分析提高交通土建结构寿命以及安全性的途径 王海霞

分析提高交通土建结构寿命以及安全性的途径王海霞

摘要：我国已建成了规模居于世界前列的交通基础设施,但由于多种因素的影响,

交通基础设施重大结构的安全保障问题面临着越来越严峻的挑战.本文分析了我国

交通基础设施的发展现状,综述了国内外相关领域的研究进展,讨论了我国交通基

础设施重大结构长寿命安全保障领域存在的主要问题及实现安全保障的技术途径,

提出了实施安全保障计划应达到的目标以及需解决的关键问题.

关键词：交通土建结构；长寿命；安全保障

引言

交通基础设施是社会交通体系的重要组成部分，它是由道路、铁路、桥梁、

隧道、地铁、机场等部分组成，属于社会的一笔固定资产，包含着社会公益性、

经济先导性、网络经济性、规模经济性和军事战略性等基本属性。为了实现交通

土建结构长寿命的安全保障的目标，必须充分发挥其基础性。先导性和服务性功能，以便于支撑经济建设的持续发展、保障人民生活的安稳有序、助力国家安全

和社会稳定。近年来，我国交通基础设施的建设已经取得了显著成就，与其他工

业化国家相比，我国交通基础建设起步晚、速度快、强度大等特点。一方面，由

于基础设施结构出现自然劣化、养护维修不足的情况，使得部分结构过早出现安

全性不足、耐久性降低以及适用性不强的问题，实际使用寿命远远低于正常年限。随着时代的发展，大批I程结构物老化的问题日益严重，如何合理使用是目前要

面临的一个重大难题之一。另一方面，高速度和高强度的修建结构会集中到将来

既有结构的维修加固上，将会对养护维修、交通运输和社会生活等方面带来巨大

压力。因此解决交通土建结构长寿命安全保障工作需要尽快开展，以便提升我国

在交通领域上的竞争力和影响力。

1、交通基础设施的发展现状

我国交通基础设施虽然已经进入世界前列，但是由于其存在的问题层出不穷，导致土建结构长寿命安全保障面临着居多挑战。例如，交通基础设施重大结构的

设计使用年限与实际使用寿命之间存在着较大差异和不确定性，以桥梁工程为例，特大桥、大桥和重要中桥的设计寿命是100年，中桥、重要小桥的设计寿命为50年，小桥和涵洞的设计寿命为30年，在它们的使用年限内，由于受到外界因素

的影响，实际使用寿命会小于设计使用寿命，这样会极大的威胁桥梁结构的正常、安全使用。除此之外，不同时期的国情和经济条件也会起到一定的限制作用，新

中国刚成立时的大桥，在建设标准和质量方面与现在的桥梁之间存在着巨大的差异，呈现出实际荷载量等级不断增大的趋势，原来的桥梁已经无法适应现阶段的

运输要求。

随着社会的不断发展，一些交通基础设施重大结构的设计使用寿命将陆续达

到年限，就会成为一笔大额的“带有问题”的固定资产，经济上是不能承受完全更

换的压力，技术上也难以真正实现。在保证安全使用的情况下，一些结构将会被

继续使用并发挥经济效益，如何让这些结构在理论、技术、规范和政策上保证可

靠性和安全性的是一个严峻的问题，必须及时进行解决。

交通基础设施重大结构中，安全问题表现的最突出的一面在于，结构长期性

退化、材料老化与劣化，比方说在桥梁与隧道方面，公路网中的危桥数量不断增加，在目前运营的铁路隧道中，有病害危险的隧道长度占总长的10%。因此，交

通基础设施需要建立合理的安全风险预估和保障机制，让我国交通业继续向前发展。

2、交通土建结构长寿命安全的问题

关于交通土建结构长寿命安全保障问题主要设计以下两方面：一，保证现有

的交通基础设施在预期设计使用寿命内安全可靠服役;二，重大或者重要结构达到或超过设计使用寿命之后，采取一定手段延长使用年限保证安全运营。长寿命安

全保障工作是系统性的工程，与政策法规、设计理念、评估与诊断理论、结构维

修和加固理论与技术以及材料装备等密不可分，我们从目前的实践中总结出几个

主要问题。

（1）已有的设计不能充分考虑结构长寿命系统，相关设计理论和建造方法

不成熟。

（2）设计与施工质量存在缺陷以致于对既有结构造成威胁。

（3）我国交通基础设施存在重建设、轻管养的状况，既有结构的养护维修

不到位或者是系统性不足的问题使得结构的使用寿命缩短。

（4）公路超载现象普遍存在，加剧结构的损伤。

（5）缺乏对于既有重大结构的剩余寿命评估的必要理论基础。

（6）重大结构达到设计年限后，对其继续安全服役的可行性理论与方法需

要进一步进行评估。

3、交通土建结构长寿命安全保障的相关措施

基于以上问题的发现，要想最大程度的发挥我国存量巨大和资产庞大的交通

基础设施创造经济的作用，根据交通基础设施重大结构面临的挑战，我国可以开

展“交通基础设施重大结构长寿命安全保障计划”，以满足系统工程中的长远规划

和顶层设计的需求。

3.1安全保障计划应实现的目标

根据我国具体国情，采取体制创新、机制创新、科技创新和产学研结合的方式，把满足经济社会发展和保障人民生命财产安全需求作为目标，将既有基础设

施服务国家经济发展的潜力充分挖掘出来，实现重大交通基础设施长寿命安全与

综合造价控制的平衡发展，深度融合基础设施建设、信息化与工业化三方面内容，全面推广绿色制造，保障基础设施的安全性、适用性、可靠性和长寿性。在此项

计划的实施中，我们可以通过达到以下几个目标：一，建立所有交通基础设施的

长寿命安全保障标准化计划并加以落实;二，建立重大结构长寿命安全保障领域的产业体系;三，结合大数据、云计算等技术检查、检测、评估、修补或者加固处理交通基础设施;其四，降低重大结构在使用年限之内发生事故的可能性。

3.2安全保障计划的战略任务和重点

建立基于信息技术与大数据的大型工程结构数据库，监管勘察、规划、设计、建造、运营维护和管理的全寿命信息档案是该计划的首要工作之一。在现代传感

技术、信息技术、结构评估技术的大型结构健康监测与安全控制体系的结合应用

之下，推进大型工程结构的现代传感与监测仪器装备的研发和产业化进程。对于

那些自然灾害破坏的大型结构，应该及时建设抢建与装备研发的应急救援组织管

理体系，从而加大基础设施的养护维修能力。

总结

交通基础设施是构成社会固定资产的重要部分，在国民经济建设中起着非常

重要的作用。既有交通基础设施重大结构在使用年限内存在着不同程度的安全隐患，结构老化和性能退化的现象频频发生，大批重大结构将会陆续达到设计寿命。