遼寧省國省干線公路橋梁養(yǎng)護(hù)管理體系構(gòu)建

蘇毅

（遼寧省交通廳公路管理局 沈陽市 110005）

遼寧省國省干線公路橋梁養(yǎng)護(hù)管理體系構(gòu)建

蘇毅

（遼寧省交通廳公路管理局 沈陽市 110005）

以遼寧省干線公路數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)評價、費用估算、管理決策以及報表生成為基礎(chǔ)，構(gòu)建了科學(xué)的養(yǎng)護(hù)管理體系，為相關(guān)工作的科學(xué)化、體系化提供支持。

國省干線公路；橋梁養(yǎng)護(hù)；養(yǎng)護(hù)管理體系

1 引言

遼寧省干線公路橋梁建造時代不同，上部結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，包括建國初期混凝土懸臂梁、裝配式T型梁、實心板梁，在大躍進(jìn)時期石板拱、雙曲拱，70年代兩鉸板拱、微彎板、剛架拱、斜腿剛構(gòu)、預(yù)應(yīng)力連續(xù)板、預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)、預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁、斜拉橋等，80年代以后空心板、裝配式I字組合梁、預(yù)應(yīng)力箱梁等。相應(yīng)地橋梁設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)隨修建年代不同差異較大，從汽車-10級到汽車超-20級、公路Ⅰ級、公路Ⅱ級等。有的橋梁經(jīng)過多次改擴(kuò)建，加寬加長前后結(jié)構(gòu)形式不同。綜上原因，造成養(yǎng)護(hù)管理難度較大。本文依托于遼寧省國省干線橋梁養(yǎng)護(hù)管理實踐，充分利用遼寧省干線橋梁管理研究成果，對遼寧省干線公路橋梁養(yǎng)護(hù)管理體系進(jìn)行了嘗試性的探索。

2 養(yǎng)護(hù)管理體系整體結(jié)構(gòu)

根據(jù)遼寧地區(qū)特點，結(jié)合實際養(yǎng)護(hù)管理特點，共分五個部分，分別為數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)評價、費用估算、管理決策以及報表生成。其組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。

數(shù)據(jù)采集包括靜態(tài)數(shù)據(jù)、動態(tài)數(shù)據(jù)、養(yǎng)護(hù)任務(wù)、檢測數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)等結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的搜集和管理。

狀態(tài)評價包括橋梁技術(shù)狀況評價、安全性評價、耐久性評價、經(jīng)濟(jì)評價、適應(yīng)性評價、狀態(tài)預(yù)測等多方面、多角度評價。

費用估算是指按概預(yù)算編制辦法、加固定額建立的費用分析模型，用以粗略地對各種方案進(jìn)行預(yù)估處理。

管理決策可以根據(jù)管理者需要，按照一定要求（技術(shù)性或政策性）進(jìn)行排序，并提出相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)報告，給管理者提供決策的依據(jù)。

報表生成是根據(jù)前面四項所采集或提出的成果，提交固定格式的基本報表及統(tǒng)計報表。

3 數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集是公路橋梁養(yǎng)護(hù)管理體系的基礎(chǔ)和核心，是實現(xiàn)橋梁養(yǎng)護(hù)與管理的前提，在整個體系中占據(jù)絕對重要的地位。遼寧省干線公路橋梁數(shù)據(jù)類型多種多樣，因此，為了有效地減少管養(yǎng)人員的冗余工作，提高管理效率，就需要制定統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)的橋梁信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。隨著橋梁運營時間的不斷變化，在實際應(yīng)用中，需要對信息數(shù)據(jù)不斷進(jìn)行維護(hù)和更新，始終保證所管理的數(shù)據(jù)與橋梁當(dāng)前實際情況相對應(yīng)。

從數(shù)據(jù)變化頻率的角度分類，可將數(shù)據(jù)分為靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)。靜態(tài)數(shù)據(jù)是指橋梁從建成通車到設(shè)計壽命終結(jié)始終不變化的數(shù)據(jù)，涉及橋梁屬性數(shù)據(jù)，一般為橋梁設(shè)計文件或竣工文件中的數(shù)據(jù)，包含識別數(shù)據(jù)（如橋梁分類、主橋上部結(jié)構(gòu)等）、結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)（如橋梁全長、橋跨組合等）、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（建設(shè)資金等）及橋梁檔案（如設(shè)計單位、施工單位等）。動態(tài)數(shù)據(jù)是指隨著橋梁投入運營的時間變化而不斷變化的數(shù)據(jù)，如病害數(shù)據(jù)、維修數(shù)據(jù)、養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)及評價數(shù)據(jù)等。

4 狀態(tài)評價

干線公路橋梁狀態(tài)評價是對橋梁的使用功能（宏觀）、使用價值（微觀）、承載能力（微觀）進(jìn)行的綜合評價。通過在役橋梁評價，可鑒定其是否仍具有原設(shè)計的工作性能及承載能力，進(jìn)而為橋梁的維修、改造、加固提供決策性的意見。

遼寧省干線公路橋梁養(yǎng)護(hù)管理體系包括技術(shù)狀況評價、安全性評價、耐久性評價、經(jīng)濟(jì)評價、適應(yīng)性評價、狀態(tài)預(yù)測等內(nèi)容。

（1）橋梁技術(shù)狀況評定。采用交通部最新《公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG/T H21-2011）進(jìn)行評價。當(dāng)評價結(jié)果明顯不合理時，可采用遼寧省科研項目成果—平均標(biāo)度修正法對結(jié)果進(jìn)行人工干預(yù)、校驗，以確保評價的科學(xué)合理性。

（2）橋梁承載能力評定。采用交通部最新《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》（JTG/T J21-2011）進(jìn)行評價。

（3）橋梁安全性。針對干線公路橋梁線性復(fù)雜，橋梁轉(zhuǎn)彎半徑較小，縱坡較大，容易發(fā)生交通事故等因素，按鋼筋銹蝕量狀態(tài)評價橋梁承載能力，對其安全性（修正kα法）進(jìn)行評價。

（4）橋梁耐久性評價。因為干線公路橋梁運營周期較長，且遼寧省處于北方季凍區(qū)環(huán)境，結(jié)合遼寧省“季凍區(qū)橋梁鹽凍腐蝕防治技術(shù)”研究成果，合理補(bǔ)充耐久性評價指標(biāo)。對普通鋼筋混凝土受彎構(gòu)件以當(dāng)前等級與目標(biāo)要求等級終結(jié)的剩余時間作為承載能力耐久性評價指標(biāo)，對全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件和部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件采用碳化壽命作為評價指標(biāo)，部分預(yù)應(yīng)力B類構(gòu)件采用銹脹開裂作為評價指標(biāo)進(jìn)行評價。

（5）經(jīng)濟(jì)評價。通過仿真模型計算得到每座橋梁的最佳維修時機(jī)，可考慮不同的橋梁退化模型，不同的維修費用、不同的養(yǎng)護(hù)費用、不同的維修時機(jī)和不同的經(jīng)濟(jì)增長指標(biāo)數(shù)據(jù)等。按各種因素進(jìn)行總體維修費用的測算，找出最低的總費用作為維修時點。

（6）適應(yīng)性評價。是對結(jié)構(gòu)正常運營極限狀態(tài)的評價，顯示結(jié)構(gòu)在目前的狀態(tài)能否正常使用。依據(jù)橋梁定期及特殊檢查資料，結(jié)合試驗與結(jié)構(gòu)受力分析，評定橋梁的現(xiàn)有承載能力、現(xiàn)有通行能力、現(xiàn)有抗洪能力。提出橋梁養(yǎng)護(hù)、改造方案。

（7）橋梁衰減預(yù)測

采用馬爾科夫和云灰色理論相結(jié)合的方法對橋梁技術(shù)狀況的衰減趨勢進(jìn)行預(yù)測，為下一步的決策提供依據(jù)。

5 費用估算

費用估算是遼寧省干線公路養(yǎng)護(hù)管理體系決策中一個重要的參考依據(jù)，它基于橋梁評價中的維修、加固方法及費用分析模型的設(shè)計原理，以及實際工作中的需求，將以下內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合起來，對各種方案的費用概況進(jìn)行估算比對，從而減少論證的時間：

（1）各種維修方法、加固方法基價；

（2）各種費率；

（3）單橋的不同病害、不同方案的維修費用分析；

（4）針對橋梁的總體技術(shù)狀況進(jìn)行的加固費用分析；

（5）可對已進(jìn)行費用管理的橋梁的維修加固費用進(jìn)行比對篩選；

（6）分類統(tǒng)計路網(wǎng)橋梁加固維修費用。

6 管理決策

管理決策是為了合理分配有限的養(yǎng)護(hù)資金，確定最佳的養(yǎng)護(hù)對策和實施時機(jī)的過程。養(yǎng)護(hù)決策過程是根據(jù)橋梁管理部門提供的相關(guān)信息，分析各種養(yǎng)護(hù)對策會有什么樣的養(yǎng)護(hù)結(jié)果，需要投入多少資金才能保證一定的橋梁狀況服務(wù)水平，在一定的預(yù)算條件下，應(yīng)在何時采取何種養(yǎng)護(hù)措施。最優(yōu)的決策是在費用—效益分析的基礎(chǔ)上，保證橋梁處于一定的服務(wù)水平時，所需要的運營費用最少。決策時不僅要考慮材料、設(shè)計、施工等工程實際因素，同時還與所在道路等級、橋梁技術(shù)狀況、交通構(gòu)成、養(yǎng)護(hù)費用以及資金預(yù)算水平等密切相關(guān)。其基本流程如圖2所示：

遼寧省養(yǎng)護(hù)管理體系中的管理決策利用理想逼近點法建立橋梁綜合評價模型，提出政策性調(diào)整綜合排序的具體方案，包括如何引入政策性因素以及算法的改進(jìn)。理想點法在引入政策因素時有其優(yōu)越性，對理想點法進(jìn)行改進(jìn)，使得政策性因素很容易引入到運算過程中，準(zhǔn)確地表達(dá)決策者的意圖，并且不失高效性的特點。

7 報表生成

報表生成主要是將數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類統(tǒng)計及顯示，最終的統(tǒng)計結(jié)果以EXCEL或WORD的形式輸出。包括基本視圖、統(tǒng)計報表、社會服務(wù)等內(nèi)容。

（1）基本視圖包括規(guī)范規(guī)定的各類卡片和記錄表；

（2）統(tǒng)計報表包括各類匯總統(tǒng)計報表和圖表；

（3）社會服務(wù)包括路線橋梁限高、路線檢索載重量、路線檢索彎坡斜橋、路線檢索橋梁耐久性、安全性、評價路線適應(yīng)率等。

8 小結(jié)

橋梁的養(yǎng)護(hù)管理日益重要，隨著橋梁數(shù)量增加、橋梁養(yǎng)護(hù)管理信息數(shù)據(jù)量劇增。本文通過對遼寧省國省干線公路橋梁養(yǎng)護(hù)管理體系的構(gòu)建進(jìn)行了分析和探討，本體系的建立可以輔助橋梁管理部門對現(xiàn)有橋梁進(jìn)行有效的信息與決策管理，包括有計劃地對橋梁監(jiān)測和養(yǎng)護(hù)，可以把有限養(yǎng)護(hù)資金用在最需要的地方，減少橋梁全壽命周期內(nèi)的養(yǎng)護(hù)費用。同時，可以促進(jìn)橋梁養(yǎng)護(hù)管理規(guī)范化、科學(xué)化。

Establishment of Maintenance Management System for Liaoning Provincial and National Main Roads and Bridges

SU Yi

（Bureauof General Road Administration of Liaoning Department of Communications，Shenyang 110005，China）

Taking data collection，status evaluation，cost estimate，management decision and report generation of Liaoning provincial main roads as the basis，the scientific maintenance management system is established，so as to provide support for scientification and systematization of relevant work.

Provincial and national main roads；Bridge maintenance；Maintenance management system

U445.7

B

1673-6052（2016）01-0076-03

10.15996/j.cnki.bfjt.2016.01.020

2012年遼寧省交通重點科研項目計劃（201204）