查、养护工作大部分利用市场化手段开展，通过招投标方式公开选聘第三方检测、养护单位开展检查与养护工作。地方政府管养的桥梁，由于养护经费、业务水平等原因，在选聘检测、养护单位时，对钢结构桥梁方面未提明确的专业要求，可能导致钢结构桥梁得不到专业的养护。

3养护规范调查及建议

3.1规范主要内容及要求

专门针对钢结构桥梁养护的技术规范尚未修编，现行的桥梁养护规范主要有《公路桥涵养护规范JTGH11-2004》和《城市桥梁养护技术规范CJJ99-2003》（以下简称“公规”和“城规”）[1，2]。两本规范从桥梁检查、评定和养护三个方面对公路桥涵、城市桥梁开展运营期养护提出了相关要求。对公规与城规针对钢结构桥梁在运营期的检查要求、方法、内容及养护要求进行了梳理汇总。

表1公规/城规中钢结构桥梁管养的主要内容及要求

注：表格中的“公规”为《公路桥涵养护规范JTGH11-2004》，“城规”为《城市桥梁养护技术规范CJJ99-2003》。

3.2相关养护规范的应用及建议

（1）检查与养护

公规与城规分别针对公路桥涵和城市桥梁在运营期的检查、评价及养护提出了相应的管理要求与技术要求。建议借鉴公规中桥梁检查与评定、钢桥的养护与加固和城规中城市桥梁的检测评估、钢结构梁养护的内容与要求等内容，将两本规范中钢结构桥梁的检查与养护内容及要求进行相互补充，以保证钢结构桥梁管养工作的及时性与可操作性。

（2）技术状况评价

在钢结构桥梁评价方面，公规建议了三种方法：桥梁各部件权重的综合评定方法、按重要部件最差的缺损状态评定方法、对照桥梁技术状况评定标准的评定方法。城规对Ⅱ-Ⅴ类养护的城市桥梁采用基于桥梁状况指数BCI评估桥梁技术状况的方法。综合评定法、BCI评估方法需要收集的数据多，评价方法复杂，建议采用公规中对照桥梁技术状况评价标准的评价方法。

（3）疲劳问题

钢结构桥梁在运营期间出现的构件、焊缝等疲劳问题较为突出，特别是直接承受车辆荷载的钢桥面板[3-6]。钢桥面板的疲劳裂纹的出现将影响桥面铺装工作性能，导致桥面铺装损坏，雨水渗入裂纹，形成钢桥面板腐蚀及裂纹扩展加剧的恶性循环。同时，疲劳破坏导致的结构破坏均为脆性破坏，破坏前预兆不明显，更容易产生严重的后果。现行国内桥梁养护规范中未明确提出钢结构桥梁疲劳病害的检查、评价及养护要求，结合国内外文献资料对钢桥面板疲劳问题的研究，列出了其容易出现疲劳裂纹的位置与建议。

表3.2钢桥面板疲劳裂纹常见位置及相关建议

（4）性能检测

钢结构整桥的承载能力、桥梁结构材料缺损状况需要进行特殊检查，特殊检查要求采用仪器设备进行现场测试、荷载试验等，并进行检算分析，形成鉴定结论。在桥梁养护规范中对现场测试、荷载试验的内容未具体明确。建议参考《公路桥梁承载能力检测评定规程JTG/TJ21-2015》、《城市桥梁设计规范CJJ11-2011》[7，8]等规范要求开展钢结构桥梁开展运营期整桥性能检测工作。

4管养合理化建议

结合苏州市水运钢结构桥梁的基本情况和管养现状，对钢结构桥梁相关养护规范进行调研，对开展钢结构桥梁管养工作有以下几点建议：

（1）建议修编专门的钢结构桥梁养护技术规范，在正式的钢结构养护技术规范出台之前，可综合借鉴《公路桥涵养护规范JTGH11-2004》和《城市桥梁养护技术规范CJJ99-2003》对钢结构桥梁开展检查、养护工作。

（2）建议参考公路桥涵养护规范中对照桥梁技术状况评价标准的评价方法进行钢结构桥梁技术状况快速评价；高度重视钢结构桥梁的疲劳损伤问题，对钢桥面板的常见疲劳裂纹位置、检查与养护可参见表1；参考《公路桥梁承载能力检测评定规程JTG/TJ21-2015》等规范要求开展钢结构桥梁整桥性能检测工作。

（3）突破传统以道路性质划分桥梁管养权限的束缚。地方政府不具备开展钢结构桥梁运营期养护工作能力的，可将此类桥梁集中交由区县一级或以上的公路部门或市政部门进行管养，财政上积极支持钢结构桥梁养护专项经费的安排，确保钢结构桥梁得到及时、有效的养护。

（4）引入“预防性养护”的管养理念，对钢结构桥梁建立连续的可追溯的检查数据库，为持续跟踪桥梁运营期的使用性能提供数据支持，同时为桥梁的状态评估及开展预防性养护工作提供基础。

（5）由“重建轻养”的思维模式转变为“建养结合”，在建设阶段预先考虑运营期的养护工作，如预先埋设检测设备（钢构件上预先埋设传感器），为运营期养护工作开展提供便利，并获得桥梁原始状态的数据。选择部分交通流量大的钢结构桥梁开展运营期监测试点工作，全面了解钢结构桥梁在运营期的使用状态。

参考文献：

[1]JTGH11-2004，公路桥涵养护规范[S]．北京：人民交通出版社，2004．

[2]CJJ99-2003，城市桥梁养护技术规范[S]．北京：中国建筑工业出版社，2003．

[3]王春生，冯亚成．正交异性钢桥面板的疲劳研究综述[J]．钢结构，2009，9（24）：9-13．

[4]F.B.P.deJong.OverviewFatiguePhenomenonInOrthotropicBridgeDecksInTheNetherlands[J].2004OrthotropicBridgeConference，Sacramento，California，USA.August25-27，2004.

[5]RomanWolchuk，LessonsfromWeldCracksinOrthtropicDecksonThreeEuropeanBridges[J].JournalofStructuralEngineering，1990，116（1）：75~84.

[6]熊健民，叶勇，余天庆．基于正交异性钢桥面板的疲劳寿命分析[J]．湖北工学院学报，2003，18（4）：10-13．

[7]JTG/TJ21-2011，公路桥梁承载能力检测评定规程[S]．北京：人民交通出版社，2011．

[8]CJJ11-2011，城市桥梁设计规范[S]．北京：中国建筑工业出版社，2011．