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当大桥遭遇“老龄化”

杜彦良,孙宝臣等 中国工程院院刊 2021-06-17


交通基础设施形势严峻

截至2016 年年底,我国公路总里程达到4.6×106 km,其中高速公路里程超过1.3×104 km,覆盖90% 以上城镇;铁路总里程达到 1.24×105 km,其中高速铁路运营里程超过2.2×104 km。

据不完全统计,在公路网中,2014 年各类危桥数量达7.96 万座,约占桥梁总数的10.5%;仅重庆的187 座高速公路的隧道中,就有1/3呈现渗漏水现象,从而导致隧道事故频发。


结构病害

交通基础设施经受着复杂环境(风、雨、雪、车辆荷载、海洋环境等)的长期作用,以及突发自然、地质灾害侵袭(或恐怖袭击)等多因素致灾威胁,造成结构病害不断增多、承载力不断下降、功能不断丧失,甚至结构垮塌等突发事故。

同时,由于结构设计不合理、施工组织与管理不当、材料性能缺陷、病害诊治手段不足、养护维修不及时等,导致工程质量安全隐患增多,实际使用寿命远低于预期设计寿命,“短寿命”问题突出。

我国1/4以上的桥梁存在结构性缺陷、不同程度损伤和功能性失效等安全隐患,60%的桥梁实际寿命不足25年;1999年以来,重大桥梁垮塌事故就有40多起,造成了巨大的财产损失、人身伤亡和恶劣的社会影响。

随着桥梁运营时间的增加、材料与结构的自然劣化以及重载交通压力的持续增加,桥梁结构的运营安全及运营形势依旧十分严峻。


大桥遭遇“老龄化”

交通基础设施的设计使用年限一般为50~100年。在实际使用过程中,有相当数量的交通基础设施能够接近或达到设计使用寿命,进入“老龄化”。

预计未来20~30年,我国交通基础设施“老龄化”问题将进入高峰期,运营风险增大,应提早制定科学合理的对策。

例如,我国早期建造的武汉长江大桥、大瑶山隧道、北京1 号线地铁等重大交通基础设施,由于建造质量高、养护维修管理好,即使达到设计使用寿命,仍有可能维持正常使用功能并具有进一步延长使用寿命的潜在能力。


择善而从

在交通基础设施建设发展的过程中,发达国家的大规模工程结构建设比我国起步早,“老龄化”程度比我国突出。

进入21世纪后,美国、日本和欧洲等国家和地区已强力推进与延长桥梁寿命相关的科研工作和工程实践,例如,欧盟的可持续桥梁项目和长寿命桥梁项目,日本的桥梁长寿命化维修计划,美国的公路战略研究计划二期(SHRP 2) 和桥梁长期性能研究计划(LTBP)等。

2015年日本发布了以“构筑长寿命安全保障体系、提高伤损毁抵抗能力”为目标的发展规划:通过采取检(监)测监控措施和预防性养护维修新理念,推动现代监测技术等相关高新产业的发展,使由性能退化导致的重大事故为零。


大桥的“长寿命”安保

针对我国交通基础设施存在的结构病害严重、“短寿命”突出、“老龄化”日益凸显、长寿命安全服役面临严峻挑战等问题,我国应借鉴发达国家在长寿命安全保障方面的先进经验,开展交通基础设施长寿命安全保障体系的系统研究,建立完善的“交通基础设施长寿命安全保障体系”。

中国工程院自2014年起开展了“交通基础设施重大结构安全保障战略研究”(2015-XZ-28),在交通基础设施健康监测、安全控制与长寿命安全保障等方面取得了丰富研究成果。《中国工程科学》2017年第19卷第6期为此刊发专题。


☝以上内容摘自

杜彦良,孙宝臣,吴智深,钱永久,高阳.关于建立健全交通基础设施长寿命安全保障体系的战略思考[J]. 中国工程科学,2017,19(6):1-5.


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