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浙江舟山橋梁健康監測確保百年壽命周期

時間:2010-08-27 08:52來源:《中國高速公路》 作者:admin 點擊:
為確保舟山跨海大橋主體工程滿足100年服務期的設計目標,在建設時,有關部門就建立了大橋全壽命周期的健康監測和安全評價系統。如今,在中交公路規劃設計院的支持下,這套健康監測系統已順利建成,運行良好。
   世界一流的大橋需要世界一流的管理水平與之相適應,作為我國建橋水平由“世界大國”走向“世界強國”的重要標志,并獲得國際同行關注和贊賞的浙江舟山跨海大橋(由岑港、響礁門、桃夭門、西堠門和金塘等5座大橋組成,其中西堠門大橋獲美國“古斯塔夫·林德撒爾獎”,以下簡稱舟山跨海大橋),于2009年12月25日通車后,其在運營管理、健康監測和養護等方面的情況如何,有沒有世界一流的管理技術、隊伍和能力,能否完成浙江省委省政府、省交通投資集團有限公司(以下簡稱省交通投資集團)和舟山、寧波兩市政府及兩岸人民的重托,保證大橋主體工程在100年設計年限內安全運營,國內外同行都非常關注。

  前不久,在浙江舟山跨海大橋有限公司大橋管理處(以下簡稱大橋管理處)吳波明副處長的陪同下,記者一行四人完成了在全長1.65公里的西堠門大橋主跨上的徒步行走,與這座主跨中國第一、世界第二的世界級大橋有了一次親密接觸,也對其運營與管理的情況有了一個最直觀的感受。

  健康監測確保百年壽命周期

  就像嬰兒呱呱落地后,父母要保證其健康成長一樣,特大型橋梁或隧道等結構物一旦建成通車,能否保證其長期健康地運營,就成為管理者們的頭等大事。參與舟山跨海大橋運營和管理的單位很多,如浙江舟山跨海大橋有限公司(以下簡稱舟山跨海大橋公司)、舟山跨海大橋管理局和舟山、寧波兩地海事、交警、路政、消防等單位(部門)。

  根據浙江省政府有關文件精神,大橋的健康監測工作由舟山跨海大橋公司來實施。

  吳波明告訴記者,為確保舟山跨海大橋主體工程滿足100年服務期的設計目標,在建設時,有關部門就建立了大橋全壽命周期的健康監測和安全評價系統。如今,在中交公路規劃設計院的支持下,這套健康監測系統已順利建成,運行良好。

  舟山跨海大橋中的兩座主橋——西堠門和金塘大橋,設計基準服務期為100年。由于兩橋所處地理位置為外海通航海域,長期受到海洋環境侵蝕、材料老化以及各種靜載、動載長期疲勞效應的作用。此外,隨著大橋投入營運時間的推移,各構件會產生各種損壞,相應橋梁的剛度和強度就會出現不同程度的降低,從而降低抵抗自然災害(如強風、地震、車船撞擊等)的能力,在各種突變效應的耦合作用下,極端情況下還可能會引發災害性事故。但是,有了健康監測系統,大橋主體結構上蛛絲馬跡的變化,舟山跨海大橋公司監控中心都能洞悉清楚。

  據了解,舟山跨海大橋健康監測系統綜合應用了當前世界上迅猛發展的橋梁結構計算、危險性分析、現代傳感測試、信號分析、遠程控制、計算機技術等,歷時3年多才建成。系統結合了舟山跨海大橋的具體特點,采用自動監測與人工巡檢管理并重的方案,建立由自動化傳感測試采集、分析、傳輸、控制子系統,電子化人工巡檢子系統,基于兩者之上的損傷識別及綜合評估子系統,數據庫子系統以及用戶界面子系統等構成的系統。

  吳波明表示,目前舟山跨海大橋監測系統已通過有關專家的驗收。大橋管養者可以利用布設的西堠門、金塘大橋航道橋及東西通航孔橋構件的傳感器,進行全橋的自動化監測。監測內容涉及風荷載、溫度、濕度、動態交通荷載、地震、腐蝕檢測,大橋空間幾何變換、代表性控制界面應力、斜拉索索力、吊桿力變化以及結構動力和震動特性等。通過上述項目的監測并結合大橋特有的電子化巡檢系統,可及時掌握橋梁各主要受力構件是否處于正常工作狀態,進而評判全橋的安全使用狀態,有效地掌控運營期橋梁結構使用狀態及其發展趨勢,從而采用有針對性的養護策略,使大橋及其設施始終處于良好的技術狀態,保證大橋的安全暢通。目前,這套系統的構建水平處于國際先進水平行列,標志著舟山跨海大橋的健康監測已跨入了世界一流水平的行列。

  電子巡檢確保良好運營狀態

  雖然舟山跨海大橋通車時間才半年,但有關部門已經在養護方面未雨綢繆,做好了全方位的準備工作,有的已經進入“實戰”階段。

  6月13日上午,來往舟山跨海大橋的司乘人員可以看到,有幾個人用大“炮筒”在向天空觀望。不知情的,還以為他們是在進行天文觀測呢,其實他們是負責舟山跨海大橋養護的浙江交工高等級公路養護有限公司的工作人員,他們是在用高倍天文望遠鏡觀察主大橋橋纜防護涂裝和吊索的銹蝕情況。

  大橋通車前,舟山跨海大橋建設部門就與中交公路規劃設計院、上海思索建筑咨詢有限公司合作,引進吸收國外特大橋梁病害庫,成功研發出了“舟山跨海大橋電子化人工巡檢管理系統”,如今這項系統也已經安裝完畢,投入使用。

  該系統對各座橋梁的整體情況進行了詳細錄入,從系統上即可看出所轄橋梁各種病害的具體位置及病害情況。同時,系統清楚地提示每一位工程養護人員每天該完成的工作任務,并對工作的完成情況進行跟蹤記錄、統計匯總,為及時掌握全橋運營現狀提供詳實的數據。利用養護管理系統這個平臺,有關部門就能實現對大橋日常養護工作的規范化、科學化管理,合理安排維護資源。

  養護管理系統的工作必須依賴精確的數據支撐,才可以發揮其最大的效能。為此,舟山跨海大橋公司花費數百萬元,引進了國外先進的橋梁檢測車等設備。此外,針對舟山跨海大橋的特殊性及現階段國家還缺乏相應的特大型橋梁養護技術規范與技術評定標準的現狀,舟山跨海大橋公司會同有關部門,編制了《舟山跨海大橋巡檢養護手冊》、《舟山跨海大橋結構健康監測系統維護手冊》、《電子化人工巡檢使用手冊》、《舟山跨海大橋安全操作規程匯編》、《舟山跨海大橋高邊坡管理辦法》等文件,為整個大橋的養護規范化、標準化提供了堅實的制度基礎。

  緊急演練確保一路暢通

  舟山跨海大橋自開通至今,已經安全、平穩地運營了半年多,先后經受住了開通初期、元旦、春節、普陀山清明香會、五一、端午等特殊時段大車流量的考驗。截至記者發稿時止,大橋日均斷面流量約7000輛,最高日斷面流量達到23707輛,各項營運管理工作平穩有序,未發生一起重傷以上的交通和安全責任事故。

  然而,大橋的運營也并非一帆風順。2010年2月19日發生在金塘大橋舟山方向32.7公里處的一次營運車輛自燃事故,著實讓大橋相關管理單位(部門)經受了一次有驚無險的考驗。

  除了突發事故,一些惡劣天氣如臺風、季風、大霧、團霧、寒流以及冰凍等,也給大橋的安全運營帶來了嚴峻的考驗。大橋通車不到三個月,就出現四次因路面冰凍和大霧造成全線封道的情況。為此,舟山跨海大橋公司、管理局、高速交警、消防等部門經常聯合舉行各種規模的緊急演練,以應對各種突發情況。

  舟山跨海大橋公司已與舟山跨海大橋管理局、高速交警、路政、海事等部門共同開展了4次大型演習、15次日常工作操作演練。2009年11月19日,舟山跨海大橋公司協同大橋管理局開展了危險化學品泄漏處治演習;2009年12月11日,配合大橋管理局開展了非通航水域應急反應演練和橋面應急處置演習;2010年3月19日,組織各聯勤單位,針對2.19大客車自燃事件的教訓經驗,組織了突發事件應急響應演練;2010年4月13日凌晨,舟山跨海大橋公司和大橋管理局、高速交警舟山支隊、舟山消防支隊大橋消防中隊、舟山市高速路政大隊、定海區公安分局交通派出所以及養護、施救等單位聯合開展突發事件應急演練。通過這些演練,完善了舟山跨海大橋各聯勤單位的聯防、聯管機制,進一步落實了各種惡劣天氣的應急預案和長效機制,使得各方熟悉和明確了在應急處置時的崗位職責,增強了應急處置的合力。

  由于前期規劃等原因,舟山跨海大橋每公里只安裝有一個監控探頭,因此這些探頭的覆蓋面有限,做不到對整個跨海大橋全路面無盲區監控。為了能在第一時間確定事故的準確位置,舟山跨海大橋公司在今年6月,完成了全程監控設備的安裝,確保監控的“全覆蓋”。在實施全程監控的同時,舟山跨海大橋公司還擬加裝自動報警裝置,一旦出現煙、火等事故苗頭,報警裝置能自動發出警報,監控中心能通過全程監控及時發現和協調處理安全事故。

  “我們有較為完備的應急預案,不過希望這些預案永遠不要啟動!”吳波明告訴記者。

  目前,舟山跨海大橋公司還提出了“15分鐘內到達大橋任何事故現場”的應急目標。15分鐘,這對管轄近50公里長、運營初期安全投入還相對有限的舟山跨海大橋公司來說,已經是做了最大的努力。

  多管齊下確保不再撞船

  在建設期已經經歷過兩次撞船的舟山跨海大橋,無論如何也不能在營運期出現第三次撞擊了,否則將造成重大人員傷亡和財產損失,這給舟山跨海大橋公司、管理局及相關部門的安全管理帶來了巨大的壓力和挑戰。他們知道,保證耗資130億元、建造近10年、延綿約50公里長的五座跨海大橋的安全,是一個比泰山還重的責任,一刻也不能松懈和怠慢!

  浙江臺州籍“勤豐128”、韓國籍“馬克號”雜貨船接連出現的撞船事故,引起了浙江省委、省政府的高度關注。為此,浙江省省長呂祖善于11月20日親自主持召開省政府常務會議,專題研究舟山跨海大橋的安全營運問題,先后三次作出重要指示,并出臺了《浙江省人民政府辦公廳關于印發加強舟山跨海大橋安全營運工作方案的通知》(浙政辦發明電〔2009〕297號)等一系列文件,建立了大橋安全防護工作機制和責任體系。

  根據分工,雖然大橋安全管理的直接責任由舟山跨海大橋管理局承擔,但擔負大橋營運管理的舟山跨海大橋公司,責任和壓力絲毫不減。他們按照省政府的有關要求,落實大橋安全營運近遠期措施,除實施全程監控外,在橋面上安裝了4臺高倍探頭,以加強對大橋警戒水域的實時監控。此外,舟山跨海大橋公司還協助海事部門在警戒水域加密設置了航標及AIS應答器等,舟山跨海大橋海上安保控制區報告線已經劃定,6艘警戒船和1艘拖輪對橋區水域實行24小時值班警戒。由舟山跨海大橋公司協助實施的海上交通管理VTS系統建設和船舶錨地的調整也正在加快推進中。所有這一切,都是為了最大程度地保障跨海大橋免受船舶撞擊。

  十年磨一劍,百億建五橋。對于已建成營運的舟山跨海大橋,我們衷心希望舟山跨海大橋各營運管理單位,能繼承和發揚優良的大橋建設精神,當好大橋守護者,與政府有關部門齊心協力、兢兢業業、任勞任怨,守護好大橋的平安,向社會交出滿意的答卷。

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