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浙江舟山桥梁健康监测确保百年寿命周期

时间:2010-08-27 08:52来源:《中国高速公路》 作者:admin 点击:
为确保舟山跨海大桥主体工程满足100年服务期的设计目标,在建设时,有关部门就建立了大桥全寿命周期的健康监测和安全评价系统。如今,在中交公路规划设计院的支持下,这套健康监测系统已顺利建成,运行良好。
   世界一流的大桥需要世界一流的管理水平与之相适应,作为我国建桥水平由“世界大国”走向“世界强国”的重要标志,并获得国际同行关注和赞赏的浙江舟山跨海大桥(由岑港、响礁门、桃夭门、西堠门和金塘等5座大桥组成,其中西堠门大桥获美国“古斯塔夫·林德撒尔奖”,以下简称舟山跨海大桥),于2009年12月25日通车后,其在运营管理、健康监测和养护等方面的情况如何,有没有世界一流的管理技术、队伍和能力,能否完成浙江省委省政府、省交通投资集团有限公司(以下简称省交通投资集团)和舟山、宁波两市政府及两岸人民的重托,保证大桥主体工程在100年设计年限内安全运营,国内外同行都非常关注。

  前不久,在浙江舟山跨海大桥有限公司大桥管理处(以下简称大桥管理处)吴波明副处长的陪同下,记者一行四人完成了在全长1.65公里的西堠门大桥主跨上的徒步行走,与这座主跨中国第一、世界第二的世界级大桥有了一次亲密接触,也对其运营与管理的情况有了一个最直观的感受。

  健康监测确保百年寿命周期

  就像婴儿呱呱落地后,父母要保证其健康成长一样,特大型桥梁或隧道等结构物一旦建成通车,能否保证其长期健康地运营,就成为管理者们的头等大事。参与舟山跨海大桥运营和管理的单位很多,如浙江舟山跨海大桥有限公司(以下简称舟山跨海大桥公司)、舟山跨海大桥管理局和舟山、宁波两地海事、交警、路政、消防等单位(部门)。

  根据浙江省政府有关文件精神,大桥的健康监测工作由舟山跨海大桥公司来实施。

  吴波明告诉记者,为确保舟山跨海大桥主体工程满足100年服务期的设计目标,在建设时,有关部门就建立了大桥全寿命周期的健康监测和安全评价系统。如今,在中交公路规划设计院的支持下,这套健康监测系统已顺利建成,运行良好。

  舟山跨海大桥中的两座主桥——西堠门和金塘大桥,设计基准服务期为100年。由于两桥所处地理位置为外海通航海域,长期受到海洋环境侵蚀、材料老化以及各种静载、动载长期疲劳效应的作用。此外,随着大桥投入营运时间的推移,各构件会产生各种损坏,相应桥梁的刚度和强度就会出现不同程度的降低,从而降低抵抗自然灾害(如强风、地震、车船撞击等)的能力,在各种突变效应的耦合作用下,极端情况下还可能会引发灾害性事故。但是,有了健康监测系统,大桥主体结构上蛛丝马迹的变化,舟山跨海大桥公司监控中心都能洞悉清楚。

  据了解,舟山跨海大桥健康监测系统综合应用了当前世界上迅猛发展的桥梁结构计算、危险性分析、现代传感测试、信号分析、远程控制、计算机技术等,历时3年多才建成。系统结合了舟山跨海大桥的具体特点,采用自动监测与人工巡检管理并重的方案,建立由自动化传感测试采集、分析、传输、控制子系统,电子化人工巡检子系统,基于两者之上的损伤识别及综合评估子系统,数据库子系统以及用户界面子系统等构成的系统。

  吴波明表示,目前舟山跨海大桥监测系统已通过有关专家的验收。大桥管养者可以利用布设的西堠门、金塘大桥航道桥及东西通航孔桥构件的传感器,进行全桥的自动化监测。监测内容涉及风荷载、温度、湿度、动态交通荷载、地震、腐蚀检测,大桥空间几何变换、代表性控制界面应力、斜拉索索力、吊杆力变化以及结构动力和震动特性等。通过上述项目的监测并结合大桥特有的电子化巡检系统,可及时掌握桥梁各主要受力构件是否处于正常工作状态,进而评判全桥的安全使用状态,有效地掌控运营期桥梁结构使用状态及其发展趋势,从而采用有针对性的养护策略,使大桥及其设施始终处于良好的技术状态,保证大桥的安全畅通。目前,这套系统的构建水平处于国际先进水平行列,标志着舟山跨海大桥的健康监测已跨入了世界一流水平的行列。

  电子巡检确保良好运营状态

  虽然舟山跨海大桥通车时间才半年,但有关部门已经在养护方面未雨绸缪,做好了全方位的准备工作,有的已经进入“实战”阶段。

  6月13日上午,来往舟山跨海大桥的司乘人员可以看到,有几个人用大“炮筒”在向天空观望。不知情的,还以为他们是在进行天文观测呢,其实他们是负责舟山跨海大桥养护的浙江交工高等级公路养护有限公司的工作人员,他们是在用高倍天文望远镜观察主大桥桥缆防护涂装和吊索的锈蚀情况。

  大桥通车前,舟山跨海大桥建设部门就与中交公路规划设计院、上海思索建筑咨询有限公司合作,引进吸收国外特大桥梁病害库,成功研发出了“舟山跨海大桥电子化人工巡检管理系统”,如今这项系统也已经安装完毕,投入使用。

  该系统对各座桥梁的整体情况进行了详细录入,从系统上即可看出所辖桥梁各种病害的具体位置及病害情况。同时,系统清楚地提示每一位工程养护人员每天该完成的工作任务,并对工作的完成情况进行跟踪记录、统计汇总,为及时掌握全桥运营现状提供详实的数据。利用养护管理系统这个平台,有关部门就能实现对大桥日常养护工作的规范化、科学化管理,合理安排维护资源。

  养护管理系统的工作必须依赖精确的数据支撑,才可以发挥其最大的效能。为此,舟山跨海大桥公司花费数百万元,引进了国外先进的桥梁检测车等设备。此外,针对舟山跨海大桥的特殊性及现阶段国家还缺乏相应的特大型桥梁养护技术规范与技术评定标准的现状,舟山跨海大桥公司会同有关部门,编制了《舟山跨海大桥巡检养护手册》、《舟山跨海大桥结构健康监测系统维护手册》、《电子化人工巡检使用手册》、《舟山跨海大桥安全操作规程汇编》、《舟山跨海大桥高边坡管理办法》等文件,为整个大桥的养护规范化、标准化提供了坚实的制度基础。

  紧急演练确保一路畅通

  舟山跨海大桥自开通至今,已经安全、平稳地运营了半年多,先后经受住了开通初期、元旦、春节、普陀山清明香会、五一、端午等特殊时段大车流量的考验。截至记者发稿时止,大桥日均断面流量约7000辆,最高日断面流量达到23707辆,各项营运管理工作平稳有序,未发生一起重伤以上的交通和安全责任事故。

  然而,大桥的运营也并非一帆风顺。2010年2月19日发生在金塘大桥舟山方向32.7公里处的一次营运车辆自燃事故,着实让大桥相关管理单位(部门)经受了一次有惊无险的考验。

  除了突发事故,一些恶劣天气如台风、季风、大雾、团雾、寒流以及冰冻等,也给大桥的安全运营带来了严峻的考验。大桥通车不到三个月,就出现四次因路面冰冻和大雾造成全线封道的情况。为此,舟山跨海大桥公司、管理局、高速交警、消防等部门经常联合举行各种规模的紧急演练,以应对各种突发情况。

  舟山跨海大桥公司已与舟山跨海大桥管理局、高速交警、路政、海事等部门共同开展了4次大型演习、15次日常工作操作演练。2009年11月19日,舟山跨海大桥公司协同大桥管理局开展了危险化学品泄漏处治演习;2009年12月11日,配合大桥管理局开展了非通航水域应急反应演练和桥面应急处置演习;2010年3月19日,组织各联勤单位,针对2.19大客车自燃事件的教训经验,组织了突发事件应急响应演练;2010年4月13日凌晨,舟山跨海大桥公司和大桥管理局、高速交警舟山支队、舟山消防支队大桥消防中队、舟山市高速路政大队、定海区公安分局交通派出所以及养护、施救等单位联合开展突发事件应急演练。通过这些演练,完善了舟山跨海大桥各联勤单位的联防、联管机制,进一步落实了各种恶劣天气的应急预案和长效机制,使得各方熟悉和明确了在应急处置时的岗位职责,增强了应急处置的合力。

  由于前期规划等原因,舟山跨海大桥每公里只安装有一个监控探头,因此这些探头的覆盖面有限,做不到对整个跨海大桥全路面无盲区监控。为了能在第一时间确定事故的准确位置,舟山跨海大桥公司在今年6月,完成了全程监控设备的安装,确保监控的“全覆盖”。在实施全程监控的同时,舟山跨海大桥公司还拟加装自动报警装置,一旦出现烟、火等事故苗头,报警装置能自动发出警报,监控中心能通过全程监控及时发现和协调处理安全事故。

  “我们有较为完备的应急预案,不过希望这些预案永远不要启动!”吴波明告诉记者。

  目前,舟山跨海大桥公司还提出了“15分钟内到达大桥任何事故现场”的应急目标。15分钟,这对管辖近50公里长、运营初期安全投入还相对有限的舟山跨海大桥公司来说,已经是做了最大的努力。

  多管齐下确保不再撞船

  在建设期已经经历过两次撞船的舟山跨海大桥,无论如何也不能在营运期出现第三次撞击了,否则将造成重大人员伤亡和财产损失,这给舟山跨海大桥公司、管理局及相关部门的安全管理带来了巨大的压力和挑战。他们知道,保证耗资130亿元、建造近10年、延绵约50公里长的五座跨海大桥的安全,是一个比泰山还重的责任,一刻也不能松懈和怠慢!

  浙江台州籍“勤丰128”、韩国籍“马克号”杂货船接连出现的撞船事故,引起了浙江省委、省政府的高度关注。为此,浙江省省长吕祖善于11月20日亲自主持召开省政府常务会议,专题研究舟山跨海大桥的安全营运问题,先后三次作出重要指示,并出台了《浙江省人民政府办公厅关于印发加强舟山跨海大桥安全营运工作方案的通知》(浙政办发明电〔2009〕297号)等一系列文件,建立了大桥安全防护工作机制和责任体系。

  根据分工,虽然大桥安全管理的直接责任由舟山跨海大桥管理局承担,但担负大桥营运管理的舟山跨海大桥公司,责任和压力丝毫不减。他们按照省政府的有关要求,落实大桥安全营运近远期措施,除实施全程监控外,在桥面上安装了4台高倍探头,以加强对大桥警戒水域的实时监控。此外,舟山跨海大桥公司还协助海事部门在警戒水域加密设置了航标及AIS应答器等,舟山跨海大桥海上安保控制区报告线已经划定,6艘警戒船和1艘拖轮对桥区水域实行24小时值班警戒。由舟山跨海大桥公司协助实施的海上交通管理VTS系统建设和船舶锚地的调整也正在加快推进中。所有这一切,都是为了最大程度地保障跨海大桥免受船舶撞击。

  十年磨一剑,百亿建五桥。对于已建成营运的舟山跨海大桥,我们衷心希望舟山跨海大桥各营运管理单位,能继承和发扬优良的大桥建设精神,当好大桥守护者,与政府有关部门齐心协力、兢兢业业、任劳任怨,守护好大桥的平安,向社会交出满意的答卷。

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